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高压线上的鸟儿为什么不会触电

2008-07-11王立芝

关键词:零线高压线火线

蔡 芳 王立芝

八年级《物理》(人教版)下册第35页的“我还想知道”中提出了一个问题:小鸟站在高压线上,为什么不会被电死?

高高的输电铁塔上醒目地写着:“高压危险!且勿靠近!”可是在那上万伏甚至几十万伏的高压裸导线上,却常常站着一只又一只的小鸟,无视禁令,毫不在乎,也丝毫没有触电的征兆.同学们知道,如果有人不小心碰到高压线就会引发触电事故!同样是一根高压线,为什么小鸟站在上面却不会触电呢?难道鸟儿有什么“特异功能”吗?

我们知道,高压线分火线和零线,只有火线与零线(接地线)形成闭合回路时,电路中才有电流通过.而引发人触电的原因正是有较大的电流通过了人体.触电时,往往是人手抓火线而脚或身体的某部位与大地接触,从而形成了回路;或者是身体同时接触了火线和零线,使得一定的电流从身体流过,造成触电事故.

如果你仔细观察图1,你会发现小鸟们都是停在一根电线上的,它们只踩火线或零线,因此不能形成通电回路,当然就会平安无事了.假如你穿着绝缘性很好的胶鞋,站在绝缘木凳上,既使用手触摸到火线,也不会触电.一些有经验的电工能够进行带电操作,就是利用了这个原理.

如果停在高压线上的小鸟过于顽皮,翅膀、尾部或嘴巴接触到另一根电线,或者在不绝缘的高压线杆的横臂上磨嘴巴,就会有较大电流从小鸟身上流过,小鸟就不可避免地要触电身亡了.为了保护鸟类,人们在横臂上安装了绝缘的架子,使小鸟不但可以安全地停在上面,还可以在电线上磨嘴.

既然只要没有电流流过人体,电压再高也不会触电,那么,为什么在高压线附近,还是会有危险呢?

当人走近高压线时,站在地面上的人体会受到高压感应,如果与高压线距离太近,人体和高压线之间的空气有可能被高压电击穿成为导体,就会有巨大的电流流过人体,造成触电事故.如果小鸟站在高压线上,企图用嘴去啄输电铁塔(如图2),由于导线与铁塔之间的电压很高,不等鸟儿接触铁塔,高压电弧就会把它烧焦,同时还会因短路造成停电事故.所以人们在铁塔上加装障碍物,不让鸟儿啄到铁塔,这样既可起到保护鸟类免遭触电的作用,又可避免由于鸟类触电而引发的停电事故.

也许有的同学会说,虽然鸟儿只站到了一根电线上,但是鸟儿大多是两爪同时踩在电线上,这样小鸟跟两个爪子之间的那一段电线就组成了并联电路.是的,由于两者(电线和鸟儿)都有电阻,这两条支路肯定都会有电流流过.有电流流过小鸟的身体,小鸟不是要触电吗?

原来,停在电线上的小鸟的身体,好像是电路中的一个分路,它的电阻要比另一个分路(小鸟两爪之间的那部分很短的电线)的电阻要大得多,电流几乎全部从高压线流过,流过小鸟身体的电流约等于零.我们可以作一个计算,以输送2.2×105 V高压的LGL型钢芯铝绞线为例,其横截面积是95 mm2,容许通过的电流为325 A.如果小鸟两爪间的距离是5 cm,则这段5 cm长的导线电阻只有1.63×10-6 Ω,其两端电压不会超过5.3×10-4 V,这就是加在小鸟身上的电压.如果小鸟身体的电阻是1 000 Ω,那么根据欧姆定律I=U/R可得,通过鸟儿身体的电流仅为5.3×10-7A.这样微弱的电流当然不会使鸟儿触电.

责任编辑程哲

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