Est-ce qu'un fil qui pende me électrocute vraiment si je me trouve dans l'eau?

Nous avons tous vu ce scénario dans les films; quelqu'un doit traverser une pièce à moitié remplie d'eau et il y a un fil électrique pendant qui jette des étincelles partout. Le pauvre doit traverser la pièce mais ne peut pas le faire car si le fil de fer touche l'eau, il est évidemment électrocuté, car l'eau est conductrice.

Mais est-ce si simple dans la vie réelle? Si je suis vraiment dans l'eau dans une pièce et qu'un fil à haute tension touche l'eau, comment l'électricité passe-t-elle à travers moi pour m'électrocuter? Seuls mes pieds touchent l'eau, aucune autre de mes pièces ne touche nulle part. Et de manière réaliste, il y aurait probablement une tuyauterie, etc. connectée à la terre quelque part qui conduirait le courant à la terre. Comment pourrais-je être électrocuté si le courant passe juste devant moi?

Je soupçonne que cela ressemble à la situation bien connue de quelqu'un qui fait tomber un sèche-cheveux dans une baignoire avec une personne à l'intérieur. Pourquoi le courant dans cette situation ne circule-t-il pas du fil sous tension vers le fil neutre ou du drain vers le sol? Pourquoi est-ce que simplement être dans "l'eau à haute tension" m'électrocute? (Et oui, je sais que le scénario est peu probable avec les appareils modernes, mais considérons cela en théorie).

Oh oui. Le phénomène s'appelle "noyade électrique".

Dans ce cas tragique , une fille a décidé de danser dans une fontaine, sans se douter que les projecteurs sous-marins avaient une faille terrestre. Ses muscles se contractèrent et elle tomba. Un ami est entré pour essayer de la saisir et elle aussi a perdu le contrôle de ses muscles des jambes et est tombée. Ses deux autres amis ont tenté de sauver les deux premiers.

Les pompiers se sont présentés, l'un sur la pointe des pieds, l'ont perdue et ses amis l'ont fait sortir. Les pompiers ont passé 15 minutes à essayer de trouver l'interrupteur d'arrêt.

Le problème avec la chute dans l’eau est que vous vous noyez. Les quatre filles l'ont fait.

En fait, plusieurs victimes sont souvent le seul indice d'une noyade électrique.

C’est la raison pour laquelle toutes les installations en bord de mer requièrent à présent un disjoncteur de fuite de terre et des interrupteurs d’arrêt, et vous ne devriez pas nager à proximité d’un bateau à quai.

Pourquoi les noyades électriques se produisent

Vous avez vu des problèmes impliquant des grilles de résistances. C'est ce que l'eau est, une grille 3D de résistances, et vous en faites aussi partie.

Le courant électrique parcourt tous les chemins disponibles proportionnellement à leur conductance (1 / résistance) . 1 à 10 mA suffisent pour causer des problèmes à une personne sensible; 100 mA est mortel en soi.

L'électricité veut revenir à la source (le neutre du transformateur de pôle), et la norme NEC pour une tige de mise à la terre est de 25 ohms. Vous pouvez faire le calcul ici.

Eh bien, je reçois 120 V à travers une résistance de 24 ohms = 5 ampères. Donc, seule une infime fraction de ce besoin actuel passe par vous pour vous clouer. Si nous nous appuyons sur les 20 mA de cet article, alors 1/250 du courant est suffisant pour vous noyer.

A noter également: cela ne suffit pas pour déclencher presque un 13 typique, 15, 16 ou 20 Un disjoncteur de branchement .

Cependant, un disjoncteur GFCI déclenchera à 6-8 mA. Cela améliore grandement le pronostic. Cela se réduit à une combinaison très improbable d'événements où le courant est naturellement limité à moins de 6 mA, et presque tout vous traverse, et vous êtes ultra-sensible.

Dans quelque chose comme l'eau, l'électricité ne "coule pas dans le sol" en ligne droite. Il existe une différence de potentiel entre les sections d’eau sortant du point de contact HT. Cela pourrait également signifier que vos pieds sont à des potentiels différents, et il y aura un courant qui pourrait être fatal. C'est l'une des raisons pour lesquelles les vaches dans les champs peuvent être électrocutées par un coup de foudre à proximité. La différence de tension entre leurs pieds peut être des milliers de volts.

Je pense que la réponse est assez simple: vous êtes un meilleur conducteur que l’eau douce. J'ai lu ceci quelque part et cela m'a fait rire à ce moment-là: " Les humains ne sont que de gros sacs d'eau salée ", ce qui est vrai. Un courant de 1 mA dans le cœur suffit à provoquer une crise cardiaque. Une résistance de 220 V, une résistance de 220 kΩ ne suffit donc pas. Vous avez moins de 220 kΩ, surtout lorsque vous êtes dans l'eau. La peau est notre seul isolant.

Juste ne l'essaie pas.

Comment l'électricité passe-t-elle à travers moi pour m'électrocuter?

J'ai déjà posté cette photo une fois dans une question sur les anguilles électriques:

^{Source: phys.org Crédit: Kenneth Catania}

L'électricité ne coule pas par un seul chemin privilégié, elle coule dans toute la masse d'eau avec des intensités différentes. Si vous vous trouvez dans une voie avec un courant suffisamment élevé, vous serez électrocuté.

Un corollaire intéressant à ce fait est que vous aurez le pire choc lorsque vous et votre eau aurez une conductance comparable . Si l'eau est beaucoup plus conductrice que vous, même des courants élevés ne créeront qu'une faible différence de tension, ce qui peut ne pas être nocif. Si l'eau est beaucoup moins conductrice, la différence de tension peut être énorme, mais le courant sera limité.

Le simple fait d’être dans une «eau à haute tension» ne vous électrocutera pas, tout comme les oiseaux peuvent se percher joyeusement sur des lignes électriques de 10 kV (et les monteurs de lignes peuvent être déposés sur des lignes actives pour des travaux d’entretien), car il n’ya pas de chemin, mais comme vous le dites, il y aura toujours un chemin pour atterrir quelque part dans cette eau, et il y aura donc des courants traversant l'eau. Étant donné que cela signifie qu'il y a des différences potentielles dans l'eau à différents points, vous en feriez l'expérience entre vos pieds et, puisque le corps humain est un bon conducteur, autre que la peau, ce qui réduit considérablement la résistance lorsqu'il est mouillé, ce qui permettrait éventuellement courant mortel à travers le torse. Les gens peuvent se faire électrocuter dans de l'eau de cale salée sur des systèmes 24V installés sur des bateaux, et ne sont pas électrocutés, il ne faut pas beaucoup de tension si la résistance est suffisamment basse.

Ne tentez absolument aucune de ces choses. Cela ne veut certainement pas dire que vous devez faire preuve de complaisance à l’égard des dangers de l’électricité, mais il existe de nombreuses choses qui sont souvent extrêmement erronées lors du traitement de l’électricité par un film, en particulier dans ce type de scène. Souvent, les effets servent simplement à faire en sorte que l’électricité réponde aux besoins de l’histoire, et donc quelques choses:

• Protection contre les surintensités et autres défauts: dans la plupart des pays, chaque circuit est protégé contre les surintensités et de nombreux circuits sont protégés contre les défauts à la terre ou contre les arcs électriques. À mesure que la capacité de fabrication augmentait, nous avons pu ajouter de nouveaux moyens de protéger et de sécuriser les installations électriques. Dans un scénario futuriste avec une technologie améliorée, il n'y a généralement aucune raison pour que cela ait changé. Les pannes endommagent l'équipement. Ainsi, même dans un scénario où l'indifférence envers la vie humaine est inscrite, les systèmes prennent des précautions avancées pour limiter les dommages matériels. Quoi qu'il en soit, le conducteur que vous voyez qui crée le danger est en réalité un câble, avec des fils visibles sortant du bout, quel que soit ce que le département des accessoires pensait avoir l'air cool. Dans bon nombre de ces cas, le chef de train, tel que présenté, se serait écourté entre s propres conducteurs et déclenché son dispositif de surintensité ou GFCI. Pour que le conducteur puisse rester en vie, il faut que quelque chose ne se passe pas bien, comme par exemple ne pas court-circuiter miraculeusement en étant détaché de ce à quoi il était connecté, en tombant et / ou en bougeant sans court-circuiter ou toucher quelque chose de métal. le soudage du disjoncteur est fermé (ce qui arrive parfois).
• L'électricité coule plus sur les chemins de moindre résistance. Vous pouvez placer côte à côte un gros fil de cuivre, une bûche mouillée et une bande d’asphalte, et connecter la même tension en même temps aux extrémités des trois. La majeure partie du courant circulerait dans le fil de cuivre, beaucoup moins dans la bûche humide et une quantité négligeable dans l'asphalte, bien qu'il y ait un courant dans les trois. Si les conducteurs sur un câble cassé ont une tension suffisante pour créer des arcs CGI vers les appareils / eau à proximité / tout ce qui est éloigné, ils ont suffisamment de tension pour se connecter à son propre conducteur de retour ou à la terre, ce qui est parfois décrit à tort comme une distance de quelques centimètres. Pour que son propre conducteur de retour ou son sol ne soit pas la cible de la plupart des arcs, une deuxième chose doit aller de travers. Ces conducteurs doivent être cassés quelque part entre le câble d'arc et la source, en quelque sorte sans endommager un seul câble haute tension plus que ce qui lui permettrait de fonctionner. L'électricité n'aura pas tendance à traverser un mètre d'air pour établir un arc lorsqu'un arc de 20 mm établit un trajet de retour à basse impédance.
• L'électricité est souvent beaucoup plus brutale et beaucoup moins voyante que dans les films, et les films décrivent souvent une marge de survie plus grande (ou plus petite) que celle qui existe réellement. Dans le cadre de votre formation dans les industries électriques, en particulier dans la distribution d'électricité, il est fort probable que vous voyiez une vidéo montrant une personne mourant de travail avec ou autour de l'électricité. C'est absolument terrible. Brutal, sans pitié et pas toujours rapide. La vitesse réelle à laquelle l'électricité peut "changer" et se propager est suffisamment rapide pour nécessiter des exemples de qualité pour la rendre facile à comprendre. Il existe des situations où la haute tension est décrite dans les films comme quelque chose qu'une grande dextérité, force et habileté peuvent gérer, et inévitablement, il est parfois montré aux personnages de faire quelque chose qui les aurait tués ou vaporisés. Parfois, avec des fils à basse tension, un personnage est tué par quelque chose qui, tel que présenté, aurait une probabilité relativement faible d'être mortel. Dans ce dernier cas, je suis à l'aise avec cela en tant que profanes et professionnelsdevrait traiter quelque chose avec une très bonne chance de les tuer comme quelque chose qui va.
• L'électricité circule en boucle. Chaque molécule, en fonction de la liaison, des noyaux et des couches d'électrons, a tendance à conserver approximativement une certaine quantité d'électrons dans chaque zone qui l'entoure. Les électrons eux-mêmes rebondissent, et quand ils ne sont pas trop serrés là où ils se trouvent, ils volent librement entre les molécules voisines, et le facteur limitant est que lorsqu'un électron quitte un domaine qui "a besoin" d'un électron, des forces s’exercera sur d’autres électrons à proximité ainsi que sur celui s’envolant pour les attirer et combler le vide. Selon la structure de la molécule et des noyaux, différents matériaux lient étroitement leurs électrons (isolants) ou leur permettent de s'écouler plus librement (conducteurs). Lorsque vous faites circuler des électrons le long d’un fil, les nouveaux doivent remplacer ceux qui s’écoulent. La zone où vous pompez les électrons àIl y en aura trop et la région d'où vous les pompez n'en aura pas assez. Il n'y a nulle part où aller pour le flux autre que de revenir là où il y en a trop peu, car toutes les autres molécules autour en ont exactement assez. Pas de boucle, pas de courant.
• L'eau n'est pas vraiment un bon conducteur. L'eau sale, en particulier l'eau salée est. L'eau pure n'est pas (l'eau du robinet n'est pas pure). En plus de cela, si vous placez un générateur sur la côte d'un océan et branchez un câble sur la surface de l'eau jusqu'à un point éloigné où la pointe du câble est nue, à un mètre sous l'eau, et connectez le générateur à ce câble. et une tige de terre, le générateur travaillerait pour faire passer un courant le long de ce fil, dans l'eau, le long de la terre, à travers la tige de terre, puis dans la génératrice, où les électrons que vous pompez doivent être remplacés. En raison de la conductivité élevée (ish) de l'eau salée, il n'y aurait pas de tensions / courants élevés sur une trop grande distance dans la plupart des directions autour de la pointe de ce fil, car le flux d'électrons "tente" pour revenir sur le chemin le plus court possible à sa source. la tension s’étendra dans les autres directions à mesure que les électrons s’écouleront pour se déplacer plus librement. Cela ne veut pas dire que l’eau autour de l’électrode n’est pas dangereuse, mais que les films ne sont souvent pas très précis avec les endroits où le courant circule.
• Arcs et étincelles étincelants - L'électricité est invisible. Tout ce que nous pouvons voir, ce sont les effets sur les objets lorsque l'électricité les traverse. Chaleur, lumière, mouvement, l'odeur occasionnelle. Pour attirer l'attention sur eux, les arcs, les étincelles et les éclairs sont souvent plus brillants que dans la vie réelle, ou du mauvais type (explosifs plutôt que plasma, par exemple). La résistivité de l'air est d'environ 2100V / mm, ce qui signifie que pour démarrer un arc dans de l'air à température ambiante, vous avez besoin de 2100V pour chaque mm que vous souhaitez que l'arc saute. Une fois que l'air commence à conduire et devient un plasma, il conduit très bien, mais il faut toute une tension pour démarrer un arc.

Vous êtes électrocuté lorsqu'un courant de plus de 100 mA vous traverse. Le fil ne fait pas l'électrocution, il vous connecte uniquement à une source de courant.

1. S'il n'y a pas de source de courant, il n'y a pas de courant. Alors allez-y et prenez ce fil. Rien ne se passera. D'autre part, si le fil est connecté à une source de courant, telle que l'alimentation 220 VAC de votre sèche-linge, vous risquez de mourir.

2. Il n'y a rien de magique dans un fil "qui pend". Si le fil est supporté de manière rigide, il vous tuera aussi mort que s'il pendait.

3. Pour déterminer si le champ électrique dans l’eau conductrice peut vous tuer ... cela nécessite une analyse tridimensionnelle par éléments finis de la distribution de tension dans la masse d’eau. Si le fil est chaud et touche l'eau, évitez de vous en éloigner. D'autre part, près du bord de l'eau, où il est très peu profond, le courant sera minimum. Donc, vous pourriez vous coincer les orteils et voir si vous pouvez ressentir quelque chose avant de continuer.

4. Vous pouvez augmenter la létalité en ajoutant des ions à l'eau. Le sel fera ceci, ou n'importe quel acide fort ou base.

5. Certains fils électriques ne sont pas du tout et ne transportent pas de courant. Ce sont des câbles à fibres optiques et sont inoffensifs. Mais ne pariez pas dessus.