Электрические свойства снега и льда
Великий русский ученый М.В. Ломоносов первым оценил особые электрические свойства льда. В результате опытов по электризации льда он установил, что из него «выскакивает огонь с треском, буде он (лед) не имеет в себе воздушных пузырьков и по бокам не мокр. Им можно зажечь нефть». Способность льда при натирании наэлектризовываться некоторые ученые XVIII века пытались использовать (не совсем удачно) для изготовления электростатических машин трения. Известный русский физик В.В. Петров первый ставил опыты по изучению электропроводности льда.
При продувании надо льдом воздуха, очищенного от пыли и других взвешенных примесей, лед не электризуется. Если же направить на плоскую поверхность льда капельно-паровой поток, то в результате столкновения капелек воды со льдом происходит обмен зарядом и возникает положительная электризация льда и отрицательная воды. Однако, если лед покрывается пленкой воды, электризация прекращается.
При продувании надо льдом воздуха, содержащего капельки тумана нашатырного спирта, каждый литр воздуха приобретает заряд около 2·10-11 кулона. В особо плотных аммиачных туманах этот заряд может увеличиться вдвое. Лед в этих условиях получает такой же по величине заряд, но противоположный по знаку. Положительная электризация льда наблюдается и при продувании надо льдом печной сажи.
Продавливание воды через специально устроенные в образцах льда капилляры приводит к положительной электризации у льда и отрицательной у воды. Как правило, при трении о другие тела (стекло, сталь, медь) лед приобретает положительный заряд, а эти тела – отрицательный.
Но бывают и исключения. Так, при продувании сухого снега через сильно оксидированную железную решетку, у которой выход электронов за ее пределы, благодаря оксидированию поверхности облегчен, снег заряжается отрицательно.
При плавлении льда заряд находящегося над ним воздуха возрастает за счет выделения электрических зарядов из пузырьков воздуха, захваченного льдом ранее (при замерзании). Присутствие во льду примесей щелочей уменьшает и при достаточных концентрациях полностью ликвидирует дополнительную электризацию воздуха при плавлении льда.
Во время низовых метелей крупные кристаллы льда заряжаются отрицательно, а более мелкая Снежная пыль – положительно. Свежевыпавший снег во всех случаях обнаруживает более значительную электризацию, чем уже слежавшийся. При взвихривании снежной пыли в воздухе может возникать объемный заряд до 1-8 кулон м3. Особенно сильные электрические поля (до 100 в/см) наблюдаются во время снежных метелей в полярных и высокогорных областях, где за счет электризации антенн сухим снегом весьма усиливаются помехи радиосвязи – pppa.ru. Сталкиваясь с проводами линий телефонной или телеграфной связи, снежинки из метельных потоков передают им свой заряд. При хорошей изоляции от земли, заряд может накопиться такой большой, что в прилегающем воздухе возникнет коронный разряд.
Покоритель Джомолунгмы Н. Тенсинг в 1953 году в районе Южного Седла этой горной вершины на высоте 7,9 км над уровнем моря при температуре – 30°C и сухом ветре до 25 м/сек наблюдал сильную электризацию обледеневших брезентовых палаток, вставленных одна в другую. Пространство между палатками было наполнено при этом многочисленными электрическими искрами.
Любопытно отметить, что в сильных электрических полях кристаллы льда растут в виде тонких нитей, вытягивающихся вдоль поля. Наиболее сильные поля разрывают эти нити на множество мелких ледяных осколков.
Движение лавин в горах в безлунные ночи иногда сопровождается зеленовато-желтым свечением, благодаря чему лавины становятся видимыми. Обычно световые явления наблюдаются у лавин, которые движутся по снежной поверхности, и не наблюдаются у лавин, проносящихся по скалам. По-видимому, причиной свечения лавин является коронный электрический разряд наэлектризованных масс снега. На озерах Антарктики во время полярной ночи иногда возникает свечение при разламывании крупных масс озерного льда. Свечение это – результат электрического разряда, возникающего при разрушении льда.
Известную ясность в вопрос сильной электризации ледяных кристаллов во время метелей может внести рассмотрение фотоэффекта с поверхности льда. «Лабораторные исследования, показали, что фотоэлектрическая чувствительность льда значительно выше, чем у воды, и составляет около 70% фотоэлектрической чувствительности окиси меди, а для длины волны около 0,7 микрона перекрывает ее. Согласно другим данным, фотоэлектрическая чувствительность льда составляет 0,1-0,05 фотоэлектрической чувствительности цинка. Все это говорит о том, что лед имеет сравнительно высокую фотоэлектрическую чувствительность и легко может отдавать свои электроны при контакте с другими телами с меньшей чувствительностью к фотоэффекту.
Заряжение, кристаллов льда во время снежных метелей можно, объяснить за счет обмена зарядом при контакте между собой плоской грани одного кристалла льда с острым выступом другого. Допустим, что выступ на плоской грани кристалла имеет форму цилиндра – pppa.ru. Тогда электрическое поле, создаваемое периферическими электронами поверхности твердого тела в верхней части выступа будет в 2 раза больше, чем над плоской поверхностью. Если над первым выступом – цилиндром расположить второй с вдвое меньшим радиусом, над вторым – третий и т.д. вплоть до последнего выступа атомных размеров, то у конца последнего выступа электрическое поле окажется примерно в 10 раз большим, чем над плоской поверхностью.
Таким образом при контакте выступа одного кристалла льда с плоской поверхностью другого поверхностным электрическим полем электроны будут перегоняться с выступа на плоскость. Так как у мелких кристаллов относительное количество выступов больше, чем у крупных, то при контакте первые будут заряжаться положительно, а вторые отрицательно.
В поле силы тяжести затем происходит разделение зарядов. Более тяжелые кристаллы с отрицательным зарядом опускаются вниз, а более легкая снежная пыль с положительным зарядом остается взвешенной в воздухе. Таким образом во время снежных метелей у земной поверхности могут возникать сильные электрические поля, а вблизи зарядившихся от снега наземных объектов – коронные и даже искровые электрические разряды.
Источник информации: сайт pppa.ru
Другие источники по теме:
Информационные источники
1. Богородский В.В., Рудаков В.Н. Электромагнитные параметры снега, льда, пресной и морской воды / Применение радиофизических методов в океанографии и ледовых исследованиях. – Л., 1964.
2. Слуцкер Б.Д. О зависимости электрических характеристик снега от частоты / Теория и техника радиолокации, радионавигации и радиосвязи в гражданской авиации. –Рига: РКИИГА, 1978.
3. Кузьмин П.П. Физические свойства снежного покрова. – Л.: Гидрометеоиздат, 1957.
4. Финкильштейн М.И., Лазарев Э.И., Чижов А.Н. Радиолокационные ледомерные съемки рек, озер,водохранилищ. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981.
5. Богородский В.В. Физические методы исследования ледников. – Л.: Гидрометеоиздат, 1968.
6. Лед и снег / Под ред. У.Д. Кингерн. – М.: Мир, 1977.
Проводит ли лед электрический ток
Электропроводность льда была определена Джонстоном в 1912 г. Согласно его данным она равна 
при Т=-10° С и изменяется с изменением температуры по закону Аррениуса.
В связи с обнаружением электропроводности льда встал вопрос о природе носителей заряда: электроны или ионы. Работы Воркмана (1954) и Декроля (1957) показали, что проводимость кристалла льда ионная по крайней мере при высоких температурах.
Ионные дефекты кристалла определяют электропроводность льда, как было показано в работах Бьеррума (1952), Эйгена и Майер (1958) и Эйгена (1964).
В более поздних работах (Риль, 1966 и Джаккард, 1967) были предприняты меры, позволяющие разделить объемную и поверхностную проводимости во льду 
По их данным при 
объемная проводимость льда I на порядок меньше вышеприведенного значения и составляет 
Поверхностная проводимость льда, как
и многие другие свойства поверхности, зависит от температуры немонотонно. Так, от 
до 
поверхностная проводимость льда велика и составляет 
В этом интервале температур поверхность льда покрыта слоем воды, который и определяет поверхностные свойства кристалла. При более низких температурах поверхностная проводимость приобретает значения, близкие к объемной проводимости кристалла.
Так как электропроводность определяется двумя факторами, а именно подвижностью носителей зарядов и их числом, то следующий этап исследования состоял в разделении этих переменных. Реакция диссоциации молекулы воды на ионы и подвижности водных ионов во льду и воде были изучены в работе Эйгена и Майер (1964). К тонкому кристаллическому образцу прилагалось электрическое поле такой величины, чтобы все заряды, которые образуются в образце, достигали электродов (измерялся ток насыщения). Величина тока насыщения в первом приближении пропорциональна константе скорости диссоциации молекулы 
на ионы и объему образца. Константу скорости рекомбинации они определили методом нарушения равновесия процесса диссоциации мощным электрическим импульсом, имеющим амплитуду 50—150 кв/см
и длительность 
сек. Проведя измерения 
и принимая во внимание, что 
они вычислили 
Комбинируя данные относительно тока насыщения и электропроводности, они определили подвижность носителей заряда как 
что существенно выше, чем значение подвижности одновалентных ионов при прочих равных условиях. Более поздние работы школы Мунича (Бальмер 1969), выполненные с системой охранных колец при электродах, которая позволяет устранить поверхностные эффекты, показали, что константа скорости диссоциации молекулы воды во льду I (молекулы в объеме) в три раза меньше, чем значение аналогичной величины, полученное Эйгеном. Для подвижности носителей заряда эти авторы получили значение 
сек, которое все еще несколько выше значения подвижности одновалентного иона. Анализ температурной зависимости указывает на то, что подвижность носителей заряда во льду слегка возрастает с уменьшением температуры, а энергия активации этого процесса мала и отрицательна.
Измерение подвижности водных ионов из эффекта Холла во льду осложнено малой величиной их подвижности и эффектами электродной поляризации.
Основные результаты относительно свойств дефектов кристалла льда I и электропроводности представлены в табл. 18 и 19.
Таблица 18 Свойства дефектов во льду I при 
Таблица 19 (см. скан) Свойства льда при 
обусловленные диссоциацией молекул воды на ноны (Эйген и др., 1964) — I (Бальмер и др., 1969) — II
Большая величина подвижности носителя заряда во льду и отрицательная энергия активации этого процесса свидетельствуют в пользу того, что во льду имеет место какой-то особый механизм движения водных ионов. Все подходы к решению проблемы подвижности водных ионов во льду основывались до сих пор на данных старой работы Эйгена и Майер и в связи с этим представляют скорее исторический интерес.
Механизм туннельного движения протона по системе водородных связей во льду I был подробно рассмотрен в обзоре Конуэя (1967). При этом предполагалось, что ионные дефекты 
и 
перемещаются по решетке кристалла путем туннельных переходов до тех пор, пока они не рекомбинируют. Однако это предположение находится в противоречии с экспериментами Куна и Тюркауфа (1958), Орра и Батлера (1935) по самодиффузии молекул 
во льду 
Эти работы показали, что коэффициент самодиффузии молекул 
одинаков 
при 
Но это может быть только в том случае, если молекулы в кристалле льда диффундируют как целые молекулы или 
группы. Это обстоятельство исключает возможность объединенной совместной диффузии по структуре кристалла ионных дефектов.
Я. И. Френкель (1945) высказывал предположение, что в кристаллах помимо коллективного перемещения атомов и молекул по решетке возможно движение ионов и молекул по каналам кристаллической структуры. Возможность такого механизма движения иона 
во льду I была рассмотрена (Зацепина, 1969). Как было уже сказано, пустоты канала гексагонального льда допускают движение по ним частиц радиуса 1,2 А. Таким образом, как 
ионы, так и ионы 
(ионы 
имеют радиус 
(Конуэй, 1968)) могут двигаться по каналам в структуре льда со средней скоростью, определяемой энергией теплового движения. При своем движении ион рассеивается на каркасе, но движение его продолжается до тех пор, пока он случайно не столкнется, с ионом противоположного знака и не произойдет рекомбинация. В результате проведенных оценок было получено значение для константы скорости диссоциации 
сек,
которое вполне согласуется с экспериментом в пределах точности расчета. Такой механизм движения ионов во льду не противоречит данным по коэффициентам самодиффузии молекул воды.
Большая подвижность водных ионов во льду по сравнению с чужеродными ионами, как это хорошо видно из табл. 20,.
Таблица 20 Подвижность носителей зарядов в растворе
дала основание Эйгену классифицировать лед как «протонный» полупроводник. Экспериментально выпрямляющие свойства растущего кристалла льда были обнаружены Воркманом и Рейнольдсом (1950). Они замораживали водный раствор 
где концентрация растворенного вещества составляла 
моля, и обнаружили, что слой льда толщиной
1 см выпрямляет переменный ток от 2 до
Растущий кристалл льда избирательно сорбирует ионы, большую часть которых он оттесняет в жидкую фазу. Следствием избирательной сорбции ионов в районе концентраций примесей 
моля при медленной скорости роста кристалла 
см/сек являются большие разности потенциалов, которые возникают между твердой и жидкой фазой в процессе роста кристалла. Эта разность потенциалов для раствора 
при концентрации соли 
моля составляет 
в. Впервые этот эффект был обнаружен и описан Воркманом и Рейнольдсом в 1950 г. Когда концентрации примесей в воде не превышают 
моля, твердая фаза, как правило, заряжена положительно по отношению к жидкой, за исключением растворов фторидов.
Такие большие значения разности потенциалов между твердой растущей фазой и жидкой водой не могут быть согласованы с узкими зонами распределения зарядов на границе кристалл — жидкость. Это связано с тем, что разрыв даже ковалентных связей и разделение зарядов путем такого процесса привел бы к наибольшему значению возникающего потенциала порядка десятых или единиц вольта. Тем более такой процесс не может определяться разрывом водородных связей на границе раздела. В процессе кристаллизации имеет
место нейтрализация ионов 
так как их концентрация в твердой фазе на три порядка меньше, чем в жидкой фазе 
В связи с этим на границе раздела возникает градиент концентраций ионов 
подвижность которых различна как в жидкой, так и в твердой фазе.
Переходный слой лед — вода имеет аномально большую толщину, сотни ангстрем и обладает различной сорбционной способностью по отношению к различным ионам.
Кроме того разные ионы обладают разными коэффициентами диффузии внутри кристалла.
Все перечисленные эффекты играют определенную роль в эффекте Воркмана — Рейнольдса, весьма интересном кинетическом феномене. Поскольку такого рода процессы могут иметь место и в аксоне и в миофибрилле, мы можем представить себе механизм возникновения биоэлектрических феноменов как следствие движения фазовой границы (Зацепина, 1967).
электрические свойства снега
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СНЕГА
Совокупность характеристик, от которых зависит способность снега создавать, удерживать и проводить электрические заряды и электромагнитные поля. Э. с. с. имеют значение при прокладке кабелей ЛЭП в снежном покрове, заземлении энергетических установок, решении проблемы прочности изоляторов и т. п. Их используют при создании приборов для измерения влажности и некоторых других характеристик снега. Э. с. с. зависят от его напряженного состояния, что может быть использовано, напр., для оценки ла винной опасности.
Э. с. с. начали изучать сравнительно недавно, имеющиеся опытные данные нередко противоречивы. Э. с. с. являются функциями температуры, плотности, фазового состояния и структуры снега, а также частоты электромагнитных волн. Электропроводность снега настолько низка, что по сухому снежному покрову можно прокладывать обнаженный проводник. Электрическое сопротивление R снега в сухом состоянии очень велико и с понижением температуры возрастает: по данным М. Коппа [268], в диапазоне плотности снега от 100 до 600 кг/м 3 при изменении температуры от 0 до —60°С его величина R возрастает на два порядка.
Снег, представляя собой совокупность ледяных частиц с промежутками, заполненными воздухом и влагой, фактически состоит из смеси этих веществ, обладающих следующими примерными значениями R для постоянного тока: талая вода (1-4-4)-10 4 Ом-м, воздух у поверхности земли (0,5ч- 1)-10 14 Ом-м, чистый лед 10 е -4- 10 7 Ом-м. Чем меньше плотность снега, тем больше R, т. к. сказывается влияние воздушных промежутков. Кроме того, при прохождении электрического тока через снежный покров на всех поверхностях раздела фаз в снеге возникает поляризация, из-за которой значение R возрастает. Для постоянного тока R сухого снега разной плотности р при температуре —30°С изменяется, согласно М. Коппу, следующим образом:
с кг/м 3 . 570 390 180 130
R Ом-м . . . 2-10 7 5-10« 5.10 9 1,3-10*°
По мере увеличения влажности снега его электрическое сопротивление быстро падает. Получена следующая связь влажности w, плотности р и электрического сопротивления снега R для постоянного тока при температуре, близкой к 0°С:
W % 5 10 15 20 25
О кг/м 1 200 360 420 460 480
R Ом-м 1.7- 10 е 2,2-10« 10′ 7-10 4 5-10 4
У тающего снега значение R сохраняется около 10 4 Ом-м, что на один-два порядка меньше удельного сопротивления воды из полностью растаявшего снега. Это объясняется повышением концентрации солей в жидкой фазе в начале таяния и постепенным ее понижением при продолжении таяния. Влияние примесей в снежном покрове на Э. с. с. исследовано недостаточно. Наблюдаемые пробои изоляторов ЛЭП связаны с отложением снега на их ребрах во время метелей, особенно при температурах воздуха, близких к 0°С.
Малая электропроводность снежного покрова позволяет относить его к диэлектрикам, важнейшей характеристикой которых является диэлектрическая проницаемость — реакция на электрическое поле. Относительная диэлектрическая проницаемость снега характеризуется безразмерным коэф. е, представляющим собой отношение емкостных сопротивлений конденсатора в снеге и в вакууме. Этот коэф. изменяется в широком диапазоне, т. к. снег — диэлектрик с существенно меняющимися электрическими свойствами. Относительная диэлектрическая проницаемость сне га, наряду с проводимостью и коэф. потерь, служит важнейшей физической характеристикой снега, необходимой при изучении снежного покрова методами радиоиитроскопии.
Хорошо известна метелевая электризация снега, которая возникает при электризации снежинок во время метелей и иногда приводит к электрическим разрядам в воздухе, сопровождающимся фиолетово-голубым свечением. Сильные поземки сухого снега могут вызвать свечение остроконечных предметов. Эти явления оказывают влияние на прочность электрической изоляции и качество проводной и беспроводной связи. Электризация движущегося снега возможна при сходе лавин, ночью она иногда вызывает голубовато-белое свечение движущейся массы снега.
Взаимодействие воды и электричества
С электрическим током приходится сталкиваться повсеместно. С другой стороны, человек на 70-80% состоит из воды, постоянно ее пьет, моется, купается, использует ее для производства, уборки. Таким образом, важно знать, как вода и электричество взаимодействуют между собой.
Почему вода проводит электричество
В жидких веществах причиной появления электричества являются ионы. Когда они начинают под действием электрического поля упорядоченно двигаться, возникает ток. Абсолютно чистая вода – это нейтральная молекула, диэлектрик, и ток она не проводит.
Иногда, очень редко, молекулы воды тоже распадаются на ионы, поэтому проводимость нельзя считать равной абсолютному нулю. Но она настолько мала при нормальных условиях, что ею пренебрегают.
Если добавить в воду соль какого-либо металла, то образуются ионы и жидкость станет проводником. Чем больше солей растворится, тем большей проводимостью станет обладать вода.
Происходит это потому, что молекула воды полярная. Она притягивается к молекуле соли и разрывает ее на части. Так образуются ионы.
Поскольку в природе и в водопроводной трубе вода всегда с примесями, то электричество она проводит.
Поверхность нашего тела тоже всегда влажная и немного соленая. Следовательно, тело тоже проводит электричество. Еще лучше, чем кожа, проводит электричество кровь, желудочный сок, мышцы, моча. По этой причине человек очень подвержен влиянию электричества и должен осторожно с ним обращаться.
Примеси, влияющие на проводимость
Не только соль влияет на проводимость. Это может быть щелочь или кислота, надо лишь, чтобы они вступили в химическую реакцию с водой и образовали ионы.
Обратите внимание! Процесс распада на ионы в растворах воды называется электролитической диссоциацией.
Наиболее сильно на проводимость влияют все-таки соли, некоторые кислоты (серная, соляная) и некоторые щелочи (каустическая сода, калиевый щелок).
Проводимость зависит не только от концентрации соли, но и от ее вида. Чем тяжелее ионы, тем они менее подвижны. И чем больше их заряд, тем больше сила тока.
Измеряя проводимость воды, можно определить степень ее загрязнения примесями. Измерения следует проводить при определенной температуре, так как она тоже влияет на электричество.
Есть простой эксперимент, показывающий, как вода проводит электричество при добавлении в нее солей. Суть его заключается в следующем:
- необходимо собрать цепь, внутри которой будет находиться лампочка и два оголенных контакта;
- контакты опускают в стакан с очищенной водой, замыкая тем самым цепь;
- постепенно добавляя в воду соль, следят, как лампочка начинает светиться все ярче и ярче.
В целях безопасности эксперимент надо проводить в резиновых перчатках. Источником тока может быть аккумулятор на 12 вольт. К нему подсоединяется соответствующая лампа. Размешивать соль следует деревянной палочкой.
Проводимость льда
Замерзшая вода, то есть лед, по своей проводимости схожа с деревом или текстолитом. Хорошим изолятором лед нельзя назвать, у него тоже есть ионная проводимость. Особое значение имеет, из какой воды он получился. Если из очищенной, то ток не потечет, если из обычной или соленой – изоляционные свойства низкие.
Дистиллированная вода
Если воду очистить от всех примесей, то она перестанет пропускать ток. Такая вода называется дистиллированной. Ее получают в процессе перегонки в аппаратах, называемых дистилляторами, методом обратного осмоса и некоторыми другими способами. Многие пытливые умы интересует, проводит ли ток беспримесная дистиллированная вода?
Обратите внимание! Электрическая проводимость дистиллированной воды крайне мала. В ней растворены преимущественно газы. Можно считать, что ток она не проводит.
Из-за присутствия углекислого газа такая жидкость имеет слабую кислотность, но это на электропроводность не влияет. Чтобы избавиться от углекислого газа, дистиллированную воду кипятят 30 минут, затем герметично закрывают.
Итак, отвечая на вопрос, какая вода не может проводить электрический ток, следует отвечать – дистиллированная, высокоочищенная.
Защита от удара током
Современные электрические приборы делают так, чтобы они были максимально безопасными для человека. Провода и все части прибора помещают в электроизолирующую оболочку. Но все же в некоторых случаях электричество может нанести вред. Если изоляция повредилась и происходит пробой тока на корпус прибора, то можно получить серьезный удар. Такие удары приводят к травмам, а порой и к смерти. Иногда травма наступает не от самого тока, а от его последствий. Человека отдергивает, отбрасывает назад, и он ударяется головой или другой частью тела о твердый предмет.
Вот почему важно приобретать только качественную бытовую технику и устанавливать УЗО (устройство защитного отключения) в доме. Никогда нельзя хвататься голыми руками за провода, не будучи на 100% уверенным, что они обесточены. Осторожно следует обращаться с конденсаторами, и перед использованием даже вполне знакомого электроприбора желательно прочитать инструкцию.
Вода и электрический ток
Чтобы вещество смогло проводить электрический ток, в нем должны присутствовать заряженные частицы, способные свободно перемещаться через весь его объем под действием приложенного электрического поля. В металлических проводниках, например, такими заряженными частицами выступают свободные электроны, а в электролитах — положительно и отрицательно заряженные ионы.
Диэлектрики вовсе не проводят постоянный электрический ток, поскольку заряженные частицы в их структуре хотя и есть, однако они связаны друг с другом, и не могут свободно перемещаться, образуя ток.
Но переменный ток пропускают даже диэлектрики, это называется током смещения, например конденсатор в цепи переменного тока на определенной частоте будет проводить ток так, словно является проводником.
Обычная неочищенная вода
Что касается обычной воды (речной, водопроводной, особенно – морской и т. д.), то в ней всегда присутствуют растворенные минеральные вещества, которые под действием приложенного электрического поля распадаются на ионы, способные двигаться как в электролите.
По этой причине обычная неочищенная вода проводит ток, ведя себя подобно слабому электролиту. Если через такую воду попытаться пропустить ток, то в течение небольшого времени он будет через нее идти, хотя и слабо.
Теоретически идеально чистая вода
Теоретически, если воду полностью очистить от примесей, то есть удалить из ее объема абсолютно все вещества, включая соли, газы, остатки кислот, то она станет диэлектриком, и будет вести себя как изолятор.
В ней не будет ионов, способных двигаться под действием электрического поля и образовывать ток, а сами молекулы воды — электрически нейтральны. Такую воду можно было бы использовать, например, в качестве диэлектрика между пластинами конденсатора.
Реальная дистиллированная вода
Но в реальности даже дистиллированная вода (вода, очищенная путем испарения с последующей конденсацией пара) не бывает абсолютно чистой.
Есть российский ГОСТ 6709-72, определяющий массовую концентрацию остатка примесей в такой дистиллированной воде — не более 5 мг на литр, и минимальное удельное сопротивление не менее 2 кОм*м.
То есть куб дистиллированной воды со стороной длиной в 1 метр, с приложенными к нему по краям электродами, будет иметь сопротивление минимум 2 кОм. А если представить разлитую по полу дистиллированную воду, скажем, в объеме одного стакана (200 мл), то ее сопротивление в лучшем случае окажется 200 кОм. Можно сказать, что это практически – диэлектрик.
Нет смысла пытаться использовать такую воду как проводник постоянного тока. С этой точки зрения дистиллированная вода не проводит электрический ток. Ее обычно используют для коррекции плотности электролитов.
Почему стоит опасаться контакта любой воды с электричеством
Однако люди не зря боятся контакта любой воды с электричеством, особенно — с переменным напряжением из розетки. Даже сетевое напряжение с провода, упавшего в лужу воды, на которую может случайно наступить человек, способно вызвать миллиамперный переменный ток, которого будет достаточно для причинения организму вреда.
Человеческое тело и фаза из розетки, соединенные через лужу разлитой воды, образуют цепь с реактивными элементами, и если человек в такой ситуации случайно коснется заземленного предмета, то его ударит током. Вот почему необходимо избегать контакта электричества с водой. Как вы понимаете, с дистиллированной водой риск причинения вреда меньше, но он все равно остается. Поэтому лучше избегать попадания любой воды на электрические приборы.
Развенчивая мифы: 10 малоизвестных фактов об электричестве
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
1. Батареи хранят электрический заряд или электроны
Если спросить любого человека «Что такое аккумулятор», то большинство ответит, что в нем хранится электричество, или, возможно, внутри аккумулятора «плавают» свободные электроны. Тем не менее, это далеко от истины. Внутри батареи находится «химический бульон», известный как электролит, который хранится между электродами (положительный и отрицательный). Когда батарея подключается к устройству, электролит химически преобразуется в ионы, и электроны «выбрасываются» из положительного электрода. После этого электроны притягиваются к отрицательному электроду и «по дороге» питают устройство, подключенное к батарее.
2. Электрический ток зависит от толщины проволоки
Довольно широко распространено неправильное представление о том, как электричество «течет» через провода – якобы более толстые провода позволяют пропускать больше электрического тока, поскольку в них «больше места для электронов и меньше сопротивление». Интуитивно это кажется правильным: к примеру, на четырехполосном шоссе одновременно может ехать больше автомобилей, чем на однополосном. Тем не менее, электрический ток ведет себя по-другому. Течение электрического тока можно сравнить с рекой: в широком месте река течет медленно и спокойно, а в узком русле поток ускоряется.
3. Электричество не весит вообще ничего
Поскольку невозможно увидеть электричество невооруженным глазом, то легко предположить, что электричество — это просто энергия, которая течет из точки А в точку Б и не имеет массы или веса. В некотором смысле, это верно: электрический ток не имеет массы или веса. Тем не менее, электричество – это не просто форма невидимой энергии, а поток заряженных частиц-электронов, каждая из которых имеет массу и вес. Но современная наука не позволяет определить этот вес, поскольку он является ничтожно малым.
4. Удар током низкого напряжения не опасен
Штепсельные розетки и вилки всегда вызывают огромное беспокойство у родителей, воспитывающих маленьких детей, тем не менее они, ничуть не переживая, дают своим детям батарейки, чтобы те вставляли их в свои игрушки. Ведь опасно только высокое напряжение. Это в корне неверно. Опасно в токе не напряжение, а его сила (которая измеряется в амперах). В определенных условиях даже 12-вольтовая батарейка может причинить серьезный вред или даже вызвать смерть.
5. Деревянные и резиновые объекты являются хорошими изоляторами
Когда люди дома выполняют какие-либо работы, связанные с электричеством, они обычно снимают кольца или украшения и надевают резиновые перчатки и обувь. Несмотря на то, что это все хорошо, этого недостаточно, чтобы предотвратить несчастный случай. Если в инструкции к вещи не указано иное, то это больше проводник, а не изолятор. Ведь отличным изолятором является именно чистый каучук, а в бытовой резиновой обуви, перчатках и других товарах полно разнообразных примесей для прочности и долговечности этих товаров.
6. Генераторы создают электричество
Резервные генераторы энергии – пожалуй, лучшая «вещица» на черный день, ведь она «вырабатывает электричество», без которого сегодня просто не обойтись. Но так ли это? Генератор преобразует механическую энергию в электрическую энергию. Когда генератор работает, он заставляет электроны, уже присутствующие в проводах и цепи, течь через цепь. Если провести грубую аналогию, то сердце не создает, а только перекачивает кровь по венам. Аналогичным образом, генератор облегчает течение электронов, но не создает их.
7. Электрический ток — это всего лишь поток электронов
Хотя электричество можно обобщенно описать, как «поток электронов через проводник», это не совсем верно. Тип потока электрического тока через проводник зависит исключительно от типа этого проводника. Например, в случае плазмы, неоновых ламп, люминесцентных ламп и вспышек используется продуманная комбинация протонов и электронов. В других проводниках, таких как электролиты, соленая вода, твердый лед и аккумуляторы, электрический ток представляет собой поток положительных ионов водорода.
8. Электричество движется со скоростью света
Большинство людей еще с дества ассоциируют электричество с молнией и именно это вызывает неправильное представление о том, что электроны и собственно электрический ток движутся со скоростью, близкой к скорости света. Хотя это правда, что электромагнитная волна проходит вдоль проводника на скорости в 50-99 процентов от скорости света, важно понять, что фактически электроны движутся очень медленно, не более чем несколько сантиметров в секунду.
9. Линии электропередач изолированы
Большинство проводов и кабелей в повседневной жизни (электрические шнуры зарядных устройств, ламп и других различных приборов) надежно изолированы резиной или пластиком. Но наивно предполагать, что линии электропередач также изолированы. Но как же на них сидят птицы? Оказывается, что единственной причиной, почему птицы не получают разряда, это потому, что они не касаются земли, сидя на кабеле. Изолировать все воздушные линии электропередач слишком дорого.
10. Статическое электричество отличается от «остального» электричества
Обычно люди думают, что статическое электричество, которое видно, к примеру, когда снимаешь синтетическую одежду, отличается от электрического тока, без которого невозможно представить повседневную жизнь. Тем не менее, единственное различие между «обычным» и статическим электричеством заключается в том, что первое представляет собой постоянный поток, а второе – мгновенное уравнивание. После подключения прибора к настенной розетке поток электронов идет непрерывно, а статическое электричество возникает, когда два проводника с разными зарядами приближаются друг к другу и происходит миниатюрная дуга электроэнергии, после чего два заряда уравниваются.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
