出品：科普中国

作者：一言科普团队

监制：中国科普博览

近日，一则“小汽车在路上挂到电缆”的事件引起了公众的广泛关注。司机在这种情况下没有选择下车，而是继续驾驶。这一行为在一些人看来似乎不负责任，却有人说“还好挂到的是聪明人”。

这究竟是为什么呢？难道司机不怕刮断电缆后赔偿吗？遇到这种情况的正确做法应该是什么呢？

掉落在地上的电线

（图片来源：veer图库）

比赔钱更重要的是保命

路上开车如果发生剐蹭，大家一般都会习惯性地停车并下车查看。但是有些情况还真不能随便下车，甚至要开车继续行驶一段距离。比如开车过程中刮到电线，千万不能盲目下车查看。

城市上方的输电线

（图片来源：veer图库）

城市架设的电线大多数都是带电的，有的甚至是高压电缆。高压电缆的电压一般在10kV以上，有的甚至可以达到750kV。人体能够承受的电压一般不超过36V，体内短时间流经5毫安以下的电流一般不会对人体产生大的伤害。但是如果长时间接触电流或者身体潮湿，就会有触电的危险。因此，即使是城市中输送的较低电压（220V），也远超人体承受范围。

如果遇到汽车刮到电线的情况，其实在车上待着才是安全的。尽管汽车外壳是由金属制成，但是由于法拉第笼效应的存在，车壳为人体提供了一个安全的“场所”。

汽车金属车身

（图片来源：veer图库）

法拉第笼是指由金属或者导电材料构成的封闭空间，以科学家迈克尔·法拉第命名。其原理是当外部电场作用在法拉第笼时，笼体表面的电荷会重新分布，中和外部电场的作用。此时，笼体内部的电场几乎为零，从而保护笼内的空间不受外部电场的影响。

2012年，美国魔术师就曾身着特制的重达十几公斤的金属外衣和头盔，在100万伏的高压电下，成功接受持续电击达72小时，而身体却几乎不受影响。

因此，在汽车刮到电缆的情况下，金属车身就相当于一个法拉第笼，能够有效地防止电流穿过车体伤害到车内的人。

法拉第笼实验

（图片来源：veer图库）

如果人手在车内接触到金属的部位，会不会触电呢？其实不必担心，即使在汽车内部用手触碰到金属，由于人体与车壳的电势相等，人在车内也是安全的。

法拉第笼效应在日常生活中很常见

如果下雨天实在找不到合适的躲避雷雨的室内场所，待在车里相对来说也是安全的。即使汽车被雷电击中，车壳也会成为一个“防护罩”，保护车内部不受雷电的影响。此外，雷电产生的电流也会通过雨水和潮湿的轮胎传递到地面，使得车内成为防雷的安全之地。

其实，法拉第笼并不是只有防止触电这么简单！

雷电

（图片来源：veer图库）

如果仔细观察微波炉的结构，玻璃门上有一层金属网格，这是干什么用的呢？微波炉主要依靠微波加热食物，其结构中的金属外壳和门上的金属网格共同构成了一个封闭的金属空间，相当于一个法拉第笼。

这种结构设计不仅有助于微波在炉内的传播，提高加热的效率和食物受热的均匀性，更重要的是，金属外壳的电磁屏蔽作用，将微波限制在炉内，可以有效防止微波对人体的潜在伤害。

微波炉内部结构

（图片来源：veer图库）

电梯是我们日常生活中最常见的法拉第笼，而且还是屏蔽效果比较好的“笼”，我们进入电梯时手机信号弱，“罪魁祸首”也是法拉第笼。电梯的轿厢由金属材质组成，关上门的那一刻起，电梯就相当于是一个封闭的环境，当外界电磁波传来时，轿厢内部的电子就会重新排列，抵消外部电磁波的影响，起到屏蔽的效应。

电梯井

（图片来源：veer图库）

此外，电梯井大都是钢筋混凝土结构，也相当于是一个大的法拉第笼，阻挡和吸收电磁波。由此可见，置于“笼中笼”内的手机，信号变弱或者消失也没那么难理解了。

都知道电线掉在地上不能碰，但走近看也不行！

不能碰，走近看也不行。因为我们无法确定其是否带电，如果是高压电，触碰带来的后果可想而知。那么是否可以走近用干木棍挑开电线？这样也是不安全的，人在走近电线落点的过程中会由于跨步电压的存在，导致触电。跨步电压是指当电气设备发生故障，人在接地电流入地点周围区域内行走时，两脚之间的电压。

电线产生的电火花

（图片来源：veer图库）

电线（特别是带有断点的电线）落地后会与大地形成回路，电流经过电线流向大地，所以在电线接地点的周围会存在较强的电场，如果在此区域内行走，两脚之间会存在电压差，导致电流流经人体带来触电的危险。

遇到这种情况是不是直接大步跑远就行？

也不能跑，如果想离开这个危险区域，需要采用单脚跳或者双脚并拢小步移动的方式离开，直至超过电线落地点八米的区域。因为两只脚之间的距离越长，跨步电压越大，越容易触电。并且触电后人的肌肉会出现痉挛，严重时会昏倒，如果倒在地上会更加危险。

结语

生活中的大多数“不理解”都可以用科学的方式解释，遇到紧急情况不要慌，沉着应对，关键时刻能保命。正如本文所讨论的法拉第笼原理，它不仅在特定情况下保护了司机的生命，也是我们理解电气安全的一个重要窗口。通过科学的方法，我们可以更好地理解周围的世界，并在面对潜在的危险时做出正确的决策。

参考文献：

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,黎梓华,唐雷.浅谈如何利用法拉第笼原理防护雷电电磁脉冲[J].气象研究与应用, 2009.

4.李霞.浅析汽车防雷[J]. 农业开发与装备, 2014.

5.余菊美,侯德亭.微波炉加热的物理原理[J]. 物理通报, 1998.

6.艾华.高压超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 电工技术：下半月, 2016.

来源: 中国科普博览

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