印度電影『三個傻瓜(3 idiots)』中有一個情節:男主角以自製裝置使人尿尿時觸電!我們 對此劇情產生了濃厚的興趣,因而決定來做這個實驗,探討這個情節的真實性與動態電解質的奧秘。

 

X博士摘要說明】

  1. 探討人體電阻
  2. 探討尿液電阻
  3. 探討尿液的流量與流速
  4. 探討在直流電壓下,尿液的導電性
  5. 探討在交流電壓下,尿液的導電性

 

51 國中物理科作品

題目:第四個傻瓜—電影「Three idiots」中尿液觸電之真偽

作者:桃園縣立新明國民中學的同學們

 

【摘要(原文)

電影「Three idiots」中,尿液觸電情節引起我們的興趣,尿在通電的湯匙上,真的會觸電嗎?人體電阻值差異很大,潮濕時電阻值會降低很多,增加觸電的危險。尿液電阻的個別差異也很大,但尿液柱長度愈長、尿液柱長度愈長、愈細,則電阻愈大,而流動的尿液電阻變小動的尿液電阻變小。DC110V 時,尿液柱在 3cm 內電流達 70mA 以上;AC220V 時,距離 15cm 以內可達到10mA,皆能造成危險,而要達到這樣的電流值的條件與電極材質或溶液樣本均無明顯相關。尿液是否導致觸電的尿液是否導致觸電的主因與「電極的距離」和「尿液柱是否分散尿液柱是否分散尿液柱是否分散」有關;當尿液柱集中無分散時,AC220V 時,在 10cm 遠處可測得 60mA 以上的電流,而 150cm 遠處都還可以測得微小電流。電影情節中,尿液觸電真實發生機率很低,除非電壓極高,尿液柱集中且與通電湯匙距離很近,才有可能發生。

 

X博士步驟說明】

測量人體電阻

 投影片2  

國中女生電阻值都略大於國中男生的電阻值。

 

測量尿液電阻

 投影片3  

可以看出五種尿液樣本的電阻值個別差異很大,但不論何種尿液樣本,塑膠管長度越長(即尿液柱愈長),尿液的電阻值越大。

 

測量尿液的流量與流速

 投影片4  

 

●測量在直流電壓下,尿液的導電性

 投影片5  

五個尿液樣本中,尿液樣本五的電阻最小,實驗中發現只要 40V 就會有超過 70mA 的電 流,而在 110V 下,距離只要 3~4cm 就可以致命,不同的尿液樣本出現危險電流所需的電壓與距離皆不相同。

 

●測量在交流電壓下,尿液的導電性

 投影片6  

交流電壓值越大,測得的電流也越大,隨著與電極的距離越遠,測得電流急速下降。在交流電壓 20V 時,距離在 3~4cm 內就可測得大於 10mA 的電流;而在 220V 的交流電壓時,距離超過 15cm 以上,電流才能降至 10mA 以下。

 

數據分析與結論

皮膚潮濕時電阻值會降低很多(約降為原電阻的 1/5),增加觸電的危險。

尿液柱的長度愈長、愈細,則電阻愈大,且流動的尿液電阻變小。

○直流電源下,電壓越大時,測得的電流越大,但距離才是影響電流值的主因,當距離小於 3cm 時,即可測得 70mA 以上的危險電流值。

○交流電源,距離在 15cm 以內即可達到 10mA 以上的危險電流值;與電極材質或溶液樣本均無明顯的關係。

○導致觸電的另一個主因與尿液柱是否分散有關;當尿液柱集中無分散時,在 10cm 遠處可測得 60mA 以上的電流,而 150cm 遠處都還可以測得微小電流。

電影情節中,尿液觸電的情況,真實發生機率很低,除非電壓極高,尿液柱集中且與通電湯匙距離很近,才有可能發生。

 

以下是評審給的評語

 投影片7  

 

X博士評語】

直流電通過人體的電流在 10mA 以上,即有觸電的危險,超過 70mA 更是有致死的可能;60Hz 的交流電只需 10mA 以上即有致命的危險。而此科展研究出距離才是影響電流的主因,所以, 只要距離拉遠,尿液柱分散,觸電機率即降低很多。