Действие электрического тока. Прохождение электрического тока через тело человека может представлять серьезную опасность и даже быть причиной смерти
на организм
Прохождение электрического тока через тело человека может представлять серьезную опасность и даже быть причиной смерти. Воздействие электрического тока на человека может быть различным: от легкого судорожного сокращения мышц до прекращения работы сердца и зависит от многих причин. На характер воздействия тока на человека влияют сопротивление тела и значения приложенного к нему напряжения. Различают три предельных значения тока (при его протекании по пути рука – рука): ощутимый, неощутимый и фибрилляционный.
Ощутимый ток (0,6-1,5 мА) вызывает слабый зуд и легкое покалывание, не опасен для жизни, однако при длительном воздействии отрицательно сказывается на здоровье человека.
Ток в 3-5 мА вызывает уже раздражение всей кисти руки. При токе 8-10 мА боль резко усиливается и охватывает всю руку, непроизвольно сокращаются мышцы рук и предплечья.
Неотпускающий ток (10-15 мА) вызывает сильную боль, при этом судороги настолько усиливаются, что пострадавший не может разжать руку, в которой находится токоведущая часть.
Ток в 20-25 мА действует не только на мышцы рук, но и туловища, при этом происходит сужение кровеносных сосудов и повышение артериального давления, а пострадавший теряет сознание. Длительное воздействие такого тока может привести к прекращению дыхания и даже смерти.
Фибрилляционный ток (100 мА и более), протекая по тому же пути, проникает глубоко в грудь, раздражая мышцы сердца. Такой ток очень опасен: через 1-2 с после начала действия начинаются частые сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), прекращается движение крови в сосудах и наступает смерть.
Ток более 5 А (как переменный, так и постоянный) приводит к немедленной остановке сердца, минуя состояние фибриллизации.
До сих пор речь шла о переменном токе промышленной частоты (50 Гц). При повышении частоты (начиная с 1000-2000 Гц) опасность электрического тока заметно снижается и при частотах 450-500 кГц полностью исчезает (кроме ожогов). Это объясняется поверхностным эффектом: ток высокой частоты проходит по нечувствительной поверхности кожи.
Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного при напряжениях до 250-300 В. При более высоких напряжениях постоянный ток оказывается опаснее переменного.
У разных людей сопротивление тела различно. Так, при сухой, чистой и неповрежденной коже сопротивление тела человека колеблется от 3000 до 100 000 Ом и более, причем основную часть сопротивления создает кожа человека, тогда как ткани тела обладают довольно малым сопротивлением (300-500 Ом). На сопротивлении кожи сильно влияет ее состояние: наличие царапин и ссадин. Увлажнение кожи водой или потом, а также загрязнение сильно снижают ее сопротивление. На сопротивление кожи сильно влияет площадь контактов и особенно место на теле человека. Очень малым сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук выше локтя, тыльной стороны кистей рук, подмышечные впадины человека. Сопротивление кожи ладоней и подошв из-за ее загрубелости и мозолистости значительно выше. При повышении напряжения сопротивление кожи уменьшается: так, например, при напряжениях 50-200 В наступает электрический пробой нечувствительного поверхностного слоя кожи, рогового слоя.
Основные причины поражения
Электрическим током
Поражение электрическим током происходит при замыкании электрической цепи через тело человека. Двухфазным прикосновением называют тот случай, когда человек касается двух проводов, а однофазным – когда человек касается одного провода, имея при этом контакт с землей.
При двухфазном прикосновении на тело человека подается линейное напряжение Uл, и через него протекает большой ток. Если считать, что среднее сопротивление тела человека R = 3000 Ом, то идущий через него ток равен:
I = Uл / R = 380 В / 3000 Ом = 0,127 А = 127 мА.
Этот ток смертельно опасен.
При однофазном прикосновении в сети с заземленным нулевым проводом образуется последовательная цепь из сопротивлений тела человека, обуви, пола и заземления нулевого провода источника тока. К этой цепи приложено не линейное, а фазное напряжение. В этом случае все зависит от сопротивления обуви и пола, поскольку сопротивление заземления нулевого провода обычно очень мало. Если человек в сырой или подбитой гвоздями обуви стоит на сырой земле или проводящему полу, то сопротивления обуви и пола пренебрежимо малы по сравнению с сопротивлением человека и протекающий через тело ток будет равен:
I = UФ/ R = 220 В / 3000 Ом = 73 мА.
Такой ток также смертельно опасен.
Однако если человек обут в резиновую обувь и стоит на сухом деревянном полу, то, считая сопротивление обуви 50 000 Ом и сопротивление пола
100 000 Ом, протекающий через него ток будет равен:
I = 220 В/ 153 000 Ом = 0, 0014 А = 1, 4 мА.
Такой ток не опасен для человека. Мы видим, насколько важно в целях безопасности использование резиновой обуви и особенно непроводящего пола.
При однофазном прикосновении к сети без нулевого провода (или с незаземленным нулевым проводом) цепь замыкается через тело человека и несовершенную изоляцию проводов сети. Если изоляция исправна, то она имеет очень большое сопротивление, и такое прикосновение не должно быть опасным. В сетях высокого (1000 В и более) напряжения емкость между фазами и землей может создать большой емкостной ток, опасный для человека.