Hoe zitten vogels op hoogspanningsdraden zonder geëlektrocuteerd te worden?
Je hebt waarschijnlijk nog nooit een vogel twee draden tegelijk zien omspannen, en daar is een goede reden voor…
Door Aaron Johnson
Het is niet ongewoon dat een personage in de film eindigt met een zwartgeblakerd gezicht en een hoofd vol pluizig haar na het aanraken van een elektrische draad onder spanning. Maar wat een goede grap is in de amusementswereld, zal je in het echte leven waarschijnlijk doden – tenzij je een vogel bent. Vogels hebben er geen probleem mee om onverstoorbaar op de hoogspanningskabels te zitten die je vaak langs de weg ziet. Dit vermogen heeft niets te maken met het feit dat ze vogels zijn, legt Ranbel Sun uit, een recent afgestudeerde elektrotechnicus en computerwetenschapper die momenteel lesgeeft aan de Phillips Academy in Andover, Massachusetts. Het gaat allemaal om de verbindingen die ze maken – of, nog belangrijker, niet maken.
“Elektrische stroom is de beweging van elektronen,” legt Sun uit. De beweging van elektronen door een apparaat als uw TV is wat het de energie geeft om beelden weer te geven en geluid te produceren. Sun beschrijft de lange weg die deze bewegende elektronen afleggen om uw huis te bereiken. “De elektronen worden in wezen door de elektriciteitscentrale uit de grond getrokken,” zegt ze. “Ze bewegen door de elektriciteitsleidingen, door je TV, en uiteindelijk gaan ze terug de grond in vanwaar ze kwamen.” Zo ontstaat een gesloten kringloop, die nodig is om elektriciteit te laten stromen.
Ets wat elektronen nodig hebben om te kunnen bewegen is motivatie – of, meer specifiek, een verschil in wat elektrische potentiaal wordt genoemd. “Stel je voor dat je een stel bowlingballen een berg op sleept,’ legt Sun uit. “Als je ze een pad geeft, zullen de ballen vanzelf de berg afrollen naar een lagere positie.” Op de top van de berg hebben de bowlingballen (die de elektrische stroom voorstellen) een hoog potentieel, en ze zullen elk pad afleggen dat beschikbaar wordt. Wanneer een vogel op een enkele draad zit, bevinden zijn twee voeten zich op hetzelfde elektrische potentiaal, zodat de elektronen in de draden geen motivatie hebben om door het lichaam van de vogel te reizen. Geen bewegende elektronen betekent geen elektrische stroom. Onze vogel is veilig, op dit moment tenminste… Als die vogel een vleugel of poot uitsteekt en een tweede draad aanraakt, vooral een met een ander elektrisch potentiaal, zal dat een pad voor de elektronen openen – dwars door het lichaam van de vogel.
Er zijn nog meer gevaren voor onze gevederde vrienden, zegt Sun. “De houten paal die de draden ondersteunt, zit diep in de grond,” zegt ze, “dus het zou ook gevaarlijk zijn voor een vogel om op de paal te gaan zitten en een draad aan te raken.” Dit is het probleem dat mensen tegenkomen als ze onder stroom staande draden aanraken – aangezien we bijna altijd in contact staan met de grond. Onze lichamen blijken uitstekende geleiders van elektriciteit te zijn, en de elektrische stroom zal ze graag gebruiken om een gesloten pad te voltooien om van hoog potentieel (de draad) naar laag potentieel (de grond) te stromen. ZAP!
Dus hoe repareren werknemers elektrische draden onder spanning zonder gewond te raken? Ze gebruiken isolerende materialen in hun kleding, uitrusting en graafmachines. Isolatiematerialen zoals rubber zijn materialen waar elektriciteit maar moeilijk doorheen kan stromen. Dus in plaats van door de elektricien heen te gaan, blijven de elektronen aan de andere kant van zijn rubberen handschoenen of met rubber bekleed gereedschap. (Denk eraan: dit zijn niet de gewone huishoudhandschoenen en -werktuigen – die zijn te dun om u tegen een schok te beschermen en zijn vaak niet volledig van rubber gemaakt) Een andere techniek is onder een helikopter te hangen. Aangezien noch de arbeider, noch de helikopter met de grond verbonden is (zoals een vogel), hoeft de arbeider er alleen maar voor te zorgen dat hij slechts één draad tegelijk aanraakt. Ondanks voortdurende verbeteringen van de veiligheid, is een elektricien nog steeds een van de tien gevaarlijkste banen in Amerika. Het is dus een goed idee om uit de buurt van elektrische draden te blijven, tenzij je een getrainde professional bent – of een vogel.
Als nu maar iemand kan uitleggen waarom vogels altijd allemaal in dezelfde richting kijken…
Dank aan Naveen Surisetty uit Visakhapatnam, India, voor deze vraag.
Datum: 10 december 2013