מים וחשמל – שילוב מסוכן, או שאולי לא?

⚡ מוליכות מים, זרם זליגה, ומפסקי מגן – למה הם לא תמיד מגנים עלינו? 🌊

יש אינספור סרטונים ב-YouTube ובאינטרנט שמראים ניסויים עם מים וחשמל:
מה קורה אם שקע חשמלי או בית מנורה מוכנסים למים?
לפעמים זה מרתק, לפעמים מעורר תהיות, אבל לרוב – זה פשוט לא מובן.

האם החשמל מתפשט במים?

בסרטונים מסוימים ניתן לראות אנשים מכניסים שקע חשמלי למים, מחברים ומנתקים תקעים, ואף מדליקים נורות כשהידיים שלהם בתוך המים!
אז אם זה לא הונאה, יש כאן שאלה מסקרנת:

פרסום

📌 האם ההשפעה החשמלית על המים תלויה בעומס החשמלי שמחובר?

אני חושב שכן.
המים "מתנגדים" לחשמל ופועלים כמו נגד במקביל לעומס הצרכן.
לכן, ככל שהמוליכות נמוכה יותר – כך עובר פחות זרם.

כמובן, יש תנאים שצריך לקחת בחשבון:
✅ המים צריכים להיות בטמפרטורת החדר.
✅ הם לא צריכים להיות רווים במלחים.

אז למה הידיים לא מתחשמלות?

לפי אותם סרטונים, זרם חשמלי אינו מתפשט על פני כל המים, אלא מתרכז בעיקר באזור הפאזה והאפס.
זה גורם לכך שנוצר שדה חשמלי מצומצם מאוד, ולכן ניתן להרגיש רק עקצוצים קלים – אבל לא התחשמלות של ממש.

ועדיין נשאלת השאלה:
איך יתנהג מפסק מגן במקרה כזה?

בדיקות מוליכות מים – מפתיע, אבל לא תמיד מסוכן

מדדתי את התנגדות המים בצינור פלסטיק (חצי מטר אורך) בעזרת מולטימטר פשוט.
🔹 התוצאה: 500-600 אוהם.

לפי החישובים, ההתנגדות אמורה להיות לפחות 31 קילו-אוהם – אז למה יש סתירה?
כי מים הם נוזל, והם לא מתנהגים כמו חוטי נחושת.
הם סופגים חומרים מהסביבה, כמו מלחים, חומרי הדברה, גזים מומסים ועוד, וכל אלו משנים את המוליכות.

בנוסף, טמפרטורת המים משפיעה משמעותית על מוליכותם:
🌡️ לכל עלייה של 1°C בטמפרטורת המים, המוליכות החשמלית גדלה ב-6%.
🌡️ מים חמים מוליכים חשמל טוב יותר ממים קרים!

ניסוי: איך מוליכות משפיעה על זרם זליגה?

כדי לבחון איך מים מוליכים חשמל וכיצד זה קשור להגנה חשמלית, בנינו מתקן ניסוי פשוט:
📌 תעלה צרה שמכילה 0.6 ליטר מים באורך 1.54 מטר.
📌 נרשמה מדידה של זרם הזליגה בין האלקטרודות.

נרשום את הזרם בין האלקטרודות במרחק של 0.2 מטר. הוא היה 20.5 mA  במתח 232 וולט. נחשב התנגדות והתנגדות סגולה

חוזרים על הניסויים והחישובים במרחקים שונים בין האלקטרודות – 0.4 מטר, 0.6 מטר, 0.8 מטר, 1.0 מטר, 1.2 מטר, 1.4 מטר. כעת נוכל לשרטט גרף של התלות זרם הזליגה במרחק בין האלקטרודות

🔬 תוצאות:

פרסום

• במרחק של 0.2 מטר בין האלקטרודות – הזרם היה 20.5 mA במתח 232 וולט.
• חישוב ההתנגדות הסגולית נתן ערכים שונים לפי סוג המים.
• במרחקים גדולים יותר בין האלקטרודות – הזרם ירד משמעותית.

חזרנו על הניסויים עם מים שונים:
✔ מים מהברז
✔ מים מטוהרים מבקבוקים (התנגדות גבוהה פי 4 מהמים מהברז)
✔ מי מלח (מוליכים מאוד – זרם זליגה גבוה)
✔ בד רטוב (בדקנו את המוליכות ברוחב 60 ס"מ, המדמה מגע ידיים רטובות עם חשמל)

ומה עם מפסק מגן? למה הוא לא תמיד עובד?

ביצענו ניסוי נוסף:
חיברנו אספקת חשמל לאלקטרודות במים דרך ממסר פחת (מפסק מגן).

📊 תוצאות:

• במרחק 0.8 מטר בין האלקטרודות – המפסק לא קפץ.
• במרחק 0.6 מטר – עדיין לא קפץ.
• רק במרחק 40 ס"מ – ההגנה פעלה וניתקה את החשמל.

אז למה אנחנו מרגישים זרמים בגשם, אבל מפסק המגן לא פועל?

כי מפסקי מגן לא רגישים מספיק לזרם זליגה דרך מים.
📌 הסיבה: המים אמנם מוליכים, אבל ההתנגדות הסגולית שלהם עדיין גבוהה פי 8 משל נחושת.
📌 רק מי מלח מוליכים מספיק טוב כדי להפעיל את ההגנה.

שורה תחתונה: מפסקי מגן לא מושלמים – אבל אין משהו טוב יותר

✔ מפסק מגן לא תמיד קופץ במקרה של התחשמלות דרך מים, כי המוליכות של המים פשוט לא גבוהה מספיק.
✔ מים מטוהרים כמעט לא מוליכים זרם חשמלי.
✔ מים חמים מוליכים טוב יותר מקרים.
✔ רק במקרים של מי מלח ריכוזיים – המפסק יכול לפעול באופן אמין.

🤔 אז למה לא למצוא פתרון טוב יותר?
שאלה טובה. בינתיים, זה מה שיש.

הערה חשובה: ⚠ אל תנסו את הניסוי הזה בעצמכם! ⚠
חשמל ומים הם שילוב מסוכן, וכל טעות קטנה עלולה לגרום להתחשמלות מסכנת חיים.
הבדיקות המתוארות כאן בוצעו בתנאים מבוקרים עם ציוד מתאים – אין לנסות זאת בבית או בשום מקום אחר!

MASTAQ