近日，一則「小汽車在路上掛到電纜」的事件引起了公眾的廣泛關註。司機在這種情況下沒有選擇下車，而是繼續駕駛。這一行為在一些人看來似乎不負責任，卻有人說「還好掛到的是聰明人」。
這究竟是為什麽呢？難道司機不怕刮斷電纜後賠償嗎？遇到這種情況的正確做法應該是什麽呢？
掉落在地上的電線
（圖片來源：veer圖庫）
比賠錢更重要的是保命
路上開車如果發生剮蹭，大家一般都會習慣性地停車並下車檢視。但是有些情況還真不能隨便下車，甚至要開車繼續行駛一段距離。比如 開車過程中刮到電線，千萬不能盲目下車檢視。
城市上方的輸電線
（圖片來源：veer圖庫）
城市架設的電線大多數都是帶電的，有的甚至是高壓電纜。高壓電纜的電壓一般在10kV以上，有的甚至可以達到750kV。人體能夠承受的電壓一般不超過36V，體內短時間流經5毫安以下的電流一般不會對人體產生大的傷害。但是如果長時間接觸電流或者身體潮濕，就會有觸電的危險。因此，即使是城市中輸送的較低電壓（220V），也遠超人體承受範圍。
如果遇到汽車刮到電線的情況，其實在車上待著才是安全的。盡管汽車外殼是由金屬制成，但是由於 法拉第籠效應 的存在，車殼為人體提供了一個安全的「場所」。
汽車金屬車身
（圖片來源：veer圖庫）
法拉第籠是指由金屬或者導電材料構成的封閉空間 ，以科學家麥可·法拉第命名。其原理是當外部電場作用在法拉第籠時，籠體表面的電荷會重新分布，中和外部電場的作用。 此時，籠體內部的電場幾乎為零，從而保護籠內的空間不受外部電場的影響。
2012年，美國魔術師就曾身著特制的重達十幾公斤的金屬外衣和頭盔，在100萬伏的高壓電下，成功接受持續電擊達72小時，而身體卻幾乎不受影響。
因此，在汽車刮到電纜的情況下，金屬車身就相當於一個法拉第籠，能夠有效地防止電流穿過車體傷害到車內的人。
法拉第籠實驗
（圖片來源：veer圖庫）
如果人手在車內接觸到金屬的部位，會不會觸電呢？其實不必擔心，即使在汽車內部用手觸碰到金屬，由於人體與車殼的電勢相等，人在車內也是安全的。
法拉第籠效應在日常生活中很常見
如果下雨天實在找不到合適的躲避雷雨的室內場所，待在車裏相對來說也是安全的。即使汽車被雷電擊中，車殼也會成為一個「防護罩」，保護車內部不受雷電的影響。此外，雷電產生的電流也會透過雨水和潮濕的輪胎傳遞到地面，使得車內成為防雷的安全之地。
其實，法拉第籠並不是只有防止觸電這麽簡單！
雷電
（圖片來源：veer圖庫）
如果仔細觀察微波爐的結構，玻璃門上有一層金屬網格，這是幹什麽用的呢？微波爐主要依靠微波加熱食物，其結構中的金屬外殼和門上的金屬網格共同構成了一個封閉的金屬空間，相當於一個法拉第籠。
這種結構設計不僅有助於微波在爐內的傳播，提高加熱的效率和食物受熱的均勻性，更重要的是，金屬外殼的電磁遮蔽作用，將微波限制在爐內，可以有效防止微波對人體的潛在傷害。
微波爐內部結構
（圖片來源：veer圖庫）
電梯是我們日常生活中最常見的法拉第籠，而且還是遮蔽效果比較好的「籠」，我們進入電梯時手機訊號弱，「罪魁禍首」也是法拉第籠。電梯的轎廂由金屬材質組成，關上門的那一刻起，電梯就相當於是一個封閉的環境，當外界電磁波傳來時，轎廂內部的電子就會重新排列，抵消外部電磁波的影響，起到遮蔽的效應。
電梯井
（圖片來源：veer圖庫）
此外，電梯井大都是鋼筋混凝土結構，也相當於是一個大的法拉第籠，阻擋和吸收電磁波。由此可見，置於「籠中籠」內的手機，訊號變弱或者消失也沒那麽難理解了。
都知道電線掉在地上不能碰，但走近看也不行！
不能碰，走近看也不行。因為我們無法確定其是否帶電，如果是高壓電，觸碰帶來的後果可想而知。那麽是否可以走近用幹木棍挑開電線？這樣也是不安全的，人在走近電線落點的過程中會由於跨步電壓的存在，導致觸電。跨步電壓是指當電氣裝置發生故障，人在接地電流入地點周圍區域內行走時，兩腳之間的電壓。
電線產生的電火花
（圖片來源：veer圖庫）
電線（特別是帶有斷點的電線）落地後會與大地形成回路，電流經過電線流向大地，所以在電線接地點的周圍會存在較強的電場，如果在此區域內行走，兩腳之間會存在電壓差，導致電流流經人體帶來觸電的危險。
遇到這種情況是不是直接大步跑遠就行？
也不能跑，如果想離開這個危險區域，需要采用單腳跳或者雙腳並攏小步移動的方式離開，直至超過電線落地點八米的區域。 因為兩只腳之間的距離越長，跨步電壓越大，越容易觸電。並且觸電後人的肌肉會出現痙攣，嚴重時會昏倒，如果倒在地上會更加危險。
結語
生活中的大多數「不理解」都可以用科學的方式解釋，遇到緊急情況不要慌，沈著應對，關鍵時刻能保命。正如本文所討論的法拉第籠原理，它不僅在特定情況下保護了司機的生命，也是我們理解電氣安全的一個重要視窗。透過科學的方法，我們可以更好地理解周圍的世界，並在面對潛在的危險時做出正確的決策。
參考文獻：
[1]Korevaar J , Meyers J L H .Spherical Faraday cage for the case of equal point charges and Chebyshev-type quadrature on the sphere[J]. Integral Transforms & Special Functions, 2007.
[2]Switching Vertical to Horizontal Graphene Growth Using Faraday Cage‐Assisted PECVD Approach for High‐Performance Transparent Heating Device[J]. Advanced Materials, 2018.
[3]林政,黎梓華,唐雷.淺談如何利用法拉第籠原理防護雷電電磁脈沖[J].氣象研究與套用, 2009.
[4]李霞.淺析汽車防雷[J]. 農業開發與裝備, 2014.
[5]余菊美,侯德亭.微波爐加熱的物理原理[J]. 物理通報, 1998.
[6]艾華.高壓超高壓電力電纜關鍵技術分析及展望[J]. 電工技術：下半月, 2016.
出品：科普中國
作者：一言科普團隊
監制：中國科普博覽
