Prečo vtáky na drôtoch nezasiahne prúd?

Pozri sa hore na elektrické vedenie a často na ňom uvidíš celý rad vtákov. Štebocú, čistia si perie a odpočívajú.

Pritom ten istý drôt vedie toľko elektriny, že by zabila človeka. Prečo sa teda vtákom nič nestane? Odpoveď nám prezradí niečo dôležité o tom, ako sa elektrina pohybuje. Poďme na to!

Čo je vnútri elektrického vedenia?

Elektrické vedenie privádza elektrinu z elektrární do miest a dedín, často na veľké vzdialenosti. Jeho drôty sú z kovu, pretože kov elektrinu ľahko prepúšťa. Tie najhrubšie sú zhruba také hrubé ako tvoj palec.

Tu je prekvapenie: väčšina veľkých elektrických vedení nemá vôbec žiadny plastový obal. Kov je holý! Vzduch je izolant, čiže elektrinu takmer neprepúšťa. Vzduch okolo drôtov preto nedovolí elektrine uniknúť.

Tam, kde sa drôty stretávajú so stĺpmi, ich držia súčiastky zo skla, porcelánu alebo plastu. Tieto izolátory nedovolia elektrine utiecť do stĺpa.

Tlačenie, ktoré poháňa elektrinu, sa volá napätie. Zásuvka v Európe tlačí napätím 230 voltov (V). Veľké elektrické vedenia tlačia tisíckami, ba až stovkami tisíc voltov.

Vták na elektrickom vedení teda stojí na holom kove s obrovským napätím. Ako to, že je v bezpečí?

Prečo elektrina netečie cez vtáka?

Elektrina tečie len vtedy, keď ju niečo tlačí z jedného miesta na druhé. Potrebuje dva body, medzi ktorými je rozdiel v tlačení. A potrebuje aj celú cestu z jedného bodu do druhého, ako je okruh v elektrickom obvode.

Vták sedí oboma nohami na tom istom drôte a nohy má len pár centimetrov od seba. Obe nohy cítia rovnako obrovské tlačenie. Medzi ľavou a pravou nohou nie je takmer žiadny rozdiel napätia.

Elektrina preto nemá dôvod ísť okľukou cez vtáka. Tečie ďalej drôtom, rovno popod vtáčie prsty.

Poďme hlbšie: Aký malý je „takmer žiadny rozdiel“? pre dospelých a extra zvedavých

Aj samotný drôt má malý odpor, takže napätie pozdĺž neho veľmi mierne klesá. Pokles medzi vtáčími nohami odhadneme pomocou Ohmovho zákona, $U = I \cdot R$.

Zoberme hrubé hliníkové vedenie, ktorým tečie prúd 500 ampérov (A). Taký drôt má odpor asi 0,1 miliohmu na meter (0,0001 Ω/m). Ak sú nohy 5 cm od seba, kúsok drôtu medzi nimi má odpor

$$R = 0{,}0001\ \Omega/\text{m} \cdot 0{,}05\ \text{m} = 0{,}000005\ \Omega$$

takže napätie medzi nohami je

$$U = I \cdot R = 500\ \text{A} \cdot 0{,}000005\ \Omega = 0{,}0025\ \text{V} = 2{,}5\ \text{mV}$$

To je 600-krát menej, ako má jedna tužková batéria (1,5 V).

Prečo prúd zostáva v drôte. Vtáčie telo a 5 cm drôtu medzi jeho nohami sú dve cesty vedľa seba. Prúd sa medzi takéto súbežné cesty rozdelí v obrátenom pomere k ich odporom, takže takmer celý ide tou ľahšou. Predpokladajme, že by vtáčie telo malo odpor len 1 000 Ω. Je to skôr nízky odhad, pretože tenké nohy a suché, šupinaté chodidlá vedú elektrinu zle. Prúd cez vtáka by potom bol

$$I_\text{vták} = \frac{U}{R_\text{vták}} = \frac{0{,}0025\ \text{V}}{1\,000\ \Omega} = 0{,}0000025\ \text{A}$$

To sú 2,5 milióntiny ampéra, asi 400-krát menej ako najmenší prúd, ktorý človek vôbec dokáže pocítiť (asi 1 miliampér). Odpor drôtu 0,000005 Ω je 200 miliónov ráz menší ako 1 000 Ω vtáčieho tela, takže prakticky celý prúd tečie drôtom.

Poďme hlbšie: Kde obrázok s vodou sedí a kde nie pre dospelých a extra zvedavých

• Sedí: voda, ktorá tečie skutočnou rúrou, cestou trochu stráca tlak – rovnako ako napätie pozdĺž drôtu trochu klesá. Ten drobný rozdiel je všetko, čo bočná rúrka pocíti.
• Nesedí: väčšina elektrických vedení vedie striedavý prúd, ktorý sa v Európe kýve sem a tam 50-krát za sekundu. Voda v rúre to nerobí. Drobné napätie medzi vtáčími nohami sa kýve tiež, ale v každom okamihu zostáva drobné.

Kedy je vták v nebezpečenstve?

Teraz si predstav veľkého vtáka, napríklad bociana alebo orla. S roztiahnutými krídlami meria od špičky po špičku asi 2 metre. To je viac, než koľko meria vysoký dospelý človek!

Keď veľký vták pristáva alebo vzlieta, môže sa krídlom dotknúť druhého drôtu. Na dvoch drôtoch je veľmi rozdielne tlačenie. Zrazu je medzi krídlom a nohami obrovský rozdiel napätia.

Telom vtáka sa z jedného drôtu do druhého prežene elektrický prúd. Pre vtáka je to zvyčajne smrteľné. Môže to spôsobiť aj výpadok elektriny.

Aj zem sa počíta. Elektrické vedenie má oproti zemi obrovské napätie. Mnohé stĺpy majú navrchu kovové časti, ktoré sú spojené so zemou. Vták, ktorý sa naraz dotkne drôtu a jednej z týchto kovových častí, je tiež v nebezpečenstve.

Malé vtáky, napríklad vrabce a lastovičky, obyčajne na druhý drôt nedosiahnu. Na najvyšších vedeniach s obrovskými oceľovými stožiarmi visia drôty mnoho metrov od seba. Ani tie najväčšie vtáky sa nedotknú dvoch naraz.

Pre vtáky sú najnebezpečnejšie stredne veľké vedenia na betónových alebo drevených stĺpoch. Drôty sú tam blízko seba a blízko kovového ramena na vrchu stĺpa.

Ako ľudia chránia vtáky?

Mnohé energetické spoločnosti spolupracujú s odborníkmi na vtáky, aby boli ich vedenia bezpečnejšie. Tu je niekoľko ich trikov:

• Kryty. Na drôty a kovové časti pri vrchu stĺpa sa nasadzujú plastové kryty. Krídlo, ktoré sa o ne obtrie, je v bezpečí.
• Visiace drôty. Na bezpečnejších stĺpoch visia drôty pod ramenom na dlhých izolátoroch. Sú ďaleko od miest, kde vtáky zvyknú sedieť.
• Bidlá. Bidlo je tyčka, na ktorej sa dá sedieť. Bidlo na vrchu stĺpa ponúkne vtákom miesto na sedenie vysoko nad drôtmi.
• Viac miesta. Nové stĺpy môžu držať drôty ďalej od seba, než je rozpätie krídel veľkého vtáka.
• Podložky pod hniezda. Bociany si veľmi často stavajú hniezda na vrchu stĺpov. Podložka zdvihne hniezdo bezpečne nad drôty.
• Označenia. Pestré gule alebo špirály na drôtoch pomáhajú vtákom drôty zbadať, aby do nich nenarazili.

Keď nabudúce pôjdeš okolo elektrického vedenia, skús zistiť, koľko z týchto trikov objavíš!

Môže veverička spôsobiť výpadok elektriny?

Vtáky nie sú jediné zvieratá, ktoré sa dostanú do problémov. Veveričky rady šplhajú po stĺpoch a behajú po drôtoch. Niekedy sa veverička v tej istej chvíli dotkne dvoch častí s rozdielnym tlačením. Môže to byť drôt a kovová skriňa transformátora – veľkej skrine, ktorá znižuje napätie pre domácnosti.

Vtedy sa veveričkou prežene prúd a veverička, žiaľ, väčšinou uhynie. Bezpečnostné vypínače zachytia náhly nápor prúdu a elektrinu vypnú. Celá ulica tak môže zrazu zostať bez elektriny.

Prečo sa ľudia musia držať ďalej od elektrického vedenia?

Ľudia nie sú vtáky. Sú oveľa väčší a stoja na zemi. Keď sa človek dotkne elektrického vedenia, elektrina si nájde cestu: cez telo a dolu do zeme. Rozdiel napätia je obrovský, a preto je prúd smrteľný.

Nemusí to byť ani ruka. Elektrinu k tebe môže priviesť šnúra od šarkana, rybársky prút, rebrík alebo akákoľvek dlhá tyč. Z najväčších vedení dokáže elektrina dokonca preskočiť vzduchom na niekoho, kto sa k nim len priblíži.

Over sa

Vrabec sedí na jednom drôte. Bocian sa krídlami dotkne dvoch drôtov. Ktorý vták je v nebezpečenstve?

Vrabec Bocian Oba vtáky Ani jeden

Ukáž odpoveď

Bocian — Medzi dvoma drôtmi je veľký rozdiel napätia, takže bocianom sa prežene prúd. Vrabec sa dotýka len jedného drôtu.

Over sa

Tvoj šarkan sa zachytil na elektrickom vedení. Čo urobíš?

Silno potiahnem za šnúru, aby šarkan spadol Vyleziem hore a zložím ho Pustím šnúru, zostanem ďaleko a poviem to dospelému

Ukáž odpoveď

Pustím šnúru, zostanem ďaleko a poviem to dospelému — Šnúra môže priviesť elektrinu do tvojho tela. Pusti ju, drž sa ďalej a požiadaj dospelého, nech zavolá energetickú spoločnosť.