Jít na vyhledávání

Fyzikální poradna

Máš nějaký dotaz?

Pokud se chceš na něco zeptat, napiš nám e-mail s předmětem „Fyzikální poradna“ na adresu:

poradna@svetenergie.cz / nebo využij kontaktní formulář
10. 01. 2020
Autor

Odpovídá: Jaroslav Koreš

Ilustrační fotografie (Zdroj: © Nomad_Soul / stock.adobe.com)

Elektrický spotřebič ve vaně

Už delší dobu řeším problém: Často vidíme ve filmech, že se někdo koupe ve vaně a jiný do vody hodí nějaký zapnutý el. spotřebič a koupající se osoba zemře. TO se mně jeví jako nesmysl, protože kovová vana je uzemněná a spotřebič ve vodě vypne el. jistič. Ve škole jsme kdysi dělali pokus, že voda vedla el. proud až jsme ji pořádně osolili. Děkuji za vysvětlení. Štěpán

Ahoj Štěpáne,

doufám, že tento problém řešíš pouze v teoretické rovině.

Pokus, který popisuješ byl nejspíše proveden s destilovanou vodou – ta neobsahuje ionty, což jsou volně pohyblivé nabité částice. Podmínkou vedení el. proudu je to, že materiál, kterým chceme el. proud vést obsahuje volně pohyblivé nabité částice. V kovech jsou to typicky volné elektrony, v kapalinách a plynech ionty. Přidáním soli do destilované vody dojde k disociaci – molekula soli NaCl se rozloží na ionty Na+ a Cl-. Pak voda může vést. Voda z kohoutku již různé ionty obsahuje a tudíž je vodivá.

Vana by měla být uzemněná a uzemnění by mělo být s co nejmenším přechodovým odporem (schválně píši mělo by). Jistič se vypne při jmenovitém proudu, který je na něm uveden za cca 0,1 sekundy (záleží na typu jističe a protékajícím proudu).

Protože pro člověka je nebezpečí střídavého proudu typicky v tom, že bude působit frekvencí 50 Hz na srdce, které má frekvenci cca 1 Hz, neočekával bych, že za tak malou dobu dojde zásadnímu vlivu na činnost srdce (5 střídavých pulzů do doby vypnutí), popálení za tak malou dobu také jistě nebude smrtelné.

Problém by však nastal, pokud proud při vhození spotřebiče do vany nebude dostačující k vypnutí jističe – 10 A jistič vypne při proudu 10 A. Z Ohmova zákona můžeme spočítat, že odpor vody a uzemnění vany by musel být menší, než 23 Ohmů (230/10). Pokud by byl odpor vyšší, tak jistič nevypne. Proto by měl být v koupelnách instalován proudový chránič, který je schopen vypnout při proudech v řádech desítek mA. Smrtelný proud pro člověka se udává kolem 150 mA. S klasickým jističem tedy může nastat situace, že proud bude nižší, než zkratový proud jističe a tudíž nedojde k jeho rozpojení, ale bude mnohem vyšší, než proud, který je pro člověka smrtelný (navíc ve vodě je odpor povrchu těla nižší).

Celý příklad popisuje situaci, kdy byla do vody přivedena jen fáze – pokud do vany vhodíme spotřebič, tak má připojený i nulový vodič a vzdálenost mezi oběma póly je jistě nižší, než mezi fází a vanou. Tudíž by jistič spíše vypnul.

Co si vybavuji, tak ve filmech je vhozen typicky fén, okamžitě se zajiskří a vypadnou jističe – v tomto případě bych smrt neočekával.

Celá situace se ještě komplikuje kvůli tzv. ekvipotenciálním hladinám – ve vodě vzniknou místa s rozdílným potenciálem (zjednodušeně napětím) a výsledné napětí je rozdíl potenciálů dvou různých míst. Stejný efekt se uplatňuje u tzv. krokového napětí u např. drátů spadlých na zem.

Pokud bych měl na závěr svou odpověď zjednodušit, tak uvedenému scénáři z filmů nevěřím, ale nezkoušel bych to ;)

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Střední průmyslová škola strojní a elektrotechnická, Dukelská 13, České Budějovice
Vrátit se nahoru
detail