Tại sao đường dây điện luôn luôn bị võng xuống?

Nếu chú ý một chút bạn sẽ nhận ra rằng đường dây điện được lắp đặt trên các cột điện luôn võng xuống chứ không bao giờ nằm ngang hoàn toàn. Tại sao lại như vậy?

• Chúng ta vẫn có thể sống sót sau khi bị sét đánh, tại sao vậy?
• Tại sao có chiếc phích cắm điện thì hai chân, chiếc thì lại 3 chân?

Nguyên nhân ở đây là do đường dây điện có khối lượng và bị hút bởi lực hấp dẫn của Trái Đất.

Dây điện khi lắp đặt trên các cột điện luôn bị võng xuống. (Ảnh: Wired.)

Do sợi dây điện có khối lượng nên xuất hiện lực hấp dẫn tác động lên nó. Giả sử chúng ta treo hai đầu của một sợi dây điện vào hai điểm theo chiều nằm ngang, khi đó nó ở trạng thái cân bằng và có tổng các lực trên sợi dây điện phải bằng vector không. Điều này có nghĩa là tổng các lực ở hai đầu sợi dây điện phải bằng độ lớn của lực hấp dẫn.

Vậy với một phần nhỏ của dây điện, lực tác động lên đó sẽ như thế nào? Giả sử chúng ta có thể cô lập một mảnh nhỏ của dây điện gần vị trí giữa, nơi sợi dây điện khi được lắp đặt trên các cột điện võng xuống nhiều nhất. Do phần dây điện này cũng ở trạng thái cân bằng, nên tổng các vector lực tác động lên mảnh dây điện bằng vector không.

3 lực tác động lên sợi dây điện. (Ảnh: Wired.)

Đường dây điện khi được lắp đặt phải chịu tác động của 3 lực. Lực hấp dẫn hướng xuống dưới, lực này phụ thuộc vào giá trị của trường hấp dẫn và khối lượng dây điện. Hai lực còn lại là lực căng T của sợi dây hướng lên trên để giữ cho sợi dây điện đứng yên, nằm ở vị trí tiếp tuyến đối với đường võng dây điện.

Chúng ta nhận thấy rằng, trong 3 lực mà đường dây điện chịu tác động không có lực nào hướng lên trên để cân bằng với lực hấp dẫn hướng xuống dưới nên nó phải võng xuống.

Cho dù các chú thợ điện có tăng độ căng của sợi dây điện để làm giảm độ võng nhưng nó sẽ không bao giờ nằm ngang hoàn toàn.