איזו השפעה יש לזרם החשמלי על גוף האדם?

ההשפעה של זרם חשמלי על גוף האדם היא ייחודית ורב-תכליתית. זרם חשמלי עובר בגוף האדם מייצר השפעות תרמיות, אלקטרוליטיות, מכניות וביולוגיות.

כפי שאתה יודע, גוף האדם מורכב מכמות גדולה של מלחים ונוזל, וזה טוב מוליך חשמל, כך שההשפעה של זרם חשמלי על גוף האדם יכולה להיות קָטלָנִי.

לא המתח הורג, אלא הזרם

זו אולי הבעיה הבסיסית ביותר עבור הרוב המכריע של האנשים הפשוטים. כולם חושבים שלחץ הוא מסוכן, אבל הם צודקים רק חלקית. המתח עצמו (הפרש הפוטנציאל בין שתי נקודות של המעגל) אינו משפיע בשום צורה על גוף האדם. כל התהליכים הקשורים לתבוסה מתרחשים בהשפעת זרם חשמלי בגודל כזה או אחר.

ככל שהזרם גבוה יותר, כך גדלה הסכנה. נכונות חלקית לגבי המתח היא שעוצמת הזרם תלויה בערכו. בדיוק כך - לא יותר, לא פחות. כל מי שלמד בבית הספר יזכור ללא קושי חוק אוהם:

זרם = מתח / התנגדות (I = U / R)

אם ניקח בחשבון את ההתנגדות של גוף האדם כערך קבוע (זה לא לגמרי נכון, אבל על כך בהמשך), אז הזרם, ומכאן ההשפעה המזיקה של החשמל, יהיו תלויים ישירות במתח. ככל שהמתח גבוה יותר, כך הזרם גבוה יותר. זה המקום שבו האמונה שככל שהמתח גבוה יותר, כך הוא מסוכן יותר.

הקשר בין זרם להתנגדות

לפי חוק אוהם, הזרם תלוי גם בהתנגדות. ככל שההתנגדות נמוכה יותר, כך הזרם גבוה יותר, ולכן מסוכן יותר. לא יהיו תנאים למעבר זרם (התנגדות המעגל גבוהה לאין שיעור) - לא תהיה סכנה בשום מתח

. נניח (בתיאוריה בלבד) אתה מכניס את האצבע לשקע חשמל בעמידה על אדמה לחה וקבל מכה קשה. מכיוון שלגוף שלך יש התנגדות נמוכה, הזרם מהשקע יזהר לאורך מעגל האדם-אדמה.

ועכשיו, לפני שאתה מכניס את האצבע לשקע, אתה עומד על מחצלת דיאלקטרי או נועל מגפיים דיאלקטריים. ההתנגדות של מחצלת או בוט דיאלקטרי כל כך גבוהה שהזרם דרכם ובהתאם גם לכם יהיה זניח - מיקרואמפר. ולמרות שתהיה תחת מתח של 220 וולט, כמעט שלא יזרום דרכך זרם, מה שאומר שלא תקבל התחשמלות. לא תרגיש אי נוחות כלל.

מסיבה זו ציפור היושבת על חוט מתח גבוה (הוא חשוף, אל תהססו) מנקה בשלווה את נוצותיה. יתרה מכך, אם אדם קופץ יתר על המידה, מעין באטמן, יקפוץ ונאחז בחוט הפאזה של קו הולכת החשמל, גם לו לא יקרה כלום, אם כי הוא יופעל בקילו-וולט. יתלה ויקפוץ. לחשמלאים יש אפילו סוג כזה של עבודה - אנרגיה (אין לבלבל עם עבודה על מתקני חשמל אנרגיה).

אבל בחזרה לגרסת הרוזטה, שבה עמדת על אדמה לחה. מכה היא עובדה. אבל כמה חזק?

קביעת מידת הנזק

ההתנגדות של גוף האדם בתנאים רגילים היא 500-800 אוהם. אפשר להתעלם מההתנגדות של האדמה הגולמית - היא עשויה להתברר כנמוכה ביותר ולא להשפיע על תוצאת החישובים, אבל למען ההגינות נוסיף עוד 200 אוהם להתנגדות הגוף. אנו מחשבים במהירות באמצעות הנוסחה לעיל:

220/1000 = 0.22 A או 220 mA

מידת הפעולה של הזרם על גוף האדם ניתן לבטא כאן בקצרה באמצעות הרשימה הבאה:

• 1-5 mA - תחושת עקצוץ, פרכוסים קלים.
• 10-15 mA - כאבי שרירים חזקים, התכווצות עוויתית. אפשר להשתחרר מפעולת הזרם.
• 20-25 mA - כאבים עזים, שיתוק שרירים. כמעט בלתי אפשרי להשתחרר מפעולת הזרם.
• 50-80 mA - שיתוק נשימתי.
• 90-100 mA - דום לב (פרפור), מוות.

ברור שהזרם של 220 mA עולה בהרבה על הערך הקטלני. רבים יאמרו שההתנגדות של גוף האדם היא הרבה יותר מקילו אוהם. ימין. ההתנגדות של השכבה העליונה של העור (אפידרמיס) יכולה להגיע למגה אוהם ואף יותר, אך שכבה זו דקה עד כדי כך שהיא פורצת מיד במתח מעל 50 V. לכן, במקרה של שקעי חשמל, אתה לא יכול לסמוך על האפידרמיס שלך.

הסכנה תלויה בתדירות

במתחים של עד 400 וולט, זרם חילופין בתדר של 50 הרץ מסוכן הרבה יותר מזרם ישר, מכיוון, ראשית, ההתנגדות של גוף האדם לזרם חילופין נמוכה יותר מאשר לזרם ישר. שנית, ההשפעה הביולוגית של זרם חשמלי מסוג AC גבוהה בהרבה מזו של DC.

במתחים גבוהים, וכתוצאה מכך, זרמים ישרים גבוהים, תהליך האלקטרוליזה המתרחש בנוזלים תאיים מתווסף לרשימת הגורמים המזיקים. במקרה זה, זרם ישר הופך למסוכן יותר מזרם חילופין. זה פשוט משנה את ההרכב הכימי של נוזלי הגוף. עם התדירות הגוברת, התמונה משתנה במקצת: הזרם מתחיל להיות שטחי.

במילים אחרות, הוא עובר לאורך פני הגוף מבלי לחדור לעומק הגוף. ככל שהתדירות גבוהה יותר, כך פחות "השכבה" של גוף האדם סובלת. לדוגמה, בתדר של 20-40 קילו-הרץ, פרפור לב אינו מתרחש, מכיוון שהזרם אינו זורם דרכו. במקום המזל הזה מופיע אחר - בתדירות גבוהה מתרחשת תבוסה (צריבה) קשה של השכבות העליונות של הגוף, אשר, בהצלחה לא פחות, מובילה למוות.

דרכי מעבר של זרם חשמלי דרך הגוף

השפעת הזרם על גוף האדם תלויה לא רק בגודלו, אלא גם בנתיב המעבר. אם אדם פשוט זחל לתוך השקע באצבעותיו, הזרם יזרום רק דרך המברשת. עומד על הרצפה הלחה ונוגע בחוט החשוף - על פני הזרוע, הגו והרגליים.

ברור למדי שבמקרה הראשון רק היד תסבול, ולא יהיה קשה להיפטר מפעולת הזרם החשמלי, שכן שרירי היד מעל היד יישארו ניתנים לשליטה. המקרה השני חמור הרבה יותר, במיוחד אם היד נשארת. כאן, הזרם כובל את השרירים, ומונע מאדם להשתחרר מפעולת החשמל בכוחות עצמו. אבל הגרוע מכל, במקרה זה, הריאות, הלב ואיברים חיוניים אחרים מושפעים. אותן בעיות מחכות בדרך של יד-יד, ראש-יד, ראש-רגליים.

השפעת זרם חשמלי על אדם

לחשמל עובר בגוף האדם מספר סוגים של השפעות על הגוף בבת אחת. סה"כ יש ארבעה מהם:

1. תרמי (חימום).
2. אלקטרוליטי (דיסוציאציה, המובילה להפרה של התכונות הכימיות של נוזלים).
3. מכני (קריעת רקמה כתוצאה מהלם הידרודינמי והתכווצות שרירים).
4. ביולוגי (הפרה של תהליכים ביולוגיים בתאים).

בהתאם לגודל, נתיב המעבר, תדירות ומשך החשיפה, זרם חשמלי יכול לגרום שונה לחלוטין, הן בטבע והן בחומרת הנזק לגוף.. הנפוצים שבהם הם:

• צריבה במגע. זה נוצר עקב הפיכת אנרגיה חשמלית לחום. הוא מתרחש בדרך כלל בנקודות הכניסה והיציאה של זרם חשמלי, אך בחשיפה בתדירות גבוהה הוא יכול להתפשט למשטחים אחרים בגוף.
• שריפת קשת. זה נצפה בדרך כלל במתקני מתח גבוה (1000 וולט ומעלה). זה נגרם על ידי ההשפעה התרמית על שטחי הפנים של הגוף עם קשת בטמפרטורה גבוהה. בדרך כלל, צריבה בקשת מלווה במטאליזציה של העור הנגרמת על ידי שקיעת מתכת של המוליך על ידי הקשת.
• אלקטרופטלמיה. צריבה של רשתית העין בחשיפה לאור אולטרה סגול בעוצמה שאינה מהישג ידן של העיניים. צריבה מסוג זה נגרמת על ידי זוהר של קשת חשמלית המתרחשת בזמן קצר חשמלי במתקנים חשמליים. בתאונה קשה במתקני מתח גבוה, אדם יכול לקבל כוויה ברשתית לפני שהספיק באופן רפלקסיבי לעצום את עיניו.
• פגיעה מכנית. במקרה זה, פעולת הזרם החשמלי מלווה בקרע של העור, כלי הדם, רקמת השריר עקב עומסי שרירים בלתי נשלטים עוויתיים. נזק מכני נוסף יכול להתקבל בדרך הרגילה, למשל בנפילה מגובה או פגיעה בציוד עקב התחשמלות.
• התחשמלות. סוג הפציעה המסוכן והנפוץ ביותר. זה מחולק ל-4 מעלות:

1. התכווצות שרירים עוויתית.
2. התכווצות שרירים עוויתית, נשימה ודפיקות לב נמשכות.
3. הפסקת נשימה, אולי הפרה של קצב הלב.
4. מוות קליני, ללא נשימה וללא פעימות לב.

מתח בטוח

כדי להבהיר נושא זה, אינך צריך להשתמש בשום נוסחה - הכל כבר חושב, נרשם ואושר על ידי אנשים שעברו הכשרה מיוחדת. תלוי בסוג הזרם לפי PES מומלץ לקחת בחשבון מתח בטוח:

• AC עד 25 V או DC עד 60 V - בחדרים ללא סכנה מוגברת;

• AC עד 6 וולט או DC עד 14 וולט - בחדרי סכנה מוגברת (רטיבות, רצפות מתכת, אבק מוליך וכו').

קביעת מתח צעד

השאלה הזו, שעניינה אקדמי גרידא, דורשת תשובה, ולו רק בגלל שכמעט כל מי שיוצא מהבית יכול להיכנס ללחץ של צעד. אז נניח שחוט נשבר על קו חשמל ונופל לקרקע. במקרה זה לא נוצר קצר חשמלי (הקרקע יבשה יחסית ומכשיר ההגנה לשעת חירום לא פעל). אבל אפילו לאדמה יבשה יש התנגדות נמוכה למדי וזרם זורם דרכה. יתר על כן, הוא זרם לכל הכיוונים הן פנימה והן לאורך פני השטח.

בשל התנגדות האדמה, עם מרחק מהחוט, המתח יורד בהדרגה ונעלם במרחק מסוים. אבל למעשה, הוא לא נעלם ללא עקבות, אלא מופץ באופן שווה, "נמרח" על הקרקע. אם תדביקו את גשושי מד המתח לאדמה במרחק מסוים אחד מהשני, המכשיר יראה את המתח, שיהיה גבוה יותר ככל שהחוט שנפל קרוב יותר והמרחק בין הגשושים יהיה גדול יותר.

אם במקום הבדיקות יש רגליים של אדם שהולך לעבודה בעליזות, אז הוא יכנס ללחץ, מה שנקרא דריכה. ככל שהחוט שנפל קרוב יותר והצעד רחב יותר, כך המתח גבוה יותר.

סוג זה של מתח מאיים כמו זה הרגיל - תבוסה ברמה כזו או אחרת. גם אם יתברר שהזרם הזורם דרך לולאת הרגל-רגל אינו מסוכן במיוחד, הוא עלול לגרום להתכווצות שרירים עוויתית. הקורבן נופל ונופל תחת מתח גבוה יותר (המרחק בין הידיים לרגליים גדול יותר), אשר יתר על כן, מתחיל לזרום דרך האיברים החיוניים. עכשיו לא יכולה להיות שאלה של בטיחות - אדם נקלע ללחץ מסכן חיים.

אם אתה מרגיש שנפלת מתחת למתח של מדרגה (ניתן להשוות את התחושה לאלה הנובעת מנגיעה במכונת הכביסה "זרם קרב"). מקמו את כפות הרגליים יחד, צמצמו את המרחק ביניהן, והביטו מסביב. אם אתה רואה תומך חשמלי (עמוד) או תחנת משנה שנאי ברדיוס של 10-20 מ', אז, קרוב לוודאי, אוזני הבעיה צומחות משם. התחל לנוע בכיוון ההפוך מהם בצעדים של כמה סנטימטרים. זכור שככל שהצעד קטן יותר, מתח הצעד נמוך יותר. אם אי אפשר להבין מאיפה הגיע המתח, בחרו כיוון שרירותי.