作者：實作派
這次的文章要來介紹在水中的觸電原理、高壓電如何造成傷亡，以及關車門時為何會被靜電電到。
淹水觸電
淹水時如果水淹過插座，人在插座附近觸電的機會很高，但如果人站遠一點則不會觸電；不過有人會說水是導體，理論上應該再遠都會電到，為何只有電源附近的人會電到？
在水中越靠近電源越容易觸電（圖片來源：實作派提供）
因為火線的面積很小，大地的面積很大，所以電流會以放射狀的方式散開流入大地，只要人站得越遠，所得到的電流密度就會越低。
遠處的人不會觸電的另外一個原因，則是水並非良導體，它無法像電線一樣擁有幾乎為零的電阻，如果是工業用的純水，它可能還是個絕緣體（一般的水內都溶有離子，離子會導電，離子濃度越低導電率越差，電阻 R 越高，一般自來水的離子濃度並不高，因此電阻比電線高很多）。
離子濃度低，電阻越高（圖片來源：實作派提供）
所以在淹水的環境中，要遠離電源，只要距離一拉開，電流密度就會降低。當然有部份原因是因為水畢竟還是有電阻存在，降低了電流，但如果是泥水，離子濃度高，安全距離則會變長。
水中觸電實驗
雖然剛剛說了在水裡站遠一點不會觸電，離子濃度低一點也不會觸電，但講歸講，大家還是會懷疑真實性，那就實際來做實驗，有圖有真相，我把手和電源延長線一起放進自來水裡面，用來模擬手與火線/中性線的距離對觸電程度的影響。
將延長插座與手同時放在自來水裡，只要距離夠就沒事（圖片來源：實作派提供）
實驗的結果是，如果與電極的距離大於 2 cm，完全沒有被電到的感覺，但如果把手指貼在電源孔上，則會有些微刺痛感，因為自來水中的離子導通的電流還不足以讓我的手感到非常疼痛，但如果是在水裡加鹽巴，離子濃度增加，手指可是會非常刺痛，這部分我就不想試了，有點可怕。
這個實驗不使用裸線而使用插座延長線，是為了安全考量，因為我需要有個塑膠殼擋在手指和電極之間，造成很近但還沒碰到的狀況；如果使用裸線，則手指有可能不小心碰到電線，這非常危險，絕對會受傷；另外使用單手伸入水裡也是安全考量，這樣才能把電流限制在同一隻手上，電流在同手進同手出，不會經過心臟。
人體需與大地絕緣，讓電流路徑限制在水桶內（圖片來源：實作派提供）
各位如果要複製這個實驗，有一點必須要注意，如上圖，人體自身必須與大地絕緣，這樣才能讓將電流限制在水桶內流動，如果人體沒有與大地絕緣，則會有另外一條流往大地的電流路徑，而這條路徑會通過人體，這樣等於是把水桶當作電阻串接到人體，這樣是會觸電的，如下圖：
水中觸電實驗人體接地很危險（圖片來源：實作派提供）
串連水桶觸電實驗
關於上面把手伸進水桶的觸電實驗，我其實也很好奇如果身體與大地沒有絕緣的話，到底會是甚麼感覺？但我又不能真的這樣做，一方面是電流會經過心臟，另一方面是站在地面上我也跑不掉，因為怎麼逃跑都還是在地面上，以風險控制來說，直接做這樣的實驗很危險。
所以我想了一個方法，如下圖，一樣是把手和水桶串接在一起的觸電實驗，但腳踩地面這部份則改用手貼牆壁來取代，觸碰水面這部份則改用手指碰金屬探棒來取代，而金屬探棒的另一端則插入水裡，中間還串了一個電錶做測量，而人體依舊與大地絕緣。
手掌與水桶串連的觸電實驗（圖片來源：實作派提供）
如此一來，萬一有什麼狀況發生，只需手指一縮就斷路了，而且電流只會在手指與手掌之間流竄，不會經過心臟，是相對安全的做法。完整的電流路徑就是上圖的黃色線：插座火線->水桶->電線->電表->探棒->手指->手掌->牆壁->變壓器中性線。
接著我把手掌先貼在水泥牆上，然後用手指觸碰探棒，準備給自己觸電，實驗結果是：觸碰的那一瞬間，手指真的很麻。
所以如果要複製上面的實驗證明在水中遠方的電流很弱，必須要讓自己跟大地絕緣，否則整個水桶只是當個電阻而已，至於這桶水的自來水電阻是多少呢？我還真的也做了實驗，各位可以參考這篇水的電阻是多少？電阻率又是什麼。
高壓電能隔空打牛
新聞有時會出現人員被高壓電電到的消息，這些高壓電平常都在高空或地底，為什麼仍會有人被高壓電電到呢？
各位要先理解高壓電有個很奇妙的特性，就是它可以隔空打牛；人在地上是 0 V，高壓電可能上萬伏特，只要與高壓電線距離夠近，就會被隔空電擊。關於其他細節我寫在這裡【實作實驗室】你所不知道的高壓電！隔空觸電會電死人？。
太靠近高壓電會觸發電弧產生，因而 觸電 造成嚴重灼傷（圖片來源：實作派提供）
一般的空氣是屬於絕緣狀態，一旦有高低壓落差很大的電位差出現在空氣當中，當電壓高過空氣可承受的臨界點，空氣就會像玻璃一樣裂開，我們稱為崩潰Breakdown。
空氣裂縫裡面的空氣被高壓硬生生地扯開，稱為離子化 Ionization，我在前面講過水是靠離子導電的，現在空氣的裂縫中也有離子了，因此這條裂縫就成為導電路徑；由於空氣裂縫中瞬間通過大量電流會產生大量熱能與光能，因此你會看到閃光與爆裂聲，閃電就是這種現象的大規模表現。
雲裡累積的電荷讓空氣瞬間導通放電形成閃電（圖片來源：實作派提供）
最常見的觸電情況就是拿釣魚竿跨過平交道，只要釣竿一靠近電線就電到了，如果釣竿是碳纖維材料製成，那受傷更嚴重，因為碳纖維會導電。
拿釣竿橫跨鐵路平交道，容易受電擊（圖片來源：實作派提供）
另外有一種情況是為了拿卡在高壓電線上的物品，例如衣服、風箏之類，用竹竿去挑結果被電擊。大家以為竹竿是絕緣體，但我要告訴各位，一般在住家內是這樣沒錯，但在高壓電的環境下，一般大家熟悉的絕緣體可能都會變成導體，只有某些材料才能應用在高壓絕緣上。
所以面對高壓電，需要專業人員來處理，你唯一能做的就是離它遠一點。我看過一些影片竟然有人想在電車頂上自拍，結果變成鳥仔巴，真不知道他們在想什麼，千萬別幹這種傻事啊！
靜電—關車門被電到
各位關車門的時候應該有被車門電過吧，尤其冬天更嚴重，我來說明一下原理。
關車門被電到真的很痛（圖片來源：實作派提供）
如下圖，車子在行進間與空氣摩擦會產生電荷累積在車身上，而人下車的時候離開座位的瞬間會產生靜電，由於車門內的把手幾乎都是塑膠做的，這些靜電就會持續累積在身上。
人離開座位時會產生靜電（圖片來源：實作派提供）
我附帶說明一下，靜電的產生一般都說是摩擦，但其實「接觸」與「分離」也會產生靜電，人離開座位就屬於「分離」這部分，所以撕開膠帶也會產生靜電，至於誰產生正電荷、誰產生負電荷，我沒特別研究，就算同性電荷，只要數量不同，一樣會電人，因為它都要平衡。
當我們回頭關車門的時候，人體與車身有大量的電荷需要彼此平衡或者說中和，因此在手接觸門把的瞬間，會有大量的電流通過指尖，產生刺痛感。
大量電荷瞬間平衡產生刺痛感（圖片來源：實作派提供）
基本上你無法消除靜電，它很自然就是會產生，你能做的只有減緩靜電造成的不適感。既然刺痛感是短時間有大量電荷需要平衡所致，那我們只需要在觸碰車門前把電荷先平衡好，之後關車門時就不需要再平衡了，手指也就不會痛了。
所以預防刺痛感的做法就是，下車離開座位之前，先把手搭在車門金屬邊框上然後下車，接觸面積越大越好，直到整個人離開座位才放手，如此一來離開座位產生的電荷便已經透過與邊框的接觸點，與車身平衡了，之後你關車門就不會再被電到了，這個方法我自己用了好幾年，非常有效。
觸碰門框直到下車可以避免靜電觸電（圖片來源：實作派提供）
靜電—開車門被電到
我在國外搭計程車的經驗是每開車門必定被電，真是電到心生畏懼。偏偏計程車整天在外面跑，等於無時不刻在充電，我們該怎麼辦呢？
各位可以買下圖左方的導電 IC 泡棉，它看起來黑黑的因為含有碳成分可以導電，這裡講的導電並不是說它可以像導體般的導電，而是它可以溫和地排除掉靜電，它的表面阻抗大約是 1M ohm ~ 10M ohm 左右。
導電泡綿/電鍍袋/抗靜電氣泡袋（圖片來源：實作派提供）
對一般的低壓電 110 V/220 V 來說，導電泡綿算某種絕緣體，只能通過 uA 級的電流，正確來說是阻抗很大的電阻，但對於靜電來說，只要抗靜電材料能讓電荷流動達成一定程度的平衡，我們就稱它為導電 Conductive。
回到包裝袋的主題，另外還有一種包裝稱為抗靜電電鍍袋 Metalized Bag，外觀看起來帶些銀色，表面有一層薄薄的導電材料，通常是拿來包裝靜電敏感度較高的電子裝置，例如硬碟通常是用這種電鍍袋包裝。
再來就是粉紅色的氣泡袋，它表面有塗一層抗靜電劑，傳導靜電的效果一樣，粉紅色只是用來辨識用，一般透明的氣泡袋若塗抗靜電劑也一樣有效果，通常是用在工業包裝上。
那要怎麼用這些東西來防止開車門被電到呢？很簡單，只要在開車門之前，拿著這些材料在車門上輕輕碰一下就可以了，在觸碰的那一瞬間，人體與車身之間就會達成電荷平衡，之後用手開車門就不會被電到了。
用 IC 導電泡綿觸碰車門做電荷平衡（圖片來源：實作派提供）
（本文經同意轉載自實作派電子實驗室、原文連結；責任編輯：賴佩萱）
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