⚡️ Молния против электрического забора

Как известно немецкие учёные не стеснялись экспериментировать с человеческим телом. Особенно, во время второй мировой войны. Например, д. Менгеле вполне себе позволял изучать поведение человеческого тела под действием электрического тока : "подвергал женщин ударам тока высокого напряжения с целью тестирования их выносливости["
Сейчас времена несколько иные, но интерес немцев, по изучению пределов возможности человеческого тела не угас.
Они использовали трехсоставную модель человеческой головы, а не голову реального человека, что уже радует.
Оказалось, что мокрая голова снижает воздействие тока до начала пробоя, а также предотвращает перегрев головы, что потенциально может повысить выживаемость человека. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
В истории задокументировано множество случаев поражения людей молниями, лишь пять процентов из них вызваны прямым попаданием молнии. Еще тридцать процентов вызваны боковой вспышкой, например, по воздуху от дерева с высоким внутренним сопротивлением, при этом касаться его вовсе не обязательно. Отдельный механизм — если между объектом и пострадавшим был прямой контакт. Однако в половине всех случаев ответственным за поражение будет шаговое напряжение через землю.
Не так давно был открыт еще один механизм поражения молнией через восходящий стример, который возникает в проводящей поверхности при приближении молнии, но до ее удара в землю. В первую очередь при поражении молния задействует нервы и кровь как самые электропроводные части организма, а потому многие пострадавшие умирают от сердечного приступа, а не от перегрева. При этом смертность при попадании молнии составляет 10–30 процентов. Основным механизмом защиты от поражения молнией ученые считают поверхностный пробой, в результате чего ток протекает очень быстро и не заходит вглубь организма.
Чтобы моделировать воздействие молнии, инженеры поместили модели головы в камеру генератора положительного импульсного тока с максимальной силой тока в 42 килоампера и напряжением в 12 киловольт, что эквивалентно энергии в 150 килоджоулей на один разряд. Каждая голова подвергалась десяти электрическим ударам. Авторы подчеркивают, что несмотря на то, что большинство молний являются отрицательными, положительные молнии обладают большей энергией, а значит, они в своей модели рассматривают худший случай поражения молнией — прямой и положительный.
В результате каждого эксперимента ученые наблюдали возникновение искрового пробоя и ток протекал через внешний электрод, при этом каждый разряд выглядел уникально. В экспериментах с сухой головой напряжение резко росло до 12 киловольт за 1,2 микросекунды, а ток на внутренних электродах возрастал в течение 32,6 микросекунды, после чего спадал до нескольких ампер, однако общая сила тока и сила тока на внешнем электроде начинала возрастать только после этого периода задержки. В четырех из десяти случаев на электроде скальпа наблюдалось не падение тока после периода задержки, а резкое возрастание до нескольких килоампер.
В экспериментах с влажной головой напряжение также выросло за 1,2 микросекунды, однако задержка протекала быстрее — за 30,5 микросекунды. В половине случаев наблюдалось изменение тока на электроде скальпа до 9,1–10,4 килоампера. При усреднении значений силы тока на электроде мозга мокрой головы было получено среднее значение в 93,5 ампера, тогда как в сухой голове ток доходил до 110,3 ампера.