חשמל מתייחס להישגים הטכניים של האנושות, שבלעדיהם החיים נראים בלתי אפשריים לחלוטין עבור בן דורנו. על מנת שהוא יכנס לביתו של כל משתמש, רשת נרחבת של קווי העברה במתח גבוה נמתחת ברחבי הארץ לכל עבר. המתח הפועל בהם גבוה פי מאות וערכים מערך 220 וולט הדרוש לצרכים ביתיים. השימוש בערכו המוגבר בקווי העברת חשמל מאפשר "להעביר" כלכלית אנרגיה חשמלית ממקום קבלתה (בתחנת כוח הידרואלקטרית, למשל) לצרכן ספציפי.
משתמשים רבים מודעים היטב לאיום הנובע מחוטי מתח גבוה לאדם בסביבה. ולמתקינים העובדים על קווי חשמל, תידרש הגנה מיוחדת גם כאשר הקו מנותק מתחנת החשמל. למתעניינים רבים יש שאלה טבעית: מדוע ציפורים יושבות בשקט על חוטי קווי המתח הגבוה, ללא כל הגנה?
מהות הבעיה
כדי לענות על השאלה הנ"ל תצטרך להתייחס לקורס בפיסיקה בבית הספר (ראה סעיף "אלקטרודינמיקה"). מכאן נובע שהמתח החשמלי הוא הפרש הפוטנציאל בשתי נקודות מרוחקות. כאשר משתמשים בשקע ביתי, למשל, יש שיפוע כזה בין אנשי הקשר שלו. הוא נוצר בין הפוטנציאל של מוליך הפאזה (220 וולט) לאפס: 220-0 = 220 וולט.
במצב עם ציפורים בקווי חשמל, חשוב לקחת בחשבון לא את הערך המוחלט של הפוטנציאלים של החוטים עליהם הם נמצאים, אלא את ההבדל ביניהם. זה האחרון יכול להיווצר הן בין שני קווי תיל, והן בין כל אחד מהם בנפרד מצד אחד והקרקע מצד שני.
הערה: במצב זה ניתן לבטל את מה שמכונה מתח "צעד" (שיפוע פוטנציאלי) מכיוון שהמרחק בין רגלי הציפורים קטן מאוד.
מכיוון שחוטי קווי החשמל נמצאים במרחק ניכר אחד מהשני, האפשרות לגעת בשניים מהם בבת אחת אינה נכללת לחלוטין עבור ציפורים. ואי אפשר בהחלט לדמיין מצב בו הם נוגעים בו זמנית בחוט ובקרקע בחלקים שונים של הגוף (כפי שמוצג עבור האדם בתמונה למטה).
אין כמעט זרם הזורם בגוף הציפור
כאשר מציבים ציפורים על קווי חשמל, גופם מחובר דרך הרגליים המקבילות לפיסת החוט ביניהן.
מניתוח המעגל החשמלי הפשוט ביותר המוצג בתמונה למטה, נובעות מספר מסקנות:
- בשל העובדה כי ההתנגדות הפנימית R בגוף הציפור גבוהה בהרבה מאותו אינדיקטור עבור קטע קצר של חוט החשמל - הזרם הזורם דרכו קטן מאוד;
- ככלל, זהו חלק ממיקרו-אמפר;
- עם ערך כזה של הזרם המסתעף, האחרון אינו מסוגל להשפיע באופן מוחשי (עבור גוף כה קטן).
כל החישובים והוויכוחים לעיל מסוגלים להסביר למשתמש שהוא רחוק מאוד מחשמל, את הסיבה למיקום בטוח של ציפורים בקווי חשמל.