Вода и электрический ток: почему вода усиливает опасность электричества

Взаимодействие воды и электрического тока

Электрический ток ведёт себя по-разному в зависимости от состава воды. Чистая дистиллированная вода почти не проводит электричество из-за отсутствия свободных заряженных частиц. Однако в природных условиях – в речной, морской или водопроводной воде – всегда присутствуют растворённые соли и минералы. Эти вещества распадаются на ионы, превращая воду в проводник. Чем выше концентрация примесей, тем сильнее её электропроводность.

Если через воду пропустить постоянный ток, начинается процесс электролиза – разложения молекул на водород и кислород. На отрицательном электроде (катоде) выделяется водород, а на положительном (аноде) – кислород. Это явление широко применяется в промышленности, например, для производства водорода или очистки воды.

Однако сочетание воды и электричества может быть крайне опасным. Поскольку обычная вода проводит ток, случайное попадание электроприборов в воду (например, в ванной) создаёт риск поражения электричеством. Даже природные явления, такие как молния, становятся угрозой: при ударе в водоём заряд быстро распространяется, подвергая опасности всё живое в воде.

Ток всегда стремится идти по пути наименьшего сопротивления, поэтому в солёной воде он распространяется эффективнее, чем в пресной. Если же напряжение очень высокое, вода может не только разлагаться, но и испаряться или даже превращаться в плазму, как это происходит при дуговом разряде.

Таким образом, вода и электричество образуют сложную систему взаимодействий – от полезных химических процессов до серьёзных опасностей, требующих осторожности.

Как разные вещества проводят 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

Опасность воды в сочетании с электричеством — не преувеличение. Даже небольшое количество влаги может превратиться в проводник, создав путь для тока. Особенно коварно переменное напряжение из розетки: если оголённый провод упадёт в лужу, а человек случайно наступит в неё, через его тело может пройти смертельно опасный разряд.

Дело в том, что человеческое тело, фаза и вода образуют замкнутую цепь. Даже если вода не идеальный проводник, её сопротивления достаточно, чтобы пропустить ток, способный вызвать мышечные судороги, ожоги или остановку сердца. Особенно опасно, если при этом человек касается заземлённого предмета — например, металлической трубы или батареи. В этом случае ток проходит через сердце, что резко увеличивает риск смертельного исхода.

Даже дистиллированная вода, которая почти не проводит ток в чистом виде, со временем растворяет примеси из воздуха или поверхностей, превращаясь в проводник. Поэтому любые электроприборы, розетки и провода должны быть защищены от влаги.

Вывод:

• Вода + электричество = потенциально смертельная комбинация.

• Даже слабопроводящая жидкость может стать опасной в цепи с человеком.

• Лучшая защита — предотвращать контакт воды с электроприборами и использовать УЗО (устройства защитного отключения).

Будьте осторожны и никогда не пренебрегайте правилами электробезопасности!

Андрей Повный