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人体充当电话线,是科学还是神话?

Weave 2019-08-14 最新文章 评论

大部分上小学的孩子都会唱“少年先锋队队歌”,这是1961年上映的故事片《英雄小八路》的主题歌。电影讲述了在1958年金门炮战期间,五名少先队员手拉手接通被炸断的电话线,保证了指挥所与前线重炮兵三连通讯的故事。

《英雄小八路》连环画,五个孩子手拉手串起电话线

一段时间里,这个故事曾引发广泛争议:人体真的可以充当电话线?人真的能经受住强大的电流?人体电阻那么大,电话还能打得通吗?有些人借此质疑这又是一个经过包装的英雄神话故事。

人体真的能充当电话线吗?我们今天就从科学的角度来为你进行解析。

人到底能承受多大电流?

人体是可以导电的,因为人体内充满着水分和电解质。人体大约有60%是水,一个体重70公斤的成年男性体内约有42升水,其中23升水在细胞内部,19升是细胞外液(包括血浆和细胞间质液等)。纯水的导电性很差,但细胞是通过电解质来传输营养物质,它们是可以导电的,人体的电阻大致介于1000Ω~100000Ω之间,如果你手上有汗或者有伤口,身体电阻有可能低至800Ω。

人体含有60%以上的水,并且遍布血管,人体是导电体

我们都知道36V是安全电压,安全电压值是怎么来的?这个很少有人知道。

由于人体可以导电并且存在电阻,当大电流通过身体时,它会加热细胞,从而对细胞造成破坏。除了烧灼外,电流还可以引起心脏纤维性颤动、干扰神经电讯号,从而对人体造成伤害。研究表明,220V的交流电可以在几分之一秒内使30mA的电流穿过身体,引起心肌纤维性颤动,当通过的电流达到200mA时心脏就会停止跳动,进而导致脑部缺血缺氧死亡。相比之下,300~500mA的直流电才可以引发心颤,因此直流电相对要安全一些。

电如老虎,我们一定要注意用电安全

一般情况下,人在触电后能自行摆脱的交流电流为10mA、直流电流为50mA,它被称为最大摆脱电流;10mA也被称为安全电流。一般条件下行业规定的安全电压是36V,但对人体长时间施加36V电压也可能有害健康。

低于36V被称为弱电

人体可以耐受36V的交流电压,这不表明我们对电流没有感觉。1mA交变电流就可以让我们感觉手指发麻、5mA时我们会觉得刺痛、10mA会使我们肌肉痉挛、当电流值达到20mA时我们就会感到呼吸困难、灼烧剧痛、完全不能自主摆脱,看起来就像是被电“吸住”了一样。虽然说20mA的电流短时间不会造成生命危险,但长时间不能摆脱会对心脏和神经系统造成严重伤害。

如果你不确定电线是否有电,请不要冒险去抓它;如果你一定要尝试,也最好用手外侧触碰。

小心触电!

电话线的电压是多少?

今天的有线电话大多是集中恒流供电的,电话机本身不负责供电。电话线的电压分为响铃电压和摘机电压,当电话响铃时,电话线端子上测得的电压通常是48V,响铃信号会叠加在这个电流之上;摘机之后线路电压会降为8~12V,这时候响铃信号停止,电话线上传输的是语音信号。

但半个世纪前的老式电话却不是这样,当时的响铃信号需要通过一个小型的手摇发电机发出,这个小发电机安装在电话机上。所以我们在电影里经常会看见这样的镜头:打电话的人先要按住电话机使劲摇一通手柄,然后再拿起话筒“喂喂喂......”。

一台古老的磁石式电话机

这种老式电话机叫磁石式电话机,它没有电话号码,两台电话之间是一对一“单线联络”。这是真正的单线,因为电话线不是我们现在常见的双绞线,它只有一条,依靠大地来形成回路。并且,最早的时候电话线并不是铜的,它就是一根铁丝!

志愿军通信兵踏着积雪布设电话线

为什么叫磁石式电话机?因为它的手摇发电机里有磁铁和线圈,当我们快速摇动手柄,线圈会在齿轮带动下切割磁力线,从而产生频率15~26Hz、电压50~100V、最大功率为2.2W的交流电,交流电信号通过电话线传到远方电话机,驱动响铃,通知对方“快接电话”。而当对方拿起话筒时,话音信号将由电话机里两节1.5V的碳性干电池供电,电话线上传输的自然也就只有3V直流电了。

磁石电话中的小发电机

别看这种古老的磁石电话机仅靠3V干电池供电,并且使用的仅是一根铁丝做电话线,由于受话器灵敏度非常高,其通话距离通常可以达到21公里!也就是说在几公里的范围内,磁石电话完全能够清晰传递语音信号。

人体连接电话线可行吗?

我们通过功率P=UI,(简化起见,假设功率因数为1)

可以计算出磁石式电话线路最大电流为22mA:

I = P/U = 2.2W÷100V = 0.022A

进一步我们可以计算出其线路阻抗约为4500Ω:

R = U/I =100V ÷ 0.022A = 4545Ω

通信兵布线,画面前方地面是用完的线轴,远方士兵肩上扛着一卷电话线

考虑到故事中指挥所与炮兵阵地之间的距离最多也就几公里远,8至10月期间福建的气温还是比较炎热,在紧张状态下手心出的汗不会少,因此五个小学生手拉手接通电话线,也就只相当于在电话线中间串联了一个几千欧姆的电阻,并不会对讯号传输与通话质量造成太大影响。并且,22毫安的最大电流仅仅是响铃时的几秒钟时间,响铃的过程中会感觉到身体发麻和刺痛;当指挥部与前线炮兵阵地电话接通之后,电压随即降至3V以下,对健康完全不够成影响。不信你可以把两节AA电池串起来,摸一摸两头看看有没有麻手的感觉就知道了。

战争时期军用电话机

用身体串起电话线并不是故事中孩子们的发明,他们也是之前从通信兵那儿听说可以这么做。事实上,在战争时期,紧急情况下用身体连接电话线并不是什么新鲜事儿。在炮火纷飞的战场,连接被炮火炸断的电话线是通信兵的日常工作,当电线不够时,士兵们就会毫不犹豫地拉起电话线的两端,以血肉之躯连接线路,确保部队通讯畅通。

志愿军钢铁电话连部分战士合影

在1952年抗美援朝金城防御战中,当时第十二军直属电话连的几名官兵在通讯线路被炸断的情况下,手拉手连接电话线,确保了指挥线路畅通,战役目标最终达成。凭借战争中“打不断、炸不烂”的钢铁精神,这支连队被志愿军总部授予“钢铁电话连”荣誉称号。

志愿军总部授予的“钢铁电话连”锦旗

无独有偶,在1952年10月14日上甘岭保卫战中,597.9高地半小时就落下7、8万发炮弹炸弹。志愿军第15军45师135团1营营部电话班副班长牛保才冒着猛烈的炮火抢接电话线,他在左腿被敌军炮弹弹片打断的情况下,拼尽力气爬到断线的地点,用嘴咬住一个线头,又用一只手拉住另一个线头,让电流通过自己的身体接通线路,保证了前沿部队的通讯联络长达3分钟,直至壮烈牺牲。牛保才后被追记特等功及“二级战斗英雄”称号。

结论:

由上面真实的事例以及科学的分析结果,我们可以得出结论:以身体连接电话线不仅能做到,在战争时期它就已经成为所有通信兵熟知的常识。这既不会因“强大的电流”伤害我们的身体,也不会因人体的大电阻而阻碍信号传输。

《英雄小八路》或许只是个故事,但许许多多通信兵早已在战场上用他们的实践证明,以身体连接电话线不仅可以做到,并且也是符合科学道理的。

以身体连接电话线,符合科学,并且可以做到

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