謹(jǐn)記“法拉第籠效應(yīng)”,開車遇到這種情況,能保命!
近日,一則“小汽車在路上掛到電纜”的事件引起了公眾的廣泛關(guān)注。司機在這種情況下沒有選擇下車,而是繼續(xù)駕駛。這一行為在一些人看來似乎不負(fù)責(zé)任,卻有人說“還好掛到的是聰明人”。
這究竟是為什么呢?難道司機不怕刮斷電纜后賠償嗎?遇到這種情況的正確做法應(yīng)該是什么呢?
比賠錢更重要的是保命
路上開車如果發(fā)生剮蹭,大家一般都會習(xí)慣性地停車并下車查看。但是有些情況還真不能隨便下車,甚至要開車?yán)^續(xù)行駛一段距離。比如開車過程中刮到電線,千萬不能盲目下車查看。
城市架設(shè)的電線大多數(shù)都是帶電的,有的甚至是高壓電纜。高壓電纜的電壓一般在10kV以上,有的甚至可以達(dá)到750kV。人體能夠承受的電壓一般不超過36V,體內(nèi)短時間流經(jīng)5毫安以下的電流一般不會對人體產(chǎn)生大的傷害。但是如果長時間接觸電流或者身體潮濕,就會有觸電的危險。因此,即使是城市中輸送的較低電壓(220V),也遠(yuǎn)超人體承受范圍。
如果遇到汽車刮到電線的情況,其實在車上待著才是安全的。盡管汽車外殼是由金屬制成,但是由于法拉第籠效應(yīng)的存在,車殼為人體提供了一個安全的“場所”。
法拉第籠是指由金屬或者導(dǎo)電材料構(gòu)成的封閉空間,以科學(xué)家邁克爾·法拉第命名。其原理是當(dāng)外部電場作用在法拉第籠時,籠體表面的電荷會重新分布,中和外部電場的作用。此時,籠體內(nèi)部的電場幾乎為零,從而保護(hù)籠內(nèi)的空間不受外部電場的影響。
2012年,美國魔術(shù)師就曾身著特制的重達(dá)十幾公斤的金屬外衣和頭盔,在100萬伏的高壓電下,成功接受持續(xù)電擊達(dá)72小時,而身體卻幾乎不受影響。
因此,在汽車刮到電纜的情況下,金屬車身就相當(dāng)于一個法拉第籠,能夠有效地防止電流穿過車體傷害到車內(nèi)的人。
如果人手在車內(nèi)接觸到金屬的部位,會不會觸電呢?其實不必?fù)?dān)心,即使在汽車內(nèi)部用手觸碰到金屬,由于人體與車殼的電勢相等,人在車內(nèi)也是安全的。
法拉第籠效應(yīng)在日常生活中很常見
如果下雨天實在找不到合適的躲避雷雨的室內(nèi)場所,待在車?yán)锵鄬碚f也是安全的。即使汽車被雷電擊中,車殼也會成為一個“防護(hù)罩”,保護(hù)車內(nèi)部不受雷電的影響。此外,雷電產(chǎn)生的電流也會通過雨水和潮濕的輪胎傳遞到地面,使得車內(nèi)成為防雷的安全之地。
其實,法拉第籠并不是只有防止觸電這么簡單!
如果仔細(xì)觀察微波爐的結(jié)構(gòu),玻璃門上有一層金屬網(wǎng)格,這是干什么用的呢?微波爐主要依靠微波加熱食物,其結(jié)構(gòu)中的金屬外殼和門上的金屬網(wǎng)格共同構(gòu)成了一個封閉的金屬空間,相當(dāng)于一個法拉第籠。
這種結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅有助于微波在爐內(nèi)的傳播,提高加熱的效率和食物受熱的均勻性,更重要的是,金屬外殼的電磁屏蔽作用,將微波限制在爐內(nèi),可以有效防止微波對人體的潛在傷害。
電梯是我們?nèi)粘I钪凶畛R姷姆ɡ诨\,而且還是屏蔽效果比較好的“籠”,我們進(jìn)入電梯時手機信號弱,“罪魁禍?zhǔn)住币彩欠ɡ诨\。電梯的轎廂由金屬材質(zhì)組成,關(guān)上門的那一刻起,電梯就相當(dāng)于是一個封閉的環(huán)境,當(dāng)外界電磁波傳來時,轎廂內(nèi)部的電子就會重新排列,抵消外部電磁波的影響,起到屏蔽的效應(yīng)。
此外,電梯井大都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),也相當(dāng)于是一個大的法拉第籠,阻擋和吸收電磁波。由此可見,置于“籠中籠”內(nèi)的手機,信號變?nèi)趸蛘呦б矝]那么難理解了。
都知道電線掉在地上不能碰,但走近看也不行!
不能碰,走近看也不行。因為我們無法確定其是否帶電,如果是高壓電,觸碰帶來的后果可想而知。那么是否可以走近用干木棍挑開電線?這樣也是不安全的,人在走近電線落點的過程中會由于跨步電壓的存在,導(dǎo)致觸電??绮诫妷菏侵府?dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障,人在接地電流入地點周圍區(qū)域內(nèi)行走時,兩腳之間的電壓。
電線(特別是帶有斷點的電線)落地后會與大地形成回路,電流經(jīng)過電線流向大地,所以在電線接地點的周圍會存在較強的電場,如果在此區(qū)域內(nèi)行走,兩腳之間會存在電壓差,導(dǎo)致電流流經(jīng)人體帶來觸電的危險。
遇到這種情況是不是直接大步跑遠(yuǎn)就行?
也不能跑,如果想離開這個危險區(qū)域,需要采用單腳跳或者雙腳并攏小步移動的方式離開,直至超過電線落地點八米的區(qū)域。因為兩只腳之間的距離越長,跨步電壓越大,越容易觸電。并且觸電后人的肌肉會出現(xiàn)痙攣,嚴(yán)重時會昏倒,如果倒在地上會更加危險。
結(jié)語
生活中的大多數(shù)“不理解”都可以用科學(xué)的方式解釋,遇到緊急情況不要慌,沉著應(yīng)對,關(guān)鍵時刻能保命。正如本文所討論的法拉第籠原理,它不僅在特定情況下保護(hù)了司機的生命,也是我們理解電氣安全的一個重要窗口。通過科學(xué)的方法,我們可以更好地理解周圍的世界,并在面對潛在的危險時做出正確的決策。
來源:中國科普博覽
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