Aký vplyv má elektrický prúd na ľudské telo?

Vplyv elektrického prúdu na ľudské telo je jedinečný a všestranný. Elektrický prúd prechádza ľudským telom a vytvára tepelné, elektrolytické, mechanické a biologické účinky.

Ako viete, ľudské telo pozostáva z veľkého množstva solí a tekutín, čo je dobré vodič elektriny, tak vplyv elektrického prúdu na ľudský organizmus môže byť smrteľný.

Nezabíja napätie, ale prúd

Toto je možno najzákladnejší problém drvivej väčšiny bežných ľudí. Všetci si myslia, že stres je nebezpečný, no pravdu majú len čiastočne. Samotné napätie (potenciálny rozdiel medzi dvoma bodmi obvodu) nijako neovplyvňuje ľudské telo. Všetky procesy súvisiace s porážkou prebiehajú pod vplyvom elektrického prúdu jednej alebo druhej veľkosti.

Čím vyšší prúd, tým väčšie nebezpečenstvo. Čiastočná správnosť napätia je taká, že sila prúdu závisí od jeho hodnoty. Presne tak – nič viac, nič menej. Každý, kto študoval v škole, si bez problémov zapamätá

Ohmov zákon:

Prúd = napätie / odpor (I = U / R)

Ak považujeme odpor ľudského tela za konštantnú hodnotu (to nie je úplne pravda, ale o tom neskôr), potom prúd, a teda škodlivý účinok elektriny, bude priamo závisieť od napätia. Čím vyššie napätie, tým vyšší prúd. Tu platí presvedčenie, že čím vyššie napätie, tým je nebezpečnejšie.

Vzťah medzi prúdom a odporom

Podľa Ohmovho zákona prúd závisí aj od odporu. Čím je odpor nižší, tým je prúd vyšší, a teda nebezpečnejší. Nebudú žiadne podmienky na prechod prúdu (odpor obvodu je nekonečne vysoký) - pri akomkoľvek napätí nebude hroziť žiadne nebezpečenstvo

. Predpokladajme (len teoreticky), že keď stojíte na mokrej zemi, strčíte prst do elektrickej zásuvky a dostanete silnú ranu. Keďže vaše telo má nízky odpor, prúd zo zásuvky sa bude rútiť pozdĺž okruhu človek-zem.

A teraz, predtým ako strčíte prst do zásuvky, stojíte na dielektrickej podložke alebo si obujete dielektrické topánky. Odpor dielektrickej rohože alebo topánok je taký vysoký, že prúd cez ne, a teda aj vy, bude zanedbateľný - mikroampéry. A hoci budete pod napätím 220 V, nebude vami pretekať prakticky žiadny prúd, čo znamená, že nedostanete elektrický šok. Nebudete cítiť vôbec žiadne nepohodlie.

Z tohto dôvodu si vták sediaci na vysokonapäťovom drôte (je holý, neváhajte) pokojne čistí perie. Navyše, ak príliš skákajúci človek, akýsi Batman, vyskočí a prichytí sa k fázovému vodiču elektrického vedenia, nič sa mu nestane, hoci bude napájaný v kilovoltoch. Bude visieť a skákať. Elektrikári majú dokonca tento typ práce - pod napätím (nezamieňajte s prácou na elektroinštalácii pod napätím).

Ale späť k rozetovej verzii, v ktorej ste stáli na vlhkej zemi. Hit je fakt. Ale aké silné?

Určenie stupňa poškodenia

Odpor ľudského tela za normálnych podmienok je 500-800 ohmov. Odpor surovej zeme možno ignorovať - ​​môže sa ukázať, že je extrémne nízky a neovplyvní výsledok výpočtov, ale spravodlivo pridáme k odporu tela ďalších 200 Ohmov. Rýchlo vypočítame pomocou vyššie uvedeného vzorca:

220/1000 = 0,22 A alebo 220 mA

Stupeň pôsobenia prúdu na ľudské telo tu možno stručne vyjadriť prostredníctvom nasledujúceho zoznamu:

• 1-5 mA - pocit mravčenia, mierne kŕče.
• 10-15 mA - silná bolesť vo svaloch, ich konvulzívna kontrakcia. Je možné oslobodiť sa od pôsobenia prúdu.
• 20-25 mA - silná bolesť, svalová paralýza. Oslobodiť sa od pôsobenia prúdu je takmer nemožné.
• 50-80 mA - paralýza dýchania.
• 90-100 mA - zástava srdca (fibrilácia), smrť.

Je zrejmé, že prúd 220 mA ďaleko presahuje smrteľnú hodnotu. Mnohí si povedia, že odpor ľudského tela je oveľa väčší ako kiloohm. Správny. Odpor vrchnej vrstvy pokožky (epidermis) môže dosiahnuť megaohm a aj viac, ale táto vrstva je taká tenká, že pri napätí nad 50 V okamžite prerazí. Preto v prípade elektrických zásuviek nemôžete počítať so svojou epidermou.

Nebezpečenstvo závisí od frekvencie

Pri napätiach do 400 V je striedavý prúd s frekvenciou 50 Hz oveľa nebezpečnejší ako jednosmerný prúd, pretože po prvé, odolnosť ľudského tela voči striedavému prúdu je nižšia ako voči jednosmernému prúdu. Po druhé, biologický účinok elektrického prúdu typu AC je oveľa vyšší ako účinok jednosmerného prúdu.

Pri vysokých napätiach a v dôsledku toho vysokých jednosmerných prúdoch sa proces elektrolýzy, ktorý sa vyskytuje v bunkových tekutinách, pridáva do zoznamu škodlivých faktorov. V tomto prípade sa jednosmerný prúd stáva nebezpečnejším ako striedavý prúd. Jednoducho mení chemické zloženie telesných tekutín. So zvyšujúcou sa frekvenciou sa obraz trochu mení: prúd začína byť povrchný.

Inými slovami, prechádza po povrchu tela bez toho, aby prenikol hlboko do tela. Čím vyššia je frekvencia, tým menej trpí „vrstva“ ľudského tela. Napríklad pri frekvencii 20-40 kHz nedochádza k fibrilácii srdca, pretože cez ňu nepreteká prúd. Namiesto tohto nešťastia sa objavuje ďalšie - pri vysokej frekvencii dochádza k vážnemu poškodeniu (popáleniu) horných vrstiev tela, čo s nemenej úspechom vedie k smrti.

Spôsoby prechodu elektrického prúdu cez telo

Vplyv prúdu na ľudské telo závisí nielen od jeho veľkosti, ale aj od dráhy prechodu. Ak sa človek jednoducho plazí do zásuvky prstami, prúd bude prúdiť iba cez kefu. Stojí na vlhkej podlahe a dotýka sa holého drôtu - cez ruku, trup a nohy.

Je celkom zrejmé, že v prvom prípade bude trpieť iba ruka a nebude ťažké zbaviť sa pôsobenia elektrického prúdu, pretože svaly ruky nad rukou zostanú ovládateľné. Druhý prípad je oveľa vážnejší, najmä ak je ruka ľavá. Tu prúd spútava svaly a bráni tomu, aby sa človek sám oslobodil od pôsobenia elektriny. Ale čo je najhoršie, v tomto prípade sú postihnuté pľúca, srdce a ďalšie životne dôležité orgány. Rovnaké problémy čakajú na ceste ruka-ruka, hlava-ruka, hlava-noha.

Účinok elektrického prúdu na človeka

Elektrina, ktorá prechádza ľudským telom, má niekoľko druhov účinkov na telo naraz. Celkom sú štyri z nich:

1. Tepelné (kúrenie).
2. Elektrolytické (disociácia, čo vedie k porušeniu chemických vlastností kvapalín).
3. Mechanické (pretrhnutie tkaniva v dôsledku hydrodynamického šoku a svalovej konvulzívnej kontrakcie).
4. Biologické (porušenie biologických procesov v bunkách).

V závislosti od veľkosti, dráhy prechodu, frekvencie a trvania expozície môže elektrický prúd spôsobiť úplne odlišné poškodenie tela, a to ako v prírode, tak aj v závažnosti. Najbežnejšie z nich sú:

• Kontaktné popáleniny. Vzniká v dôsledku premeny elektrickej energie na teplo. Zvyčajne sa vyskytuje v miestach vstupu a výstupu elektrického prúdu, ale pri vysokofrekvenčnej expozícii sa môže rozšíriť na iné povrchy tela.
• Oblúkové horenie. Zvyčajne sa pozoruje vo vysokonapäťových inštaláciách (1000 V a viac). Je to spôsobené tepelným účinkom na povrchové oblasti tela s vysokoteplotným oblúkom. Popálenie oblúkom je zvyčajne sprevádzané pokovovaním kože spôsobeným ukladaním kovu z vodiča oblúkom.
• Elektroftalmia. Popálenie sietnice oka vystavením ultrafialovému svetlu s intenzitou, ktorá je mimo dosahu očí. Tento typ popálenia je spôsobený žiarou elektrického oblúka, ktorý vzniká pri skrate v elektrických inštaláciách. Pri vážnej havárii na vysokonapäťových inštaláciách môže človek popáliť sietnicu skôr, ako reflexne stihne zavrieť oči.
• Mechanické poranenie. V tomto prípade je pôsobenie elektrického prúdu sprevádzané prasknutím kože, krvných ciev, svalového tkaniva v dôsledku konvulzívnych nekontrolovaných svalových preťažení. Ďalšie mechanické poškodenie je možné dosiahnuť bežným spôsobom, napríklad pádom z výšky alebo nárazom do zariadenia v dôsledku zásahu elektrickým prúdom.
• Elektrický šok. Najnebezpečnejší a najbežnejší typ zranenia. Delí sa na 4 stupne:

1. Konvulzívna svalová kontrakcia.
2. Pretrváva konvulzívne sťahovanie svalov, dýchanie a tlkot srdca.
3. Zastavenie dýchania, pravdepodobne porušenie srdcového rytmu.
4. Klinická smrť, bez dýchania a bez tlkotu srdca.

Bezpečné napätie

Na objasnenie tohto problému nemusíte používať žiadne vzorce - všetko už bolo vypočítané, zaznamenané a schválené špeciálne vyškolenými ľuďmi. V závislosti od typu prúdu podľa PES bezpečné napätie sa odporúča zvážiť:

• AC do 25 V alebo DC do 60 V - v miestnostiach bez zvýšeného nebezpečenstva;

• AC do 6 V alebo DC do 14 V - v miestnostiach so zvýšeným nebezpečenstvom (vlhkosť, kovové podlahy, vodivý prach a pod.).

Stanovenie krokového napätia

Táto otázka, ktorá má čisto akademický záujem, si vyžaduje odpoveď, už len preto, že takmer každý, kto odchádza z domu, sa môže dostať pod stres z kroku. Predpokladajme teda, že sa drôt zlomí na elektrickom vedení a spadne na zem. V tomto prípade nedošlo ku skratu (zem je relatívne suchá a núdzové ochranné zariadenie nefungovalo). Ale aj suchá zem má dosť nízky odpor a preteká ňou prúd. Okrem toho prúdil všetkými smermi dovnútra aj pozdĺž povrchu.

V dôsledku odporu pôdy so vzdialenosťou od drôtu napätie postupne klesá a v určitej vzdialenosti mizne. Ale v skutočnosti nezmizne bez stopy, ale je rovnomerne rozložená, "rozmazaná" na zemi. Ak sondy voltmetra zapichnete do zeme v určitej vzdialenosti od seba, prístroj zobrazí napätie, ktoré bude tým vyššie, čím bližšie bude padnutý drôt a čím väčšia bude vzdialenosť medzi sondami.

Ak sú namiesto sond nohy človeka, ktorý veselo chodí do práce, dostane sa do stresu, ktorému sa hovorí krokový. Čím bližšie je spadnutý drôt a čím širší je krok, tým vyššie je napätie.

Tento typ napätia ohrozuje to isté ako obvyklé - porážka jedného alebo druhého stupňa. Aj keď sa ukáže, že prúd pretekajúci slučkou nohy-noha nie je obzvlášť nebezpečný, môže spôsobiť kŕčovité svalové kontrakcie. Postihnutý padá a padá pod vyšším napätím (vzdialenosť medzi rukami a nohami je väčšia), ktoré navyše začne prúdiť cez životne dôležité orgány. Teraz o bezpečnosti nemôže byť ani reči - človek upadol do život ohrozujúceho stresu.

Ak máte pocit, že ste spadli pod napätím kroku (pocit možno prirovnať k tým, ktoré vznikajú pri dotyku práčky „bojového prúdu“). Položte nohy k sebe, minimalizujte vzdialenosť medzi nimi a rozhliadnite sa okolo seba. Ak vidíte elektrickú podporu (stĺp) alebo transformátorovú rozvodňu v okruhu 10-20 m, potom s najväčšou pravdepodobnosťou odtiaľ vyrastú uši problému. Začnite sa pohybovať v opačnom smere od nich v krokoch po niekoľkých centimetroch. Pamätajte, že čím menší je krok, tým nižšie je napätie kroku. Ak nie je možné pochopiť, odkiaľ pochádza napätie, vyberte si ľubovoľný smer.