Chim đậu trên dây điện không bị giật vì hai chân nó cùng bám trên một sợi dây, nên giữa hai chân gần như không có hiệu điện thế, và dòng điện không có lý do gì để rẽ qua người nó. Điện chỉ chạy qua một vật khi hai đầu vật ấy chạm vào hai chỗ có điện áp khác nhau. Con chim nào chạm cùng lúc hai dây, hoặc một dây và cột, thì sẽ bị điện giật chết ngay.
Cảnh quen trên mọi con đường
Chiều cuối hè ở vùng quê Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, những hàng chim én, nhạn đậu kín trên dây điện như nốt nhạc trên khuông. Sáo, chim sẻ, bồ câu đậu suốt ngày trên dây hạ thế trong phố. Ở đồng bằng sông Cửu Long, cò trắng đôi khi đậu cả trên dây trung thế dọc kênh. Đứng dưới nhìn lên, ai cũng từng tự hỏi: dây mang điện cả nghìn vôn, sao chúng vẫn bình thản rỉa lông?
Câu trả lời không nằm ở chân chim có "cách điện" hay không. Chân chim ẩm, có da và thịt, dẫn điện chẳng kém chân người. Bí mật nằm ở chỗ con chim đứng ở đâu.
Dòng điện cần hai điểm khác điện áp
Hãy hình dung điện áp như độ cao của nước. Nước chỉ chảy khi có chỗ cao chỗ thấp. Một sợi dây điện đang mang điện, mọi điểm trên đó đều ở "độ cao" gần như nhau, chẳng hạn quanh 13.000 vôn so với đất trên một đường dây 22 kV. Con chim đứng hai chân trên dây thì cả hai chân cùng ở độ cao ấy. Không chênh lệch thì không có dòng chảy qua người nó.
Nói chính xác hơn, dây điện cũng có điện trở rất nhỏ, nên giữa hai điểm cách nhau vài centimét trên dây vẫn có một chênh lệch nhỏ. Nhưng với dây nhôm lõi thép dùng cho đường dây trên không, điện trở chỉ cỡ phần mười ôm cho mỗi kilômét. Một quãng dài bằng khoảng cách hai chân chim chỉ cho chênh lệch cỡ phần nghìn vôn, thậm chí nhỏ hơn. Thân chim có điện trở lớn hơn hàng triệu lần so với đoạn dây ấy, nên gần như toàn bộ dòng điện vẫn đi theo dây, chỉ một phần cực nhỏ không đáng kể đi qua chim.
Thêm một chi tiết: khi chim vừa đáp xuống, thân nó phải "nạp" lên đúng điện áp của dây. Lượng điện tích cần để làm việc đó rất nhỏ, chuyện xảy ra trong tích tắc và con chim không cảm nhận được. Trên đường dây siêu cao áp, hiệu ứng này đáng kể hơn, và đó là một lý do chim ít đậu trên dây 500 kV.
Khi nào chim bị điện giật
Điện giật xảy ra khi thân chim trở thành cây cầu nối hai điểm khác điện áp. Có ba cách thường gặp:
| Tình huống | Vì sao chết | Hay gặp ở loài nào |
|---|---|---|
| Hai chân hoặc hai cánh chạm hai dây pha khác nhau | Giữa hai pha có hiệu điện thế bằng cả điện áp dây | Chim lớn sải cánh rộng: diều, đại bàng, cò, quạ |
| Một chân trên dây, cánh hoặc đuôi chạm xà, cột kim loại có nối đất | Dòng đi từ dây qua chim xuống đất | Chim đậu trên đầu cột, xà ngang |
| Đang đậu trên dây thì phóng phân dạng tia xuống thiết bị bên dưới | Tia phân ướt dài có thể tạo đường dẫn | Chim lớn đậu trên cột trạm biến áp; được ghi nhận nhưng hiếm |
Chim nhỏ như sẻ, én có thân ngắn, khó với tới hai dây cùng lúc, nên an toàn. Chim lớn như đại bàng, diều hâu, cò thì sải cánh có thể vượt một mét, và chúng thích đậu đầu cột vì nhìn được xa. Đây là nguyên nhân gây chết đáng kể cho các loài chim săn mồi ở nhiều nước. Sóc, chuột, rắn leo lên trạm biến áp cũng thường gây chập và mất điện cả một khu.
Ngành điện làm gì để bảo vệ chim
Ở nhiều nước, ngành điện thiết kế cột "an toàn cho chim": kéo dãn khoảng cách giữa các pha lớn hơn sải cánh chim lớn, bọc cách điện đoạn dây gần cột, gắn chụp nhựa lên sứ và đầu cực. Trên đường dây ngang qua vùng chim bay, người ta treo những quả cầu màu cam hoặc dải xoắn để chim nhìn thấy dây từ xa, tránh va chạm khi bay. Bạn có thể đã thấy những quả cầu này trên đường dây vượt sông hoặc gần sân bay.
Người thì khác chim ở chỗ nào
Người đứng dưới đất. Chân ta luôn ở "điện áp đất". Bất cứ bộ phận nào của ta chạm vào dây mang điện là ta lập tức thành cây cầu giữa dây và đất, dòng điện chạy qua tim. Đó là lý do một quy tắc đơn giản cứu mạng mỗi năm:
- Không bao giờ dùng sào, gậy tre, thanh kim loại khều diều, dép, quần áo vướng trên dây điện. Tre tươi, tre ướt và dây diều bị ẩm đều dẫn điện. Với đường dây trung thế, điện còn có thể phóng sang vật đưa lại gần mà không cần chạm hẳn.
- Không thả diều gần đường dây. Diều mắc dây là gọi ngành điện, không tự gỡ.
- Thấy dây đứt rơi xuống đất, tránh xa ít nhất vài chục mét. Quanh chỗ dây chạm đất, điện áp trên mặt đất giảm dần theo vòng tròn. Bước chân dang rộng có thể bắc cầu giữa hai vòng khác điện áp, gọi là điện áp bước. Nếu lỡ ở gần, khép hai chân sát nhau, nhảy lò cò hoặc bước thật ngắn để ra xa.
- Không trèo cột, trèo cây gần dây, không đứng dưới đường dây khi có dông.
Thợ điện làm việc trên dây đang có điện bằng cách nào
Có một kỹ thuật dùng chính nguyên lý của con chim. Ở một số nước, thợ đường dây cao thế được đưa tới gần dây bằng trực thăng hoặc giỏ cách điện, mặc bộ đồ dệt sợi kim loại. Họ nối mình vào dây để thân người lên cùng điện áp với dây, rồi làm việc tay trần. Chừng nào họ không đồng thời chạm vào thứ gì nối đất hay pha khác, không có dòng điện nào đi qua người. Đây là công việc của người được đào tạo kỹ, với quy trình nghiêm ngặt. Nhắc đến chỉ để thấy nguyên lý là thật, không phải để ai thử.
Hiểu lầm thường gặp
- "Chân chim có lớp sừng cách điện." Không phải. Chim an toàn vì vị trí, không phải vì chân. Đặt một con chim ở tư thế chạm hai dây là nó chết, dù chân nó y như cũ.
- "Dây có vỏ bọc thì sờ được." Vỏ bọc dây hạ thế ngoài trời bị nắng mưa làm lão hoá, nứt nẻ. Lớp bọc trên dây trung thế thường chỉ để giảm sự cố khi cành cây quệt vào, không đủ để người chạm. Coi mọi dây trên cột là đang mang điện.
- "Điện cao thế mới nguy hiểm, điện nhà thì không." Điện 220 V trong nhà đủ gây chết người khi dòng đi qua tim.
- "Đi dép cao su là chạm điện thoải mái." Dép mòn, dép ướt, sàn ướt, tay chạm tường đều mở ra đường khác cho dòng điện.
Tự quan sát / tự thử an toàn
Không có thí nghiệm nào với điện lưới ở đây. Hãy quan sát, và hiểu bằng mô hình.
- Đếm chỗ chim đậu: đứng xa cột điện, quan sát xem chim nhỏ đậu ở giữa nhịp dây hay sát cột. Bạn sẽ thấy phần lớn đậu giữa nhịp; chim lớn thì hay chọn đỉnh cột. Đó chính là chỗ nguy hiểm cho chúng.
- Nhìn thiết kế cột: trên các tuyến dây trung thế, tìm những chụp nhựa trên sứ, dải xoắn hoặc quả cầu màu trên dây. Đó là thiết bị chống chim và báo hiệu, không phải đồ trang trí.
- Mô hình nước: lấy một ống hút dài, nhúng hai đầu vào hai cốc nước bằng mặt nhau, nước không chảy. Nâng một cốc lên, nước chảy. Chim trên dây giống hai cốc bằng mặt; người chạm dây khi đứng dưới đất giống hai cốc chênh nhau.
- Mạch pin an toàn: dùng một viên pin cúc áo 3 V (loại trong điều khiển, cân điện tử) và một bóng LED nhỏ. Kẹp hai chân LED vào hai mặt pin, chân dài vào mặt dương, đèn sáng. Áp cả hai chân LED lên cùng một mặt pin, đèn tắt. Đó là "con chim" của bạn. Cất pin cúc áo xa tầm tay trẻ nhỏ: nuốt phải là cấp cứu.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao chim đậu dây điện cao thế không bị điện giật?
Vì hai chân chim cùng bám trên một sợi dây, mọi điểm trên dây gần như cùng điện áp, nên không có dòng điện nào đáng kể đi qua thân chim. Dòng điện chỉ chạy khi có chênh lệch điện áp giữa hai điểm chạm.
Chim có bị điện giật chết không?
Có, khi thân hoặc cánh chạm cùng lúc hai dây pha, hoặc một dây và cột, xà có nối đất. Chim lớn sải cánh rộng như đại bàng, diều hâu, cò hay gặp nạn này nhất, nhất là khi đậu trên đầu cột.
Người treo mình trên dây điện như chim có an toàn không?
Về nguyên lý, nếu không chạm gì khác thì không có dòng qua người, và thợ điện chuyên nghiệp có kỹ thuật làm việc dựa trên điều này. Nhưng người thường không thể leo lên dây mà không chạm cột, đất hoặc dây khác, nên việc đó là cực kỳ nguy hiểm, không bao giờ được thử.
Diều mắc vào dây điện phải làm sao?
Bỏ diều lại, không kéo dây diều, không dùng sào hay gậy khều. Báo cho đơn vị điện lực địa phương để họ xử lý. Dây diều ẩm và sào tre đều có thể dẫn điện từ đường dây xuống người.
Điện áp bước là gì?
Khi dây điện đứt chạm đất, điện áp trên mặt đất giảm dần theo vòng tròn quanh điểm chạm. Hai bàn chân đặt ở hai vòng khác nhau sẽ có chênh lệch điện áp, dòng đi lên chân này xuống chân kia. Vì vậy nếu ở gần, phải khép chân, bước thật ngắn hoặc nhảy chụm chân để ra xa.
