Perché gli uccelli che si posano sui fili dell'alta tensione non restano fulminati? I fili sono scoperti?

La risposta a questa domanda è la seguente: gli uccelli non restano fulminati perché la resistenza elettrica che offrono tra le due zampe appoggiate sul filo e il loro corpo è decisamente più alta della resistenza elettrica che il filo stesso offre nel tratto tra le due zampe. La corrente tende quindi a passare tutta nel cavo dell'alta tensione e non arrostisce l'uccello. La cosa cambierebbe se il malcapitato uccello tenesse una zampa su di un filo e una (ammesso di averle sufficientemente lunghe) su un altro cavo, oppure una zampa sul cavo e una sul traliccio che è ancorato a terra. A quel punto l'uccello chiuderebbe un circuito che normalmente sarebbe aperto, facendo passare una notevole quantità di corrente attaverso il malcapitato, arrostendolo.

Diciamo dalla centrale idroelettrica che sta in montagna alla centrale elettrica di distribuzione che sta in città, e il relativo circuito elettrico equivalente. La centrale a monte può essere rappresentata come un generatore di tensione (alta per minimizzare le perdite per effetto Joule, e mantenendo la corrente bassa) diciamo 20000 Volt. I cavi diciamo siano lunghi 100 Km, abbiano una sezione di 1 cm²,e una resistività tipica dei metalli, diciamo 0,001 Ohm cm (W cm).

Nel circuito elettrico rappresentiamo con una resistenza da 10000 W la resistenza totale della linea ad alta tensione. La resistenza più piccola RL possiamo considerarla molto più piccola di quella della linea, la trascuriamo, e rappresenta il "carico" cioè la centrale di distribuzione, che ai fini del nostro discorso non è così importante.
Le due formule che servono in questo discorso sono le seguenti:

- la legge di Ohm V = R·I
e la sua formula inversa I = V/R

- e la formula della resistenza elettrica di un cavo R = r L/S

dove:

L = lunghezza linea = 100 Km = 107 cm
S = sezione del cavo = 1 cm²
r = resistività del cavo = 0,001 Ohm cm = 10^-3 W cm

quindi
R = resistenza totale del cavo = 10^-3Wcm R· 107cm/1cm²
R = 10⁴ W = 10000 W

quindi ricaviamo dalla legge di Ohm il valore di corrente che passa in una linea ad alta tensione (20000 Volts) di resistenza 10000 W:

I = V / R ,
I = 20000 V / 10000 W = 2 A

Ora il nostro furbo uccellino si posa su un tratto del cavo, diciamo che tra le sue zampette ci sia un centimetro di cavo.

Per prima cosa dobbiamo sapere qual è la resistenza che offrono le zampette dell'uccellino al passaggio della corrente. Sui libri troviamo che la pelle dell'uomo offre una resistenza elettrica che varia tra 1000 e 5000 W. Immagino che il nostro uccellino abbia una resistenza un po' pù alta, diciamo 10000 W. Ora vediamo lo schema elettrico equivalente della situazione disegnata sopra: Alla resistenza dell'uccello abbiamo dato il valore stimato di 10000 W. Ma quanto vale la resistenza di 1 solo centimetro di cavo?

Come prima, dalla formula della resistenza elettrica di un cavo:

R = r L/S

dove:

L = 1 cm di cavo = 1 cm
S = sezione del cavo = 1 cm²
r = resistività del cavo = 0,001 Wcm = 10^-3Wcm

quindi
R = resistenza di 1 cm di cavo = 10-3Wcm R· 1 cm/1cm²

R = 10^-3W = 0,001 W

A questo punto ci rendiamo conto che la resistenza del centimetro di cavo su cui sono appollaiate le zampette dell'uccello offrono una resistenza alla corrente che è 10 milioni di volte minore di quella dell'uccellino, quindi la corrente tende a passare praticamente tutta nel cavo metallico. È come se avessimo una grande tubatura di un metro e un piccolissimo tubicino di un millesimo di millimetro: tutta l'acqua passerebbe nella sezione di tubo pi? larga. Per farci un'idea della tensione elettrica (o differenza di potenziale elettrico) a cui sono sottoposte le zampette e l'uccello stesso, basta riutilizzare la legge di Ohm, e cioè:

V = R·I

dove R è il parallelo tra le due resistenze

1/R_uccello + 1 /R_{1 cm cavo}
e cioè 1/10000 + 1/0,001 = 0,0009 W.

Ricordandoci che la corrente sulla linea era stata calcolata essere 2 A, calcoliamo la differenza di potenziale tra le zampette:

V = 0,0009 W R· 2 A = 0,0019 Volt

Se vogliamo ancora essere sicuri che l'uccellino non riceva il passaggio di corrente, possiamo dividere la differenza di potenziale tra le zampe per la resistenza dell'uccello, che avevamo fissato a 10000 W , applicando la formula inversa della legge di Ohm:

I = V / R
I = 0,0019 V / 10000 W = 0,00000019 A

L'uccellino non se ne accorge neanche.

Ti ricordo che ben altra cosa accadrebbe se chi tocca un conduttore ad alta tensione tocca inavvertitamente un oggetto o un altro cavo che sia a un potenziale molto diverso o collegato a terra. Ti consiglio comunque di non effettuare esperimenti provando a spenzolarti attaccato a un cavo dell'alta tensione, magari con le due mani vicine vicine.
Fidati della mia risposta...