Jaký vliv má elektrický proud na lidské tělo?

Dopad elektrického proudu na lidské tělo je jedinečný a všestranný. Elektrický proud procházející lidským tělem vytváří tepelné, elektrolytické, mechanické a biologické účinky.

Jak víte, lidské tělo se skládá z velkého množství solí a tekutin, což je dobré vodičem elektřiny, takže vliv elektrického proudu na lidské tělo může být smrtící.

Nezabíjí napětí, ale proud

To je možná ten nejzákladnější problém pro drtivou většinu obyčejných lidí. Všichni si myslí, že stres je nebezpečný, ale pravdu mají jen částečně. Samotné napětí (potenciální rozdíl mezi dvěma body obvodu) nijak neovlivňuje lidské tělo. Všechny procesy související s porážkou probíhají pod vlivem elektrického proudu té či oné velikosti.

Čím vyšší proud, tím větší nebezpečí. Částečná správnost ohledně napětí je, že síla proudu závisí na jeho hodnotě. Přesně tak - nic víc, nic míň. Každý, kdo studoval ve škole, bude bez potíží vzpomínat

Ohmův zákon:

Proud = napětí / odpor (I = U / R)

Pokud považujeme odpor lidského těla za konstantní hodnotu (není to tak úplně pravda, ale o tom později), pak bude proud, a tím i škodlivý účinek elektřiny, přímo záviset na napětí. Čím vyšší napětí, tím vyšší proud. Tady platí přesvědčení, že čím vyšší napětí, tím nebezpečnější.

Vztah mezi proudem a odporem

Podle Ohmova zákona závisí proud také na odporu. Čím nižší odpor, tím vyšší, a tedy nebezpečnější proud. Nebudou zde žádné podmínky pro průchod proudu (odpor obvodu je nekonečně vysoký) - nehrozí nebezpečí při žádném napětí

. Předpokládejme (pouze teoreticky), že když stojíte na vlhké zemi, strčíte prst do elektrické zásuvky a dostanete silnou ránu. Vzhledem k tomu, že vaše tělo má nízký odpor, proud ze zásuvky se bude řítit podél okruhu člověk-země.

A teď, než strčíte prst do zásuvky, postavíte se na dielektrickou podložku nebo si nasadíte dielektrické boty. Odpor dielektrické rohože nebo bota je tak vysoký, že proud skrz ně, a tedy i vy, bude zanedbatelný - mikroampéry. A přestože budete pod napětím 220 V, nebude vámi protékat prakticky žádný proud, což znamená, že nedostanete elektrický šok. Nebudete cítit vůbec žádné nepohodlí.

Z tohoto důvodu si pták sedící na vysokonapěťovém drátu (je holý, neváhejte) klidně čistí peří. Pokud navíc vyskočí příliš skákající člověk, jakýsi Batman, a přichytí se k fázovému vodiči elektrického vedení, nic se mu také nestane, ačkoliv bude napájen v kilovoltech. Bude viset a skákat. Elektrikáři mají dokonce tento typ práce - pod napětím (neplést s prací na elektroinstalacích pod napětím).

Ale zpět k rozetové verzi, ve které jste stáli na vlhké zemi. Hit je fakt. Ale jak silný?

Stanovení stupně poškození

Odpor lidského těla za normálních podmínek je 500-800 ohmů. Odpor surové země lze ignorovat - může se ukázat jako extrémně nízký a neovlivní výsledek výpočtů, ale pro spravedlnost přidáme k odporu těla dalších 200 Ohmů. Rychle vypočítáme pomocí výše uvedeného vzorce:

220/1000 = 0,22 A nebo 220 mA

Míra působení proudu na lidské tělo lze zde stručně vyjádřit prostřednictvím následujícího seznamu:

• 1-5 mA - pocit mravenčení, mírné křeče.
• 10-15 mA - silná bolest svalů, konvulzivní kontrakce. Je možné se osvobodit od působení proudu.
• 20-25 mA - silná bolest, svalová paralýza. Je téměř nemožné osvobodit se od působení proudu.
• 50-80 mA - respirační paralýza.
• 90-100 mA - zástava srdce (fibrilace), smrt.

Je zřejmé, že proud 220 mA daleko převyšuje smrtelnou hodnotu. Mnozí řeknou, že odpor lidského těla je mnohem větší než kiloohm. Že jo. Odpor horní vrstvy kůže (epidermis) může dosahovat megaohmů i více, ale tato vrstva je tak tenká, že při napětí nad 50 V okamžitě prorazí. Proto v případě elektrických zásuvek nemůžete počítat s vaší epidermis.

Nebezpečí závisí na frekvenci

Při napětí do 400 V je střídavý proud o frekvenci 50 Hz mnohem nebezpečnější než stejnosměrný proud, protože za prvé, odolnost lidského těla vůči střídavému proudu je nižší než vůči proudu stejnosměrnému. Za druhé, biologický účinek elektrického proudu střídavého typu je mnohem vyšší než stejnosměrný.

Při vysokých napětích a v důsledku toho při vysokých stejnosměrných proudech je proces elektrolýzy, ke kterému dochází v buněčných tekutinách, přidán na seznam škodlivých faktorů. V tomto případě se stejnosměrný proud stává nebezpečnějším než střídavý. Jednoduše mění chemické složení tělesných tekutin. S rostoucí frekvencí se obraz poněkud mění: proud začíná být povrchní.

Jinými slovy, prochází po povrchu těla, aniž by pronikl hluboko do těla. Čím vyšší frekvence, tím méně "vrstva" lidského těla trpí. Například při frekvenci 20-40 kHz nedochází k srdeční fibrilaci, protože jím neprotéká proud. Místo tohoto neštěstí se objeví další - při vysoké frekvenci dochází k těžké porážce (popálení) horních vrstev těla, které s nemenším úspěchem vede ke smrti.

Způsoby průchodu elektrického proudu tělem

Vliv proudu na lidské tělo závisí nejen na jeho velikosti, ale také na dráze průchodu. Pokud se člověk jednoduše vlezl do zásuvky prsty, proud bude protékat pouze kartáčem. Stojí na vlhké podlaze a dotýká se holého drátu - přes paži, trup a nohy.

Je zcela zřejmé, že v prvním případě bude trpět pouze ruka a nebude těžké se zbavit působení elektrického proudu, protože svaly ruky nad rukou zůstanou ovladatelné. Druhý případ je mnohem závažnější, zvláště pokud je ruka levá. Proud zde spoutá svaly a brání člověku, aby se sám osvobodil od působení elektřiny. Ale co je nejhorší, v tomto případě jsou postiženy plíce, srdce a další životně důležité orgány. Stejné problémy čekají na dráze ruka-ruka, hlava-ruka, hlava-nohy.

Účinek elektrického proudu na člověka

Elektřina, která prochází lidským tělem, má několik typů účinků na tělo najednou. Celkový jsou čtyři z nich:

1. Tepelné (topení).
2. Elektrolytické (disociace, vedoucí k porušení chemických vlastností kapalin).
3. Mechanické (ruptura tkáně v důsledku hydrodynamického šoku a svalové konvulzivní kontrakce).
4. Biologické (porušení biologických procesů v buňkách).

V závislosti na velikosti, dráze průchodu, frekvenci a trvání expozice může elektrický proud způsobit zcela odlišné poškození těla, a to jak povahou, tak závažností. Nejběžnější z nich jsou:

• Kontaktní popálenina. Vzniká přeměnou elektrické energie na teplo. Obvykle se vyskytuje v místech vstupu a výstupu elektrického proudu, ale při vysokofrekvenční expozici se může rozšířit na další povrchy těla.
• Spálení oblouku. Obvykle se pozoruje ve vysokonapěťových instalacích (1000 V a více). Je to způsobeno tepelným působením na povrchy těla s vysokoteplotním obloukem. Obvykle je popálení obloukem doprovázeno pokovením kůže způsobeným nanášením kovu na vodič obloukem.
• Elektroftalmie. Popálení sítnice oka vystavením ultrafialovému světlu o síle, která je mimo dosah očí. Tento typ popálení je způsoben žhavením elektrického oblouku, ke kterému dochází při zkratu v elektrických instalacích. Při vážné havárii na vysokonapěťových instalacích může člověk popálit sítnici dříve, než reflexivně stihne zavřít oči.
• Mechanické zranění. V tomto případě je působení elektrického proudu doprovázeno prasknutím kůže, cév, svalové tkáně v důsledku křečovitých nekontrolovaných svalových přetížení. Další mechanické poškození lze získat běžným způsobem, například pádem z výšky nebo nárazem do zařízení v důsledku úrazu elektrickým proudem.
• Elektrický šok. Nejnebezpečnější a nejčastější typ zranění. Dělí se na 4 stupně:

1. Konvulzivní svalová kontrakce.
2. Přetrvává konvulzivní svalová kontrakce, dýchání a tep.
3. Zastavení dýchání, možná porušení srdečního rytmu.
4. Klinická smrt, žádné dýchání a žádný tep.

Bezpečné napětí

K objasnění tohoto problému nemusíte používat žádné vzorce - vše již bylo vypočteno, zaznamenáno a schváleno speciálně vyškolenými lidmi. Podle typu proudu dle PES bezpečné napětí se doporučuje zvážit:

• AC do 25 V nebo DC do 60 V - v místnostech bez zvýšeného nebezpečí;

• AC do 6 V nebo DC do 14 V - v místnostech se zvýšeným nebezpečím (vlhko, kovové podlahy, vodivý prach apod.).

Stanovení krokového napětí

Tato otázka, která je čistě akademická, vyžaduje odpověď, už proto, že téměř každý, kdo opustí dům, se může dostat pod stres z kroku. Předpokládejme tedy, že se drát přeruší na elektrickém vedení a spadne na zem. V tomto případě ke zkratu nedošlo (země je relativně suchá a zařízení nouzové ochrany nefungovalo). Ale i suchá země má docela nízký odpor a protéká jí proud. Navíc proudil všemi směry jak dovnitř, tak po povrchu.

Vlivem odporu půdy se vzdáleností od drátu napětí postupně klesá a v určité vzdálenosti mizí. Ale ve skutečnosti nezmizí beze stopy, ale je rovnoměrně rozložena, "rozmazaná" na zemi. Pokud sondy voltmetru zapíchnete do země v určité vzdálenosti od sebe, zařízení ukáže napětí, které bude tím vyšší, čím blíže je spadlý drát a čím větší bude vzdálenost mezi sondami.

Pokud jsou místo sond nohy člověka, který jde vesele do práce, dostane se do stresu, kterému se říká nášlapný. Čím blíže je vypuštěný drát a čím širší je krok, tím vyšší je napětí.

Tento typ napětí hrozí stejně jako ten obvyklý - porážka jednoho nebo druhého stupně. I když se ukáže, že proud protékající smyčkou nohy-noha není nijak zvlášť nebezpečný, může způsobit křečovité svalové kontrakce. Oběť padá a padá pod vyšším napětím (vzdálenost mezi rukama a nohama je větší), které navíc začne proudit životně důležitými orgány. Nyní o bezpečnosti nemůže být řeč – člověk upadl do život ohrožujícího stresu.

Pokud máte pocit, že jste spadli pod napětím kroku (pocit lze přirovnat k těm, které vznikají při doteku pračky „bojového proudu“). Dejte nohy k sobě, minimalizujte vzdálenost mezi nimi a rozhlédněte se kolem sebe. Pokud v okruhu 10-20 m vidíte elektrickou podpěru (stožár) nebo transformátorovou rozvodnu, pak s největší pravděpodobností odtud rostou uši problému. Začněte se pohybovat v opačném směru od nich v krocích po několika centimetrech. Pamatujte, že čím menší je krok, tím nižší je krokové napětí. Pokud není možné pochopit, kde se napětí vzalo, zvolte libovolný směr.