Смертельный ток для человека

Сила тока и сопротивление

Как усилить поток воды из шланга? Можно добавить напор (увеличить давление), но не слишком сильно, иначе шланг разорвёт. А можно взять шланг большего диаметра. 

То же справедливо и для проводника: чем больше он в сечении, тем больший поток электронов может пропустить. Но если сила тока окажется слишком большой, проводник перегреется и сгорит.

Именно так работают плавкие предохранители в электронных приборах: при резком скачке силы тока тонкий проводок перегорает, и устройство отключается от сети. 

‍Плавкие предохранители: новый и отработанный‍

Чем короче и шире шланг, тем большее количество воды он способен пропустить за единицу времени. Также и с электричеством: сила тока, проходящего через проводник за секунду, зависит от сопротивления проводника. Только кроме длины и площади сечения на сопротивление влияет материал, из которого проводник сделан. 

Формула сопротивления выглядит так:

l — это длина проводника, S — площадь его сечения, а ρ — удельное сопротивление, у каждого материала оно своё. 

Вещества с низким удельным сопротивлением называются проводниками, они проводят электричество наиболее эффективно. Вещества с высоким удельным сопротивлением называют диэлектриками — их можно использовать в качестве изоляторов. Среднее положение занимают полупроводники — они проводят электричество, но не так хорошо, как проводники. 

Сопротивление измеряется в Омах. Проводник обладает сопротивлением в 1 Ом, если на его концах возникает напряжение в 1 Вольт при силе тока в 1 Ампер. 

Учите физику вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду PHYSICS82021 вы получите бесплатный доступ к курсу физики 8 класса, в котором изучается сила тока! 

Результаты воздействие электрического тока на человека

Вполне логично предположение, что чем больше ток воздействия, тем опаснее последствия воздействия для человека. Это так.

Токи 10 — 30 мА не убивают людей, однако, длительное воздействие такими токами провоцируют судороги и нарушают нормальную работу дыхания;

Токи выше 30 мА возможно будут смертельны, если соприкосновение будет длительным. С другой стороны, такие токи могут не удить человека, если воздействие будет сверх коротким.

Токи около 500 мА, могут убить человека, если воздействие длится более 0,5 секунд;

На рисунке 3 видим кривые переменного тока показывающие зависимость воздействие электротока от времени протекания.

Смертельный ток для человекаРисунок 3

В таблице 2 к рисунку 3 приведены пояснения.

Смертельный ток для человекафизиологическое воздействие электрического тока на человека

Вывод по данным. Главный фактор, который исключает смертельный исход при ударе током это минимально короткое время токового воздействия.

Пример:

  • Сопротивление человека 2000 Ом;
  • Напряжение прикосновения 230 В;
  • Получаем ток протекания по телу 230÷2000 = 0,115 Ампер.
  • Эти значения означают, что допустимое значение времени протекания не должно быть больше 0,6 с.

Замечание

Бытует мнение, что использование УЗО с током отключения 10 мА улучшает уровень безопасности.

На практике, такой выбор не приносит сколь значимого улучшения безопасности, по сравнению с УЗО 30 мА. Однако, использование УЗО с более низким током срабатывания провоцирует ложные отключения УЗО, в сетях небольшими естественными токами утечки.

Я сам постоянно советую, ставить УЗО 10 мА на ванную и детскую комнаты. Эти советы я основываю на немецкие требования безопасности, и не вижу в них излишеств.

  • „Сообщение МЭК 479“ (IEC 479).
  • МЭК 60 364-4-41.

Характер и последствия воздействия на человека

Характер и последствия опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от многих факторов:

  1. от величины и рода (переменный или постоянный) протекающего тока;
  2. продолжительности его воздействия (чем больше время действия тока на человека, тем тяжелее последствия);
  3. пути протекания;
  4. от физического и психологического состояния человека;
  5. от состояния внешней среды, например при высокой влажности воздействие электричества на организм будет сильнее.

По степени воздействия на человека от величины ток делится на три пороговых значения:

  • Человек начинает ощущать воздействие проходящего сквозь него переменного тока при значении 0,6 мА, прямого начиная с 5-7 мА. Эти значения называются пороговыми ощутимыми токами.
  • Следующий порог – порог неотпускающего (удерживающего) тока. Его значение для переменного тока составляет ≥10 мА, для постоянного ≥50 мА.
  • Третье пороговое значение – фибрилляционный ток. Это значение переменного тока 100 мА, а постоянного 300 мА, при длительности воздействия такого тока 0,5 сек, может наступить остановка сердца или его фибрилляция.

В таблице 1 приведены различные реакции организма человека на электрический ток в зависимости от его силы и типа.

Таблица 1 – воздействие электрического тока на человека в зависимости от пороговые значения и типа (постоянного и переменного)

Сила тока, мА

Характер воздействия

Постоянный ток

Переменный ток 50 Гц

0,6—1,6

Не ощущается

Начало ощущения — слабый зуд, пощипывание кожи под электродами

2—4

Не ощущается

Ощущение тока распространяется и на запястье руки, слегка сводит руку

5—7

Начало ощущения. Впечатление нагрева кожи под электродом

Болевые ощущения усиливаются во всей кисти руки, сопровождаются судорогами. Руки, как правило, можно оторвать от электродов

8—10

Усиление ощущения нагрева

Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно оторвать от электродов

10—15

Усиление ощущения нагрева

Едва переносимые боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электродов.

20—25

Еще большее усиление ощущения нагрева кожи.

Руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов невозможно. Сильные боли, дыхание затруднено

25—50

Ощущение сильного нагрева, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают едва переносимые боли в результате судорожного сокращения мышц

Очень сильная боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном токе может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания

50—80

Ощущение очень сильного поверхностного и внутреннего нагрева, сильные боли во всей руке и в области груди. Затруднение дыхания. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей при нарушении контакта

Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца

100

Паралич дыхания при длительном протекании тока

Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд — паралич сердца

300

Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд — паралич дыхания

То же действие за меньшее время

более 5000

Дыхание парализуется немедленно — через доли секунды. Фибрилляция сердца, как правило, не наступает; возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) тяжелые ожоги, разрушения тканей

Популярные статьи  Электролизер

Как видно из таблицы 1, переменный ток более опасен чем постоянный. Тем не менее, даже небольшой, ниже порога ощущения постоянный ток, дает сильные удары способные вызвать судороги мышц. А при значении напряжения выше 500 В уже опаснее постоянный ток так как он обладает большой «липучестью» и от него практически невозможно самостоятельно освободиться.

В то же время, хотя переменный ток считается более опасным для человека, но это касается в основном частоты 50 Гц. С увеличением частоты, даже с учетом что сопротивление организма падает и ток текущий через него увеличивается – опасность поражения снижается электротоком и полностью исчезает при частоте 450 — 500 гГц, т.к. при высокой частоте возникает так называемый «skin» эффект – ток идет по поверхности организма, те по коже, и не может поразить человека. Но с токами такой частоты мы практически не сталкиваемся ни в быту, ни на производстве, в отличие от 50 герцового переменного напряжения, которое является стандартом в электросетях России.

Виды электрических травм

В целом, травмы, вызванные воздействием тока, называются местными, смешанными и общими («электрический удар»).

  1. Местные повреждения — это локализованные поражения, нарушения целостности кожи, связок и костей. Один из самых распространенных признаков местных электротравм (более 60% от общего количества производственных травм) — это ожог.

Смертельный ток для человека
Ожог после удара током Электрические ожоги бывают двух разновидностей:

  • токовый (контактный) — происходит при прикосновении человека к токоведущей части электроустановки (оголенные провода розетки, перебитый удлинитель и т.п.);
  • дуговой — возникает при взаимодействии с электрической дугой, имеющей очень высокую температуру горения (бывают случаи, когда дуга может выйти за пределы «зоны неприкосновения» и коснуться человека). В этом случае происходит крайне сильное термическое воздействие на человека;
  • электрические знаки на теле (метки)— получаются в результате поверхностных нарушений кожи человека и представляют собой явно выделенные пигменты на коже серого или серо-желтого цвета. Ожог на теле внешне схож с формой токоведущей части, к которой было произведено прикосновение;

Смертельный ток для человека
Электрический знак на теле после удара током

  • металлизация кожи — результат попадания на кожу расплавленных частичек металла во время прохождения по ней электрической дуги. Поверхность кожи потерпевшего становится шероховатой, а окраска определяется цветом металла, из которого выполнен проводник: зеленая — при взаимодействии с медью, серая — с алюминием, синевато-зеленая — с латунью, серо-желтая — со свинцом;
  • электроофтальмия — медицинский термин, описывающий воспаление внешней оболочки глаза во время воздействия на него ультрафиолетового излучения при возникновении электрической дуги (например, при электросварке).

Смертельный ток для человека
Последствия электроофтальмии

  1. Общий (электрический удар) — это такое состояние организма человека, при котором возникают самопроизвольные судорожные сокращения некоторых мышц тела после удара током.
  2. Электроудары делятся на четыре основные степени:
  • сокращение мышц, при этом человек остается в сознании;
  • сокращение мышц, при этом потерпевший теряет сознание, но сохраняет основные жизненные функции организма;
  • потеря сознания и нарушение работы сердца и легких (ввиду совпадения частоты сокращения жизненно важных органов тела с частотой электрического тока);
  • клиническая смерть — это термин, означающий такое состояние пострадавшего, которое максимально приближено к биологической смерти, наступающей вскоре после прекращения работы сердца.

Вам это будет интересно Мощность розетки 220 в

Смертельный ток для человека
Потеря сознания после удара током

  1. Смешанные электротравмы представляют собой сочетание в разной степени местных и общих увечий.

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Какой ток опаснее: постоянный или переменный? И почему?

Если вы работаете с электронными и электрическими устройствами, то вы, вероятно, знакомы с переменным током (AC) и постоянным током (DC) и понимаете различия между ними. Но, к сожалению, не все знают их влияние на тело человека и то, какой из них является более опасным.

Конечно, любой ток в большом количестве или выше определенного порогового значения опасен для человека. Помимо величины тока степень влияния также зависит во многом от продолжительности его действия, пути прохождения через тело человека, приложенного напряжения, а также полного сопротивления самого тела человека.

Но все же при прочих равных переменный ток опаснее постоянного тока. И на это есть ряд причин.

Во-первых, для того, чтобы оба тока имели тот же эффект на организм человека, сила постоянного тока должна быть в 2-4 раза больше силы переменного тока. То есть для поражения тела в той же степени, что и при приложении переменного тока, необходимо приложить больше постоянного тока. Это объясняется тем, что влияние токов на организм является прямым следствием их раздражительного воздействия. Так, переменный ток в силу своей природы и частоты сильнее возбуждает нервы и стимулирует мышцы и сердце.

Популярные статьи  Регулирование угловой скорости асинхронного электродвигателя изменением числа пар полюсов на статоре

Во-вторых, когда наступает смерть от поражения электрическим током, это происходит, как правило, из-за фибрилляции желудочков. Риск такого повреждения, как следует из предыдущего абзаца, значительно при действии переменного тока.

В-третьих, сопротивление человеческого тела выше для постоянного тока, с увеличением частоты оно только уменьшается. Таким образом, сетевой переменный ток с частотой 50 Гц, опаснее постоянного тока, поскольку частота постоянного тока без учета помех равна 0 Гц.

В-четвертых, легче освободиться от контакта с постоянным током, чем с переменным. Это противоречит распространенному мнению, гласящему о том, что поскольку чередующиеся циклы переменного тока проходят через нуль, то у человека есть некоторые моменты времени, чтобы отпустить проводник с переменным током, а поскольку постоянный ток течет непрерывно, то у человека нет таких спасительных моментов. Но, к сожалению, частота переменного тока слишком велика для этого даже у сетевого тока 50 Гц. К тому же были проведены эксперименты, доказавшие, что это мнение ошибочно. При этом, не вдаваясь во все подробности фактического эксперимента, вывод заключался в том, что испытуемым было легче освободить электрод, когда по нему проходил постоянный, а не переменный ток.

Таким образом, по приведенным выше причинам переменный ток является более опасным, чем постоянный ток

Но несмотря на это, любые контакты с проводниками, через который проходит ток не важно какой природы, необходимо избегать. Во время работы с электронными и электрическими приборами соблюдайте технику безопасности и пользуйтесь индивидуальными средствами защиты. Напряжение 220 В «заходит» в любую современную квартиру, а далее расходится по розеткам

Следовательно, у людей в квартирах всегда есть опасность поражения током. Однако ток в розетке всегда является переменным, и его направление потока электронов меняется 100 раз в секунду, то есть меняются полюса «плюс» и «минус» местами. В большинстве случаев человека ударяет током именно переменного типа. Постоянный ток необходим для работы любых бытовых приборов в доме, и он становится постоянным после трансформации в блоке питания. Давайте разберемся, какой ток опасен – переменный или постоянный

Напряжение 220 В «заходит» в любую современную квартиру, а далее расходится по розеткам. Следовательно, у людей в квартирах всегда есть опасность поражения током. Однако ток в розетке всегда является переменным, и его направление потока электронов меняется 100 раз в секунду, то есть меняются полюса «плюс» и «минус» местами. В большинстве случаев человека ударяет током именно переменного типа. Постоянный ток необходим для работы любых бытовых приборов в доме, и он становится постоянным после трансформации в блоке питания. Давайте разберемся, какой ток опасен – переменный или постоянный.

Какой ток опасней для жизни человека

Переменный ток в промышленности и быту используется значительно чаще. К этому давно привыкли и мало кто знает, что в 19 веке Никола Тесла и Томас Эдисон развернули настоящую «токовую войну», итоги которой определяли дальнейший путь развития промышленности.

Проводник электричества

Одним из аргументов, приводимых Эдисоном в защиту постоянного тока, была его меньшая опасность для человека по сравнению с переменным. При одинаковых условиях (до 500 В) сила воздействия переменного тока на организм выше в 2-4 раза.

В итоге победила концепция переменного тока. Он значительно легче и с меньшими потерями передаётся на дальние расстояния, легко преобразуется, удобнее для работы электродвигателей.

Воздействие электротока на человеческое тело:

  • Термическое (до 60%) — нагрев кожи и внутренних тканей вплоть до ожогов;
  • Электролитическое — разложение и нарушение физико-химического состава органических жидкостей (крови, лимфы);
  • Механическое — расслоение и разрыв внутренних органов под воздействием электродинамического удара;
  • Биологическое — судорожные сокращения мышечной и нервной ткани.

Внимание! Потеря сознания, а также нарушение работы сердца и лёгких происходит при совпадении частоты электрического потока и сердечных сокращений

Переменный

Электроток, который с течением времени изменяется по величине и направлению. Поток электронов постоянно колеблется с определённой частотой.

Синусоида движения электронов

Почему для жизни человека переменный ток более опасен, чем постоянный:

  • В силу своей природы вызывает возбуждение нервной системы, сокращение и расслабление мышц, что повышает вероятность фибрилляции предсердий, приводящей к остановке сердца;
  • Частота проходящего импульса снижает сопротивление человеческого тела;
  • Электропроводник с переменным током обладает высокой силой притяжения.

Вам это будет интересно Основы электроники для начинающих

На заметку! Верхняя граница силы переменного тока, не приводящая к поражению и тяжким последствиям — 1,2 мА.

Постоянный

Электроток — движение заряженных частиц от минуса к плюсу, полярность и напряжение которого постоянны. Поток электронов идёт строго по прямой линии без колебаний. Тяжесть поражения прямо пропорциональна величине подведённого напряжения.

Генератор постоянного тока

Причины меньшей опасности постоянного тока по сравнению с переменным:

  • Вызывает спазм мускулатуры, но не приводит к нарушениям сердечных сокращений;
  • Сопротивление человеческого тела выше при частоте колебаний электронов равной нулю;
  • Одиночный удар позволяет быстрее прекратить прямой контакт с электропроводником, отбрасывает человека, уменьшая длительность воздействия поражающих факторов на организм.

Внимание! Верхняя граница безопасного воздействия постоянного тока значительно выше — 7 мА. Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее. Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее

Популярные статьи  Ампер — что это такое

Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее.

Сила электротока (мА) Переменный ток Постоянный ток
0,6–1,5 Лёгкое покалывание Нет ощущений
2–3 Лёгкие судороги -«-
5–7 Сильные судороги Лёгкое покалывание, небольшое ощущение тепла
8–10 Выраженные болевые ощущения, верхний порог возможности самостоятельно разжать руки Возрастают симптомы покалывания кожи и нагрева
20–25 Паралич конечностей, невозможность отпустить источник тока Слабые судороги, сильный нагрев кожных покровов
50–80 Нарушение сердечной деятельности, паралич дыхательного центра Затруднённое дыхание, сильные судорожные спазмы
90–100 Остановка дыхания, вероятность фибрилляции предсердий Паралич органов дыхания, вероятность отброса пострадавшего, получения физической травмы
200–300 При воздействии более 0,1 с остановка сердца, разрушение тканей Термическое разрушение тканей

Обратите внимание! Важно знать, какой ток опасен для жизни — 50–100 мА, более 100 мА — смертелен. Оказание помощи при электротравме

Оказание помощи при электротравме

Оказание помощи при электротравме

Электрический ток

Вот что нам говорили в школе:

Физика. Учебник для 8 класса.

Дальше, собственно о носителях:

Физика. Учебник для 8 класса.

Вероятно, такого объяснения для 18 века было достаточно. Во всяком случае, оно отвечало представлением о природе вещей времён Бенджамина Франклина (“Опыты и наблюдения по электричеству”, 1751 г.).

Смертельный ток для человека
Бенджамин Франклин поражал современников необыкновенной активностью. Удивляет он своей предприимчивостью и нас далёких потомков хотя стремительный ритм жизни для нас почти стал нормой. Кем он только не работал и какой только деятельности не занимался. Печатник, издатель, сочинитель баллад, журналист, депутат, посол. Руководил почтовой службой, изучал языки, литературу, физику, философию. Открыл первую публичную библиотеку. Даже успел вступить в масонскую ложу. Участвовал в разработке конституции и герба США и много, много ещё чего. Прибавьте к этому, постоянное курсирование между Европой и Америкой, что в те времена занимало довольно длительное время. Про таких на Руси говорят: “Наш пострел, везде поспел”.

Что же изменилось?

Пройдя путь практического применения от лейденской банки (1745 г.), до суперпроцессора Cerebras WSE (2019 г.), успевающего смоделировать процесс ядерной реакции быстрее, чем он заканчивается в действительности, учёные пришли к неутешительному выводу.

Профессор, доктор технических наук, Игорь Петрович Копылов 1928-2014.

Смертельный ток для человека

Из-за чего опасный тот или иной ток

Тяжесть поражения человеческого организма зависит от многих факторов:

  • Силы тока и напряжения;
  • Продолжительности воздействия;
  • Типа тока и частоты;
  • Сопротивления человеческого тела — величины непостоянной, зависящей от множества факторов.

Разные травмы при поражении электротоком обусловлены природой движения частиц: переменный вызывает хаотичные судороги внутренних органов, постоянный — нагрев, ожоги, разрушение тканей организма.

Сила тока и напряжение

Важным параметром, определяющим опасность поражения, является сила тока. Опасным считается переменный электроток 10–15 мА и выше, постоянный — 50–80 мА.

Вам это будет интересно Особенности напряжения прикосновения

Для человека переменный ток опаснее постоянного при напряжениях, с которыми людям чаще всего приходится сталкиваться в повседневной жизни. Удар постоянного электротока происходит при напряжении 120 В, для переменного тока подобное поражение происходит при U=42 В.

При высоком напряжении (500 В и выше) постоянный ток представляет такую же опасность для организма, как и переменный. При более высоком U, он становится даже более опасным для человека.

Измерение амперметром

Длительность поражающего воздействия

С увеличением времени воздействия происходит разрушение эпидермиса в месте контакта, снижение сопротивления человеческого тела, увеличение силы протекающего электротока. Усиленное потоотделение в этот момент способно снизить сопротивление в десятки раз. Длительный контакт с электричеством вызывает накопление отрицательных воздействий на ткани организма.

Сопротивление человеческого тела

Закон физики гласит: чем выше сопротивление, тем меньше сила тока в цепи. Состояние эпидермиса во многом определяет величину общего сопротивления человеческого организма (до 90%). Неповреждённые, сухие, огрубевшие кожные покровы обладают свойствами диэлектрика. Удельное сопротивление тела человека в этом случае составляет 40 000–100 000 Ом.

Причины снижения сопротивления тела человека

Величина не является постоянной. Зависит от площади воздействия и плотности контакта, продолжительности прохождения тока через тело. Значение имеет толщина кожных покровов – у женщин и детей он более тонкий, подвергается наибольшему поражению.

Причины снижения сопротивления:

  • Высокая температура, потоотделение;
  • Повреждения эпидермиса;
  • Повышенная влажность в помещении.

Важно! Лица, находящиеся в состоянии алкогольного опьянения, подвергаются особой опасности поражения электричеством из-за резкого падения сопротивления

Тип тока и частота

Число колебаний полюсов в сети электропитания называется частотой. В России и странах СНГ принята стандартная величина 50 Гц, что означает — каждую секунду направление переменного тока меняется 50 раз. К постоянному электротоку эта единица измерения не имеет отношения, электроны движутся в одном направлении.

Справка! Наибольшую опасность представляют поражения с частотой в диапазоне от 50 до 500 Гц.

Частота 50 Гц

При частоте свыше 20 кГЦ, благодаря скин-эффекту, переменный ток не причиняет вреда человеку, проходя по поверхности кожных покровов и не проникая внутрь организма. Никола Тесла доказал это опытным путём касаясь голыми руками электродов с потенциалом 100 кВ с частотой 100 кГц.

Вам это будет интересно Особенности проводимости меди

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: