Как воздействует ток на человека

Закон Ома (снова!)

Распространенная фраза в отношении электробезопасности звучит примерно так: «Убивает не напряжение, а ток!». Хотя в этом есть доля правды, об опасности поражения электрическим током нужно понимать больше, чем эта простая пословица. Если бы напряжение не представляло опасности, никто бы никогда не распечатал и не вывесил надписи: ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ! ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!

Принцип «убивает ток», по сути, верен. Это электрический ток сжигает ткани, заставляет мышцы замереть и вызывает фибрилляцию сердца. Однако электрический ток не возникает сам по себе: должно быть доступно напряжение, чтобы заставить ток протекать через пострадавшего. Тело человека также оказывает сопротивление току, что тоже необходимо учитывать.

Взяв закон Ома для напряжения, тока и сопротивления и выразив его через ток для заданных напряжения и сопротивления, мы получим следующее уравнение:

Сила тока, проходящего через тело человека, равна величине напряжения, приложенного между двумя точками этого тела, деленной на электрическое сопротивление, оказываемое телом между этими двумя точками. Очевидно, что чем большее напряжение доступно, тем легче ток будет проходить через любое заданное сопротивление.

Следовательно, существует опасность высокого напряжения, которое может создавать ток, достаточный для получения травмы или смерти. И наоборот, если тело имеет более высокое сопротивление, то при любом заданном напряжении будет протекать меньший ток. Насколько опасно напряжение, зависит от полного сопротивления цепи, препятствующего прохождению электрического тока.

Сопротивление тела человека не является фиксированной величиной. Оно варьируется от человека к человеку и время от времени. Существует даже метод измерения жировых отложений, основанный на измерении электрического сопротивления между пальцами рук и ног.

Разный процент жира в организме обеспечивает разное сопротивление: эта переменная влияет на электрическое сопротивление в организме человека. Чтобы методика работала точно, человек должен регулировать потребление жидкости за несколько часов до теста, что указывает на то, что гидратация тела является еще одним фактором, влияющим на электрическое сопротивление тела человека.

Сопротивление тела человека также зависит от того, как происходит контакт с кожей: от руки к руке, от руки к ноге, от ступни к ступне, от кисти руки к ее локтю и т.д. Пот, богатый солью и минералами, будучи жидкостью, является отличным проводником электричества. То же самое и с кровью с таким же высоким содержанием проводящих химикатов.

Таким образом, контакт с проводом потной рукой или открытой раной будет оказывать гораздо меньшее сопротивление току, чем контакт с чистой сухой кожей.

Измеряя электрическое сопротивление чувствительным прибором, я получаю в результате примерно 1 миллион Ом (1 МОм) между руками, держась за металлические щупы измерителя пальцами. Прибор показывает меньшее сопротивление, когда я плотно сжимаю щупы, и большее сопротивление, когда я держу их свободно.

Я сижу за компьютером и печатаю эти слова, мои руки чистые и сухие. Если бы я работал в жаркой, грязной промышленной среде, сопротивление между моими руками, вероятно, было бы намного меньше, представляя меньшее сопротивление смертельному току и большую опасность поражения электрическим током.

Насколько опасен электрический ток?

Ответ на этот вопрос также зависит от нескольких факторов. Химический состав тела человека оказывает значительное влияние на то, как электрический ток влияет на человека. Некоторые люди очень чувствительны к току и испытывают непроизвольное сокращение мышц от ударов статического электричества.

Другие могут получить большой разряд статического электричества и почти не почувствовать его, не говоря уже о мышечном спазме. Несмотря на эти различия, с помощью тестов были разработаны приблизительные руководящие принципы, которые показывают, что для проявления вредных эффектов требуется очень небольшой ток (опять же, информацию об источнике этих данных смотрите в конце главы).

Все значения силы тока даны в миллиамперах (миллиампер равен 1/1000 ампера):

Воздействие электрического тока на организм человека

Влияние на организм	Мужчины/женщины	Постоянный ток	Переменный ток, 60 Гц	Переменный ток, 10 кГц
Легкое покалывание руки	мужчины	1,0 мА	0,4 мА	7 мА
	женщины	0,6 мА	0,3 мА	5 мА
Болевой порог	мужчины	5,2 мА	1,1 мА	12 мА
	женщины	3,5 мА	0,7 мА	8 мА
Больно, но сознательное управление мышцами сохраняется	мужчины	62 мА	9 мА	55 мА
	женщины	41 мА	6 мА	37 мА
Больно, невозможно отпустить провод	мужчины	76 мА	16 мА	75 мА
	женщины	51 мА	10,5 мА	50 мА
Сильная боль, трудно дышать	мужчины	90 мА	23 мА	94 мА
	женщины	60 мА	15 мА	63 мА
Возможна фибрилляция сердца после 3 секунд воздействия	мужчины и женщины	500 мА	100 мА

«Гц» обозначает единицу измерения герц. Это параметр того, насколько быстро изменяется переменный ток, известный как частота. Таким образом, столбец значений, обозначенный «Переменный ток, 60 Гц», относится к току, который меняется с частотой 60 циклов (1 цикл = период времени, когда ток сначала течет в одном направлении, а затем в другом в направлении) в секунду.

Последний столбец, обозначенный «Переменный ток, 10 кГц», относится к переменному току, который совершает десять тысяч (10 000) циклов каждую секунду.

Имейте в виду, что эти цифры являются приблизительными, поскольку люди с различным химическим составом тела могут реагировать по-разному. Было высказано предположение, что для переменного тока при протекании поперек грудной клетки достаточно всего 17 мА, чтобы при определенных условиях вызвать у человека фибрилляцию. Большинство данных относительно вызванной фибрилляции получены в результате испытаний на животных. Очевидно, что проводить тесты на вызов фибрилляции желудочков на людях непрактично, поэтому имеющиеся данные отрывочны.

И если вам интересно, я понятия не имею, почему женщины более восприимчивы к электрическому току, чем мужчины!

Предположим, я положил руки на клеммы источника переменного напряжения с частотой 60 Гц (60 циклов в секунду). Какое напряжение потребуется при чистой, сухой коже, чтобы получить ток в 20 миллиампер (достаточно, чтобы я не мог отпустить источник напряжения)? Чтобы определить его, мы можем использовать закон Ома:

\[E = IR = (20 \ мА)(1 \ МОм) = 20 000 \ вольт = 20 кВ\]

Имейте в виду, что с точки зрения электробезопасности это «идеальный случай» (чистая, сухая кожа), и что это значение напряжения представляет собой величину, необходимую для вызова оцепенения. Чтобы вызвать болезненный удар, потребуется гораздо меньшее напряжение! Кроме того, имейте в виду, что физиологические эффекты любой конкретной силы тока могут значительно отличаться от человека к человеку, и что эти расчеты являются приблизительными.

Обрызгав пальцы водой, чтобы имитировать пот, я смог измерить сопротивление «рука-рука» – всего 17000 Ом (17 кОм). Имейте в виду, что это касается только одного пальца каждой руки, касающегося тонкой металлической проволоки. Пересчитав напряжение, необходимое для возникновения тока в 20 мА, мы получим следующее значение:

\[E = IR = (20 \ мА)(17 \ кОм) = 340 \ вольт\]

В этом реалистичном состоянии, чтобы вызвать ток 20 миллиампер на пути «рука-рука», потребуется напряжение всего 340 вольт. Тем не менее, всё же возможно получить смертельный удар от меньшего напряжения, чем это. При условии гораздо более низкого значения сопротивления тела, увеличенного за счет, например, контакта с кольцом на пальце (полоса из золота, обернутая по окружности пальца, является отличной точкой контакта для поражения электрическим током) или полного контакта с большим металлическим предметом, таким как труба или металлическая ручка инструмента, сопротивление тела может упасть до 1000 Ом (1 кОм), что приведет к тому, что даже более низкое напряжение может представлять потенциальную опасность.

\[E = IR = (20 \ мА)(1 \ кОм) = 20 \ вольт\]

Обратите внимание, что в этом состоянии 20 вольт достаточно, чтобы вызвать через человека ток в 20 миллиампер; достаточно, чтобы вызвать оцепенение. Помните, было высказано предположение, что сила тока всего 17 миллиампер может вызвать фибрилляцию желудочков (сердца). При сопротивлении «рука-рука» 1000 Ом для создания этого опасного состояния потребуется всего 17 вольт.

\[E = IR = (17 \ мА)(1 \ кОм) = 17 \ вольт\]

Семнадцать вольт – это не так много для электрических систем. Конечно, это «наихудший» сценарий с переменным напряжением 60 Гц и отличной проводимостью тела, но он показывает, насколько низкое напряжение при определенных условиях может представлять серьезную угрозу.

Условия, необходимые для создания сопротивления тела 1000 Ом, не должны быть такими экстремальными, как те, которые были представлены (потная кожа при контакте с золотым кольцом). Сопротивление тела может уменьшаться при прикладывании напряжения (особенно если оцепенение заставляет пострадавшего крепче держать проводник), поэтому при длительном прикладывании напряжения удар может усилиться после первого контакта.

То, что начинается как легкий шок (ровно настолько, чтобы «заморозить» пострадавшего, чтобы он не мог двигаться), может перерасти в нечто, достаточно серьезное, чтобы убить человека, поскольку сопротивление его тела уменьшается, а сила тока соответственно увеличивается.

Исследования предоставили примерный набор значений электрического сопротивления для точек контакта человека в различных условиях (информацию об источнике этих данных смотрите в конце главы):

• контакт пальца с проводом: от 40 000 Ом до 1 000 000 Ом в сухом состоянии, от 4 000 Ом до 15 000 Ом во влажном состоянии;
• удерживание провода рукой: от 15 000 Ом до 50 000 Ом в сухом состоянии, от 3 000 Ом до 5 000 Ом во влажном состоянии;
• удерживание рукой металлических плоскогубц: от 5 000 Ом до 10 000 Ом в сухом состоянии, от 1 000 Ом до 3 000 Ом во влажном состоянии;
• контакт с ладонью: от 3 000 Ом до 8 000 Ом в сухом состоянии, от 1 000 Ом до 2 000 Ом во влажном состоянии;
• удержание одной рукой 1,5-дюймовой металлической трубы: от 1 000 Ом до 3 000 Ом в сухом состоянии, от 500 Ом до 1 500 Ом во влажном состоянии;
• удержание двумя руками 1,5-дюймовой металлической трубы: от 500 Ом до 1 500 Ом в сухом состоянии, от 250 Ом до 750 Ом во влажном состоянии;
• рука погружена в токопроводящую жидкость: от 200 Ом до 500 Ом.
• нога погружена в токопроводящую жидкость: от 100 Ом до 300 Ом.

Обратите внимание на значения сопротивления для двух условий с 1,5-дюймовой металлической трубой. Сопротивление, измеренное при захвате трубы двумя руками, составляет ровно половину того сопротивления, когда трубу держит одна рука.

Рисунок 1 – Сопротивление при удержании металлической трубы одной рукой

При удержании двумя руками площадь контакта с телом будет вдвое больше, чем с одной рукой. Это важный урок: электрическое сопротивление между любыми контактирующими объектами уменьшается с увеличением площади контакта при прочих равных условиях. Если держать трубу двумя руками, у тока будет два параллельных пути, по которым он течет из трубы в тело человека (или наоборот).

Рисунок 2 – Сопротивление при удержании металлической трубы двумя руками

Как мы увидим в следующей главе, пути в параллельной цепи всегда приводят к меньшему общему сопротивлению, чем любой отдельный путь, рассматриваемый отдельно.

В промышленности консервативным пороговым значением для опасного напряжения обычно считается 30 вольт. Осторожный человек должен рассматривать любое напряжение выше 30 вольт как опасное, не полагаясь на нормальное сопротивление тела для защиты от удара. Тем не менее, при работе с электричеством всё же хорошо бы держать руки чистыми и сухими и снимать все металлические украшения.

Даже при более низком напряжении металлические украшения могут представлять опасность, поскольку проводят ток, достаточный для ожога кожи, при контакте между двумя точками цепи. В частности, металлические кольца были причиной нескольких ожогов пальцев из-за замыкания между точками в низковольтной, сильноточной цепи.

Кроме того, напряжение ниже 30 может быть опасным, если его достаточно, чтобы вызвать неприятное ощущение, которое может вызвать вздрагивание и случайное соприкосновение с более высоким напряжением или другой опасностью. Я вспоминаю, как однажды жарким летним днем работал над автомобилем.

Я был в шортах, и моя голая нога касалась хромированного бампера автомобиля, когда я затягивал контакты аккумулятора. Когда я прикоснулся металлическим ключом к положительной (незаземленной) стороне 12-вольтовой батареи, я почувствовал покалывание в том месте, где моя нога касалась бампера. Сочетание плотного контакта с металлом и моей вспотевшей кожи позволило ощутить удар всего лишь при напряжении 12 вольт.

К счастью, ничего страшного не произошло, но если бы двигатель работал и удар ощущался в моей руке, а не в ноге, я мог бы рефлекторно дернуть руку в сторону вращающегося вентилятора или уронить металлический ключ на клеммы аккумулятора (создав больший ток через гаечный ключ с большим количеством искр).

Это иллюстрирует еще один важный урок, касающийся электробезопасности; электрический ток может быть косвенной причиной травмы, заставляя вас дернуться или вызывать спазмы частей вашего тела.

Опасность электрического тока также зависит от пути его протекания через человеческое тело. Ток будет влиять на все мышцы, находящиеся на его пути, а поскольку мышцы сердца и легких (диафрагмы), вероятно, являются наиболее важными для выживания, пути протекания тока, проходящие через грудную клетку, являются наиболее опасными. Поэтому при протекании электрического тока по пути «рука-рука» есть больше шансов для получения травм и летального исхода.

Во избежание подобных ситуаций рекомендуется работать с цепями, находящимися под напряжением, только одной рукой. Конечно, всегда безопаснее работать в цепи, когда она отключена, но это не всегда практично или возможно.

При работе одной рукой, как правило, предпочтение отдается правой руке по двум причинам: большинство людей правши (что обеспечивает дополнительную координацию при работе), и сердце расположено в грудной полости слева от центра.

Для левшей этот совет может быть не лучшим. Если такой человек недостаточно ловко работает правой рукой, он может подвергнуть себя большей опасности, используя руку, с которой ему менее всего комфортно, даже если электрический ток через другую руку может представлять большую опасность для его сердца. Относительная опасность между электрическим ударом через одну руку или через другую, вероятно, меньше, чем опасность работы с менее оптимальной координацией, поэтому выбор руки для работы лучше всего оставить на усмотрение человека.

Лучшая защита от ударов цепи под напряжением – это сопротивление, а сопротивление может быть добавлено к телу с помощью изолированных инструментов, перчаток, обуви и других средств. Ток в цепи является функцией доступного напряжения, деленного на общее сопротивление на пути протекания тока. Как мы рассмотрим более подробно позже в этой книге, сопротивления складываются, когда они составляются так, что ток течет только по одному пути:

Рисунок 3 – Сопротивление тела при прямом контакте

Человек напрямую прикасается к источнику напряжения: ток ограничен только сопротивлением тела человека.

Далее мы увидим эквивалентную схему для человека в изолирующих перчатках и ботинках:

Рисунок 4 – Сопротивление при контакте в изолирующих перчатках и ботинках

Человек одет в изолирующие перчатки и ботинки: ток теперь ограничен полным сопротивлением цепи.

Поскольку, чтобы замкнуть цепь обратно к источнику напряжения, электрический ток должен пройти через ботинок и тело и перчатку. И общая сумма этих сопротивлений противодействует прохождению тока в большей степени, чем любое из этих сопротивлений, рассматриваемое отдельно.

Безопасность – одна из причин, по которой электрические провода обычно покрывают пластиковой или резиновой изоляцией: чтобы значительно увеличить сопротивление между проводником и тем, что может с ним контактировать.

К сожалению, изолировать проводники линии электропередачи, чтобы обеспечить безопасность в случае случайного контакта, было бы непомерно дорого. Таким образом, в этом случае безопасность обеспечивается за счет того, что эти линии должны находиться достаточно далеко, вне зоны досягаемости, чтобы никто не мог случайно их коснуться.

Опасность электрического тока для человека и последствия

Ток, в отличие от других опасных сред, не обладает цветом, запахом, невидим.
Электрический ток оказывает следующие виды воздействия на организм человека: термическое, электролитическое, биологическое. Рассмотрим каждое из этих воздействий более подробно.

Термическое воздействие заключается в ожогах участков тела, нагреве сосудов и нервных окончаний. Этот вид действия называют еще тепловым. Потому что тепловая энергия, полученная из электрической образует ожоги.

Электролитическое воздействие приводит к разложению крови и других жидкостей в организме посредством процесса электролиза, что вызывает нарушения в физико-химическом составе этих жидкостей. Суть повреждений сводится к молекулярному уровню – загустевание крови, изменение заряда белков, паро- и газообразование в организме.

Биологическое воздействие электротока на организм сопровождается раздражением и возбуждением органов. Это вызывает судороги, сокращения.

В случае с сердцем и легкими это воздействие может привести к летальному исходу по причине прекращения деятельности органов дыхания и сердца.

Биологическое воздействие вызывает механические повреждения органов, суставов человека. Также механические повреждения может вызвать падение человека с высоты из-за воздействия электрического тока.

Опасная, безопасная и смертельная сила тока для человека

Нельзя считать какую-либо величину тока безопасной для человека. Существует лишь более и менее опасная величина электротока. Каждый человек имеет внутреннее сопротивление, на величину которого влияет множество факторов (толщина кожи, влажность помещения и тела человека, путь протекания тока).

Самым опасным путем протекания тока является направление нога-голова, рука-голова, так как при этом путь идет через сердце, мозг, органы дыхания. А большая величина тока может вызвать остановку сердца и остановку дыхания. Именно эти причины являются наиболее вероятными причинами летальных исходов при протекании электротока.

Считается, что постоянный ток более безопасный, чем переменный в сетях до 500В. При напряжении выше 500 вольт опасность постоянного тока возрастает.

Частота сети влияет на степень тяжести электротравмы. Промышленная частота в 50 Гц является более опасной, чем частота в 500Гц. При высокой частоте наблюдается так называемый «скин-эффект», когда ток проходит не по всему проводнику, а лишь по его поверхности. А значит, внутренние органы напрямую не затрагиваются.

Также на степень опасности воздействия тока на человека влияет продолжительность нахождения человека под воздействием тока. Здесь зависимость линейная – чем дольше, тем больше разрушений и неблагоприятных последствий.

Приведем пороговые значения переменного и постоянного тока и возможные реакции организма на эти воздействия:

Проходя через человеческое тело, ток может создавать электрические травмы или электрические удары.

Электрический удар подразумевает, что ток возбуждает ткани организма, что вызывает их сокращение и судороги. Существует 4 группы электроударов: судороги, судороги с потерей сознания, потеря сознания с нарушением дыхания и работы сердца, клиническая смерть.

При электрической травме ток наносит прямые повреждения тканям и органам человека. Это могут быть электрические ожоги, металлизация кожи, электрические метки и механические повреждения.

Электрические ожоги бывают токовыми и дуговыми. Действие токового ожога связано с прохождением тока через тело человека. Дуговой ожог возникает между человеком и проводником электротока высокого напряжения, вследствие возникновения дуги между ними. Температура дуги может достигать тысяч градусов по Цельсию. Такой ожог гораздо опаснее и может плюс ко всему сопровождаться возгоранием одежды пострадавшего.

Металлизация кожи происходит, когда под действием тока в кожу попадают частицы металла, при этом проводимость кожи увеличивается, что повышает травмоопасность.

Электрические метки – это места, через которые ток входит и выходит из тела человека. Наиболее часто встречаются на ногах и руках.

В любом случае следует стараться избегать касания токоведущих частей проводящими предметами (ловить рыбу под ЛЭП, нести стремянку вблизи шин напряжения), не использовать провода и кабели с ослабленной изоляцией, соблюдать правила безопасности при нахождении и работе в электроустановках. Берегите здоровье себя и своих родных.

Воздействие электрического тока на человека

Электрический ток оказывает на человека термическое, электролитическое, биологическое и механическое воздействие.

Термическое воздействие тока проявляется ожогами отдель­ных участков тела, нагревом до высокой температуры орга­нов, что вызывает в них значительные функциональные рас­стройства.

Электролитическое воздействие в разложении различных жидкостей организма (воды, крови, лимфы) на ионы, в результатечего происходит нарушение их физико-химического состава и свойств.

Биологическое действие тока проявляется в виде раздраже­ния и возбуждения тканей организма, судорожного сокраще­ния мышц, а также нарушения внутренних биологических процессов.

Механическое воздействие приводит к расслоению, разрыву тканей организма.

Действие электрического тока на человека приводит к трав­мам или гибели людей.

Электрические травмы разделяются на общие (электрические удары) и местные электротравмы (рис. 2.26).

Наибольшую опасность представляют электрические удары.

Электрический удар — это возбуждение живых тканей про­ходящим через человека электрическим током, сопровождаю­щееся судорожными сокращениями мышц; в зависимости от исхода воздействия тока различают четыре степени электриче­ских ударов:

I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;

III — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого вместе);

IV — клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и крово­обращения.

Кроме остановки сердца и прекращения дыхания причиной смерти может быть электрический шок — тяжелая нервно-реф­лекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током. Шоковое состояние длится от нескольких десят­ков минут до суток, после чего может наступить гибель или выздоровление в результате интенсивных лечебных мероприятий.

Рис. 2.26. Классификация электрических травм

Местные электротравмы — это местные нарушения целостно­сти тканей организма. К местным электротравмам относятся:

— электрический ожог — бывает токовым и дуговым; токовый ожог связан с прохождением тока через тело человека и яв­ляется следствием преобразования электрической энергии в тепловую (как правило, возникает при относительно не­высоких напряжениях электрической сети); при высоких напряжениях электрической сети между проводником тока и телом человека может образоваться электрическая дуга, возникает более тяжелый ожог — дуговой, т. к. электриче­ская дуга обладает очень большой температурой — свы­ше 3500 °С;

— электрические знаки — пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, образующиеся в мес­те контакта с проводником тока; как правило, знаки име­ют круглую или овальную форму с размерами 1-5 мм; эта травма не представляет серьезной опасности и достаточно
быстро проходит;

— металлизация кожи — проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги; в зависимости от места поражения травма может быть очень болезненной, с тече­нием времени пораженная кожа сходит; поражение же глаз может закончиться ухудшением или даже потерей зрения;

— электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз под действием потока ультрафиолетовых лучей, испускае­мых электрической дугой; по этой причине нельзя смот­реть на сварочную электродугу; травма сопровождается сильной болью и резью в глазах, временной потерей зрения, при сильном поражении лечение может быть слож­ным и длительным; на электрическую дугу без специальных защитных очков или масок смотреть нельзя;

— механические повреждения возникают в результате резких судорожных сокращений мышц под действием проходяще­го через человека тока, при непроизвольных мышечных сокращениях могут произойти разрывы кожи, кровенос­ных сосудов, а также вывихи суставов, разрывы связок идаже переломы костей; кроме того, при испуге и шоке че­ловек может упасть с высоты и получить травму.

Как видим, электрический ток очень опасен и обращение с ним требует большой осторожности и знания мер обеспечения электробезопасности.

Параметры, определяющие тяжесть поражения электриче­ским током (рис. 2.27). Основными факторами, определяющими степень поражения электрическим током, являются: сила тока, протекающего через человека, частота тока, время воздействия и путь протекания тока через тело человека.

Сила тока. Протекание через организм переменного тока промышленной частоты (50 Гц), широко используемого в про­мышленности и в быту, человек начинает ощущать при силе тока 0,6. 1,5 мА (мА — миллиампер равен 0,001 А). Этот ток на­зывают пороговым ощутимым током.

Большие токи вызывают у человека болезненные ощущения, которые с увеличением тока усиливаются. Например, при токе 3. 5 мА раздражающее действие тока ощущается всей кистью, при 8. 10 мА — резкая боль охватывает всю руку и сопровожда­ется судорожными сокращениями мышц кисти и предплечья.

При 10. 15 мА судороги мышц руки становятся настолько сильными, что человек не может их преодолеть и освободиться от проводника тока. Такой ток называется пороговым неотпускающим током.

При токе величиной 25. 50 мА происходят нарушения в ра­боте легких и сердца, при длительном воздействии такого тока может произойти остановка сердца и прекращение дыхания.

Рис. 2.27. Параметры, определяющие тяжесть поражения электрическим током

Начиная с величины 100 мА протекание тока через человека вызывает фибрилляцию сердца — судорожные неритмичные со­кращения сердца; сердце перестает работать как насос, перекачи­вающий кровь. Такой ток называется пороговым фибрилляционным током. Ток более 5А вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции.

Частота тока. Наиболее опасен ток промышленной часто­ты — 50 Гц. Постоянный ток и ток больших частот менее опа­сен, и пороговые значения для него больше.

Так, для постоян­ного тока:

— пороговый ощутимый ток — 5. 7 мА;

— пороговый неотпускающий ток — 50. 80 мА;

— фибрилляционный ток — 300 мА.

Путь протекания тока. Опасность поражения электрическим током зависит от пути протекания тока через тело человека, так как путь определяет долю общего тока, которая проходит через сердце. Наиболее опасен путь «правая рука—ноги» (как раз пра­вой рукой чаще всего работает человек). Затем по степени сни­жения опасности идут: «левая рука—ноги», «рука—рука», «но­ги—ноги». На рис. 2.28 изображены возможные пути протекания тока через человека.

Рис. 2.28. Характерные пути тока в теле человека: 1 — рука-рука; 2 — правая рука-ноги; 3 — левая рука-ноги; 4 — правая рука-правая нога; 5 — правая рука-левая нога; 6 — левая рука-левая нога; 7 — левая рука-правая нога; 8 — обе руки-обе ноги; 9 — нога-нога; 10 — голова-руки; 11 — голова-ноги; 12 — голова-правая рука: 13 — голова-левая рука; 14 — голова-правая нога; 15 — голова-левая нога

Время воздействия электрического тока. Чем продолжитель­нее протекает ток через человека, тем он опаснее. При протекании электрического тока через человека в месте контакта с про­водником верхний слой кожи (эпидермис) быстро разрушается, электрическое сопротивление тела уменьшается, ток возрастает, и отрицательное действие электротока усугубляется. Кроме того, с течением времени растут (накапливаются) отрицательные по­следствия воздействия тока на организм.

Определяющую роль в поражающем действии тока играет ве­личина силы электрического тока, протекающего через организм человека. Электрический ток возникает тогда, когда создается замкнутая электрическая цепь, в которую оказывается включен­ным человек. По закону Ома сила электрического тока /равна электрическому напряжению U, деленному на сопротивление электрической цепи R: 1= U/R.

Таким образом, чем больше напряжение, тем больше и опас­нее электрический ток. Чем больше электрическое сопротивле­ние цепи, тем меньше ток и опасность поражения человека.

Электрическое сопротивление цепи равно сумме сопротивле­ний всех участков, составляющих цепь (проводников, пола, обу­ви и др.). В общее электрическое сопротивление обязательно входит и сопротивление тела человека.

Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чис­той и неповрежденной коже может изменяться в довольно ши­роких пределах — от 3 до 100 кОм (1 кОм = 1000 Ом), а иногда и больше. Основной вклад в электрическое сопротивление челове­ка вносит наружный слой кожи — эпидермис, состоящий из ороговевших клеток. Сопротивление внутренних тканей тела не­большое — всего лишь 300. 500 Ом.

Поэтому при нежной, влаж­ной и потной коже или повреждении эпидермиса (ссадины, раны) электрическое сопротивление тела может быть очень не­большим. Человек с такой кожей наиболее уязвим для электри­ческого тока. У девушек более нежная кожа и тонкий слой эпи­дермиса, нежели у юношей; у мужчин, имеющих мозолистые руки, электрическое сопротивление тела может достигать очень больших величин, и опасность их поражения электротоком сни­жается. В расчетах на электробезопасность обычно принимают величину сопротивления тела человека, равную 1000 Ом.

Электрическое сопротивление изоляции проводников тока, если она не повреждена, составляет, как правило, 100 и более килоом.

Электрическое сопротивление обуви и основания (пола) зависит от материала, из которого сделано основание и подошва обуви, и их состояния — сухие или мокрые (влажные). Например, сухая подошва из кожи имеет сопротивление примерно 100 кОм, влажная подошва — 0,5 кОм; из резины соответственно 500 и 1,5 кОм. Сухой асфальтовый пол имеет сопротивление около 2000 кОм, мокрый — 0,8 кОм; бетонный соответственно 2000 и 0,1 кОм; деревянный — 30 и 0,3 кОм; земляной — 20 и 0,3 кОм; из керамической плитки — 25 и 0,3 кОм. Как видим, при влаж­ных или мокрых основаниях и обуви значительно возрастает электроопасность.

Поэтому при пользовании электричеством в сырую погоду, осо­бенно на воде, необходимо соблюдать особую осторожность и при­нимать повышенные меры обеспечения электробезопасности.

Для освещения, бытовых электроприборов, большого коли­чества приборов и оборудования на производстве, как правило, используется напряжение 220 В. Существуют электросети на 380, 660 и более вольт; во многих технических устройствах при­меняются напряжения в десятки и сотни тысяч вольт. Такие технические устройства представляют исключительно высокую опасность. Но и значительно меньшие напряжения (220, 36 и даже 12 В) могут быть опасными в зависимости от условий и электрического сопротивления цепи R..

Значительное влияние на исход поражения при электротравмах оказывают индивидуальные особенности человека.

Характер воздействия тока (табл.) зависит от массы человека и его фи­зического состояния. Здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары. Повышенная восприимчивость к электрическому току отмечена у лиц, страдающих болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секре­ции, нервными и др.

Табл. Характер воздействия тока

Ток, прохо­дящий через тело чело­века, мА	Переменный (50 Гц) ток	Постоянный ток
0,5 -1,5	Начало ощущений: слабый зуд, пощи­пывание кожи	Не ощущается
2-4	Ощущение распространяется на запя­стье; слегка сводит мышцы	Не ощущается
5-7	Болевые ощущения усиливаются во всей кисти; судороги; слабые боли во всей руке до предплечья	Начало ощущений: сла­бый нагрев кожи под электродами
8-10	Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно оторвать от электродов	Усиление ощущения на­грева кожи
10 — 15	Едва переносимые боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электро­дов. С увеличением продолжительно­сти протекания тока усиливаются	Значительный нагрев под электродами и в приле­гающей области кожи
20-25	Сильные боли. Руки парализуются мгновенно, оторвать их от электродов невозможно. Дыхание затруднено	Ощущение внутреннего нагрева, незначительное сокращение мышц рук
25 -50	Очень сильная боль в руках и в груди. Дыхание крайне затруднено. При дли­тельном воздействии может наступить остановка дыхания или ослабление сердечной деятельности с потерей сознания	Сильный нагрев, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают сильные боли
50-80	Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном воздействии может насту­пить фибрилляция сердца	Очень сильный поверхно­стный и внутренний на­грев. Сильные боли в руке и в области груди. Руки невозможно ото­рвать от электродов из-за, сильных болей при отры­ве
80-100	Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд — остановка дыхания	То же действие, выра­женное сильнее. При длительном действии остановка дыхания
То же действие за меньшее время	Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд оста­новка дыхания
более 5000	Фибрилляция сердца не наступает; возможна временная остановка его в период протекания тока. При протекании тока в течение не­скольких секунд тяжелые ожоги и разрушение тканей

Более уязвимы к воздействию электрического тока люди, име­ющие повышенную потливость. Повышенная температура окружа­ющей среды и высокая влажность не единственная причина высо­кой потливости, интенсивное потоотделение часто наблюдается при вегетативных расстройствах нервной системы, а также в ре­зультате испуга, волнения.

В состоянии возбуждения нервной системы, депрессии, утом­ления, опьянения и после него люди более чувствительны к про­текающему току.

Предельно допустимые напряжения прикосновения и токи для человека устанавливаются ГОСТ 12.1.038—82* (табл. 2.14) при аварийном режиме работы электроустановок постоянного тока частотой 50 и 400 Гц. Для переменного тока частотой 50 Гц до­пустимое значение напряжения прикосновения составляет 2 В, а силы тока — 0,3 мА, для тока частотой 400 Гц соответственно — 2 В и 0,4 мА; для постоянного тока — 8 В и 1 мА. Указан­ные данные приведены для продолжительности воздействия тока не более 10 мин в сутки.

Таблица 2.14. Предельно допустимые уровни напряжения и токов

Род тока	Нормируемая величина	Предельно допустимые уровни, не более, при продолжительности воздей­ствия тока U а, с
0,01. 0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0.7	0,8	0,9	1,0	Св. 1,0
Перемен­ный, 50 Гц	U а, В I а, мА	36 6
Перемен­ный, 400 Гц	U а, В I а, мА	36 8
Постоянный	U а, В I а, мА	40 15

Анализ схем включения человека в электрическую цепь

Так как от сопротивления электрической цепи R существен­но зависит величина электрического тока, проходящего через человека, то тяжесть поражения во многом определяется схемой включения человека в цепь. Схемы образующихся при контакте человека с проводником цепей зависят от вида применяемой системы электроснабжения.

Наиболее распространены электрические сети, в которых ну­левой провод заземлен, т. е. накоротко соединен проводником с землей. Прикосновение к нулевому проводу практически не представляет опасности для человека, опасен только фазный провод. Однако разобраться, какой из двух проводов нулевой, сложно — по виду они одинаковы. Разобраться можно используя специальный прибор — определитель фазы.

На конкретных примерах рассмотрим возможные схемы включения человека в электрическую цепь при прикосновении к проводникам.

Двухфазное включение в цепь. Наиболее редким, но и наиболее опасным, является прикосновение человека к двум фазным про­водам или проводникам тока, соединенным с ними (рис. 2.29).

В этом случае человек окажется под действием линейного напряжения. Через человека потечет ток по пути «рука—рука», i. е. сопротивление цепи будет включать только сопротивление тела (Я).

Рис. 2.29. Двухфазное включение в цепь: а — изолированная нейтраль; б — за­земленная нейтраль

Если принять сопротивление тела в 1 кОм, а электрическую сеть напряжением 380/220 В, то сила тока, проходящего через че­ловека, будет равна

Это смертельно опасный ток. Тяжесть электротравмы или даже жизнь человека будет зависить прежде всего от того, как быстро он освободится от контакта с проводником тока (разо­рвет электрическую цепь), ибо время воздействия в этом случае является определяющим.

Значительно чаще встречаются случаи, когда человек одной рукой соприкасается с фазным проводом или частью прибора, аппарата, который случайно или преднамеренно электрически соединен с ним. Опасность поражения электрическим током в этом случае зависит от вида электрической сети (с заземленной или изолированной нейтралью).

Однофазное включение в цепь в сети с заземленной нейтралью (рис. 2.30). В этом случае ток проходит через человека по пути «рука—ноги» или «рука—рука», а человек будет находиться под фазным напряжением.

В первом случае сопротивление цепи будет определяться со­противлением тела человека (R_ч, обуви (R_o6), основания (R_oc), на котором стоит человек, сопротивлением заземления нейтрали (R _н), и через человека потечет ток

Сопротивление нейтрали R_H невелико, и им можно принебречь по сравнению с другими сопротивлениями цепи. Для оцен­ки величины протекающего через человека тока примем напряжение сети 380/220 В. Если на человеке надета изолирующая сухая обувь (кожаная, резиновая), он стоит на сухом деревянном иолу, сопротивление цепи будет большим, а сила тока по закону Ома небольшой.

Например, сопротивление пола 30 кОм, кожаной обуви 100 кОм, сопротивление человека 1 кОм. Ток, проходящий через человека

I _ч = 220 В / (30 000 + 100 000 + 1000) Ом = = 0,00168 А = 1,68 мА.

Этот ток близок к пороговому ощутимому току. Человек по­чувствует протекание тока, прекратит работу, устранит неис­правность.

Если человек стоит на влажной земле в сырой обуви или боси­ком, через тело будет проходить ток

I_Ч = 220 В / (3000 + 1000) Ом = 0,055 А = 55 мА.

Этот ток может вызвать нарушение в работе легких и сердца, а при длительном воздействии и смерть.

Если человек стоит на влажной почве в сухих и целых резино­вых сапогах, через тело проходит ток

I _ч = 220 В / (500 000 + 1000) Ом = 0,0004 А = 0,4 мА.

Воздействие такого тока человек может даже не почувство­вать. Однако даже небольшая трещина или прокол на подошве сапога может резко уменьшить сопротивление резиновой по­дошвы и сделать работу опасной.

Перед тем как приступить к работе с электрическими устройствами (особенно длительное время не находящимися в эксплуатации), их необходи­мо тщательно осмотреть на предмет отсутствия повреждений изоляции. Электрические устройства необходимо протереть от пыли и, если они влажные — просушить. Мокрые электрические устройства эксплуатиро­вать нельзя! Электрический инструмент, приборы, аппаратуру лучше хра­нить в полиэтиленовых пакетах, чтобы исключить попадание в них пыли или влаги. Работать надо в обуви. Если надежность электрического уст­ройства вызывает сомнения, надо подстраховаться — подложить под ноги сухой деревянный настил или резиновый коврик. Можно использовать рези­новые перчатки.

Рис. 2.30. Однофазное прикосновение в сети с заземленной нейтралью: а — нор­мальный режим работы; б — аварийный режим работы (повреждена вторая фаза)

Второй путь протекания тока возникает тогда, когда второй рукой человек соприкасается с электропроводящими предмета­ми, соединенными с землей (корпусом заземленного станка, металлической или железобетонной конструкцией здания, влажной деревянной стеной, водопроводной трубой, отопительной бата­реей и т. п.). В этом случае ток протекает по пути наименьшего электрического сопротивления. Указанные предметы практиче­ски накоротко соединены с землей, их электрическое сопротив­ление очень мало. Поэтому сопротивление цепи равно сопро­тивлению тела и через человека потечет ток

Эта величина тока смертельно опасна .

При работе с электрическими устройствами не прикасайтесь второй рукой к предметам, которые могут быть электрически соединены с землей. Работа в сырых помещениях, при наличии вблизи от человека хорошо прово­дящих предметов, соединенных с землей, представляет исключительно вы­сокую опасность и требует соблюдения повышенных мер электрической безопасности.

В аварийном режиме (рис. 2.30, б), когда одна из фаз сети (другая фаза сети, отличная от фазы, к которой прикоснулся че­ловек) оказалась замкнутой на землю, происходит перераспреде­ление напряжения, и напряжение исправных фаз отличается от фазного напряжения сети. Прикасаясь к исправной фазе, чело­век попадает под напряжение, которое больше фазного, но меньше линейного. Поэтому при любом пути протекания тока этот случай более опасен.

Однофазное включение в цепь в сети с изолированной нейтра­лью (рис. 2.31). На производстве для электроснабжения силовых электроустановок находят применение трехпроводные электри­ческие сети с изолированной нейтралью. В таких сетях отсутст­вует четвертый заземленный нулевой провод, а имеются только три фазных провода. На этой схеме прямоугольниками условно показаны электрические сопротивления г_А, г_в, г_с изоляции про­вода каждой фазы и емкости С_А, С_в, С_с каждой фазы относи­тельно земли. Для упрощения анализа примем r_A = r_B=r_c=r, л С_А = С_£ = С_с = С

Рис. 2.31. Однофазное прикосновение в сети с изолированной нейтралью: а — нормальный режим работы; б — аварийный режим работы (повреждена вторая фаза)

Если человек прикоснется к одному из проводов или к како­му-нибудь предмету, электрически соединенному с ним, ток по­течет через человека, обувь, основание и через изоляцию и ем­кость проводов будет стекать на два других провода. Таким образом, образуется замкнутая электрическая цепь, в которую, в отличие от ранее рассмотренных случаев, включено сопротивле­ние изоляции фаз. Так как электрическое сопротивление ис­правной изоляции составляет десятки и сотни килоом, то общее электрическое сопротивление цепи значительно больше сопро­тивления цепи, образующейся в сети с заземленным нулевым проводом. Т. е. ток через человека в такой сети будет меньше, и прикосновение к одной из фаз сети с изолированной нейтралью безопаснее.

Ток через человека в этом случае определяется по следую­щей формуле:

где R_ич = R_ч + R_об + R_ос — электрическое сопротивление цепи че­ловека, ω = 2π f — круговая частота тока, рад/с (для тока про­мышленной частоты f = 50 Гц, поэтому ω = 100π).

Если емкость фаз невелика (это имеет место для непротя­женных воздушных сетей), можно принять С ≈ 0. Тогда выраже­ние для величины тока через человека примет вид:

Например, если сопротивление пола 30 кОм, кожаной обуви 100 кОм, сопротивление человека 1 кОм, а сопротивление изоляции фаз 300 кОм, ток, который проходит через человека (для сети 380/220 В), будет равен

I_ч = 3? 220 В / [3? (30 000 + 100 000 + 1000) + 300 000)] Ом = = 0,00095 А = 0,95 мА.

Такой ток человек может даже не почувствовать .

Даже если не учитывать сопротивление цепи человека (человек стоит на влажной земле в сырой обуви), проходящий через человека ток будет безопасен:

I _ч = 3? 220 В / 300 000 Ом = 0,0022 А = 2,2 мА.

Таким образом, хорошая изоляция фаз является залогом обеспечения безопасности. Однако при разветвленных электри­ческих сетях добиться этого нелегко. У протяженных и разветв­ленных сетей с большим числом потребителей сопротивление изоляции мало, и опасность возрастает.

Для протяженных электрических сетей, особенно кабельных линий, емкостью фаз нельзя пренебрегать (С≠0). Даже при очень хорошей изоляции фаз (r = ∞) ток потечет через человека через емкостное сопротивление фаз, и его величина будет опре­деляться по формуле:

Таким образом, протяженные электрические цепи промыш­ленных предприятий, обладающие высокой емкостью, обладают высокой опасностью, даже при хорошей изоляции фаз.

При нарушении же изоляции какой-либо фазы прикоснове­ние к сети с изолированной нейтралью становится более опас­ным, чем к сети с заземленным нулевым проводом. В аварийном режиме работы (рис. 2.31, б) ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к исправной фазе, будет стекать по цепи за­мыкания на земле на аварийную фазу, и его величина будет оп­ределяться формулой:

Так как сопротивление замыкания R_з аварийной фазы на земле обычно мало, то человек будет находиться под линейным напряжением, а сопротивление образовавшейся цепи будет рав­но сопротивлению цепи человека R_з, что очень опасно.

По этим соображениям, а также из-за удобства использова­ния (возможность получения напряжения 220 и 380 В) четырехпроводные сети с заземленным нулевым проводом на напряже­ние 380/220 В получили наибольшее распространение.

Мы рассмотрели далеко не все возможные схемы электриче­ских сетей и варианты прикосновения. На производстве вы мо­жете иметь дело с более сложными схемами электроснабжения, находящимися под значительно большими напряжениями, а значит, и более опасными. Однако основные выводы и рекомен­дации для обеспечения безопасности практически такие же.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Действие электрического тока на организм человека

Июнь 24th, 2012 Рубрика: Электробезопасность

Доброго времени суток, уважаемые читатели сайта http://zametkielectrika.ru.

Продолжаем более подробно знакомиться с электробезопасностью.

Сегодня у нас очень интересная и познавательная статья про действие электрического тока на организм человека.

Я думаю, что каждый из Вас хоть раз задумывался об опасности электрического тока, и его последствий. А кто то может (не дай Бог конечно) испытал это на себе.

Введение

Среда, в которой мы с Вами обитаем, а также все то, что нас окружает, заключает в себе потенциальную опасность для нас. Одной из таких угроз является поражение током. Кроме природной среды (поражение молнией), есть еще бытовая и производственная, которые постоянно развиваются и прогрессируют (усовершенствование техники и применение новых разработок), а значит, несут в себе еще большую угрозу.

Несмотря на то, что проверка приборов производится очень качественно, от ошибок и непредвиденных ситуаций никто не застрахован.

К сожалению, чаще всего поражение током, как на производстве, так и в быту случается от того, что не соблюдены меры предосторожности и элементарной электробезопасности.

Не исключаются также причины неисправности электропроводки и поломки приборов (при пользовании электрическим чайником, СВЧ-печью, и другими бытовыми приборами; ошибки при подключении стиральной машины, или при переносе розетки, либо при замене розетки и многое другое), используемых в быту, и электрических агрегатов и электрооборудования, используемого непосредственно на производстве.

Как показывает статистика, процент получаемых травм от поражения током намного ниже по сравнению с травмами, полученными другими способами.

Но при поражении током значительно выше процент тяжелых травм и летального исхода.

Что такое электрический ток?

Действие электрического тока на человека, а также его последствия можно лучше понять после того, как более детально рассмотрим, что же такое ток.

Электрический ток – это упорядоченное движение электронов в проводнике или полупроводнике.

В участке цепи сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах участка (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению данного участка цепи — закон Ома.

В случае, когда человек касается проводника, который находится под напряжением, он тем самым включает себя в цепь. Через тело человека пройдет ток, если он не изолирован от земли, либо касается проводника одновременно с другим предметом, у которого противоположенный потенциал.

Данная формула применима к двухфазному, или его еще называют двухполюсному прикосновению к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Выглядит это следующим образом:

При касании человеком двух фаз электроустановки, возникает цепь через тело человека, по которой проходит электрический ток. Величина электрического тока в данном случае зависит ТОЛЬКО от напряжения электроустановки и внутреннего сопротивления человека.

Например, фазное напряжение электроустановки 220 (В), линейное напряжение соответственно 380 (В). В нормальных условиях среднее сопротивление человека приблизительно составляет 1000 (Ом).

В данном случае ток, который пройдет через человека при одновременном его касании двух фаз (А и В) будет равен 380 (мА). А это смертельно опасно.

Чуть иначе будет происходить расчет тока, проходящего через организм человека, если он прикоснется к одной фазе в сети с изолированной нейтралью.

В этом случае цепь тока будет замыкаться через организм человека, далее на землю и через сопротивление изоляции и емкости фаз.

Чем грозит действие электрического тока?

Электрический ток производит следующие воздействия на организм человека проходя сквозь него:

1. Термическое

При таком воздействии происходит перегрев, а также функциональное расстройство органов находящихся на пути прохождения тока.

2. Электролитическое

При электролитическом действии тока в жидкости, которая находится в тканях организма, происходит электролиз, в том числе и в крови, из-за чего нарушается ее физико-химического состав.

3. Механическое

Во время механического воздействия происходит разрыв тканей и их расслоение, ударное действие от испарения жидкости из тканей человеческого организма. После этого следует сильное сокращение мышц, вплоть до их полного разрыва.

4. Биологическое

Биологическое действие тока несет в себе раздражение и перевозбуждение нервной системы.

5. Световое

Данное действие служит причиной поражения глаз.

Последствия при действии электрического тока

Глубина и характер воздействия зависит от:

• рода тока (переменный или постоянный) и его силы
• времени его воздействия и пути, по которому он проходит через человека
• психологического и физиологического состояния данного человека.

Так, например, при нормальных условиях и наличие сухой, неповрежденной кожи сопротивление человека может достигать нескольких сотен (кОм), а вот если условия будут неблагоприятные, то значение может упасть до одного килоома.

Ниже, я Вам приведу в пример таблицу, как действует электрический ток разной величины на организм человека.

Ток с силой около 1 (мА) уже будет довольно таки ощутимым. При более высоких показаниях будут испытываться болезненные и неприятные сокращения мышц у человека.

При токе силой в 12-15 (мА) человек уже не может управлять своей мышечной системой и не в состоянии самостоятельно оторваться от поражающего источника тока.

Если же ток будет выше, чем 75 (мА), то его воздействие приведет к параличу дыхательных мышц и, следовательно, к остановке дыхания.

Если сила тока будет продолжать увеличиваться, то наступит фибрилляция сердца и его остановка.

Более опасным, чем постоянный ток, является ток переменный.

Имеет не малое значение и то, какими именно участками тела прикасается человек к токоведущей части. Самыми опасными считаются те пути, во время которых поражается спинной и головной мозг (голова-ноги и голова-руки), легкие и сердце (ноги-руки).

Основные поражающие факторы

1. Электрический удар

Возбуждает мышцы тела, приводит к судорогам, а затем к остановке дыхания и сердца.

2. Электрические ожоги

Возникают в результате выделения тепла после прохождения тока через тело человека.

Есть несколько видов ожогов, которые возникают в зависимости от параметров электрической цепи, а также состояния человека в тот момент:

• покраснение кожи
• возникновение ожога с образованием пузырей
• возможно обугливание тканей
• металлизация кожи, сопровождающаяся проникновением в нее кусочков металла, в случае расплавление металла.

Напряжение соприкосновения – это напряжение, которое действует на человека во время его соприкосновения с одним полюсом, либо же с фазой источника тока.

Самыми опасными зонами тела являются области висков, спины, тыльных сторон рук, голеней, затылка, а также шеи.

Почитайте мою статью о групповом несчастном случае на производстве, который случился с двумя электромонтерами при переключениях в электроустановке напряжением 10 (кВ).

P.S. Если во время прочтения материала у Вас возникли вопросы, то спрашивайте об этом в комментариях.

62 комментариев к записи “Действие электрического тока на организм человека”

вот где живут настоящие мужчины:-) А вызвать можно:-)

У Вас какие то вопросы по электрике?

Чтобы избежать серьёзных вредных последствий электрического тока, нужно читать сайт таких специалистов, как Дмитрий!

Вроде постоянный опаснее- нам так объясняли… У него неотпускающее воздействие выше.

Опасен именно переменный ток, но с частотой примерно от 30 до 50 (Гц).
При повышении частоты до 1000 (Гц) переменный ток становится по воздействию равен постоянному.

И еще вот: «Обычно электрики, отвечая на вопрос: «Почему переменный ток опаснее постоянного?» – шутят: «Потому что постоянный бьет только один раз, а переменный 50 раз в секунду». На самом деле ответ не столь однозначен, хотя определенная доля истины в этой шутке есть. Для человека опасен как постоянный, так и переменный ток, но последний считается в 3–5 раз более опасным: пороговое безопасное значение силы постоянного тока – 50 (мА), а переменного – всего 10 (мА). При этом опасность переменного и постоянного тока зависит от напряжения: считается, что при напряжении до 400 (В) опаснее переменный ток (частотой 50 Гц), около 500 (В) оба вида представляют одинаковую опасность, а при напряжении выше 500 (В) постоянный ток становится более опасным.»

может такая разница с переменным постоянным потому что считается действующее значение переменного тока, а ведь воздействует он на нас амплитудным?
А это значительно больше…

Что ни говори а лучше под него не попадать… Я тут на работе опять не уследил- цепи сигнализации не отключил и задел 220…

Сейчас я знаю почему загорается лампочка. ))))

М-да, Михаил. Понимаю Вас. В цепях релейной защиты, автоматики и сигнализации нужно быть предельно внимательным. У меня случай тоже был, но я не стал о нем рассказывать в статье (даже фотографии есть ожога и метализации пальца от попадания под дугу постоянного напряжения цепей сигнализации).

Не… У меня переменка была, трясло 50 раз в секунду))))) Но недолго!))) Кстати тоже через палец на корпус пошло.

Да уж, электрический ток — это страшная вещь! Лучше обходить его стороной.

Ога, за 8 метров! xD

Как то нет очень хочется проверять действие электрического тока на мой маленький беззащитный организм…

Помню еще в 6 лет залез пальцем в раскрытый ремонтируемый ламповый телевизор. Это было мое 1-е знакомство с электротоком xD

увы. я в электрике не разбираюсь. Но сайт советую знакомым, кому нужно Потому что понятно и доступно

А все-таки, почему переменный ток опаснее, по крайней мере, до 500В? Поискал — нигде толкового объяснения нет, только эксперименты.

Потому что емкостная составляющая тела проводит переменный ток

Большое спасибо. У меня со времен учебы почему-то индуктивная составляющая на ум приходила.
Значит, человек — это конденсатор )))

Дмитрий а можете подробней объяснить почему бывает так что 10кВ людей не убивает

Бывает что и 500 кВ не убивает: youtube.com/watch?v=JYmJBxEafEQ

потому что частота колебания красных телец в организме тоже 50

следовательно возможно явление резонанса

это, а еще частота пульсации энергии через чакры

Приветствую Вас!Подскажите какое воздействие произведет ток на тело человека если он случайно окажется последовательно в цепи стоя в душе под струей воды,потребляемая мощность установки 8000 ватт напряжение сети 200в.? Дело в том,что душ работает через землю и человек может попасть под напряжение случайно. Благодарю Вас за помощь. С ув-ем Артем

8 кВт — это очень много для душа. Что значит «душ работает через землю»?

Кстати, я выяснил еще одну причину, почему переменный ток опаснее.
Все просто: у переменного тока измеряемое значение — действующее, а не амплитудное, поэтому 12В переменного (с амплитудным значением 17В) будет шарахать сильнее 12В постоянного.

так хуже будет когда сопротивление человека будет большое или маленькое . и повышается от чего при влажности или наоборот

Хуже когда меньше

У меня всё автоматом происходит! Увидел провода, не зависимо от того, зачищены ли концы или просто откушены, лизнул кончик пальца и ткнул чтоб удовлетворить любопытство под напряжением или нет! В двигателях внутреннего сгорания аналогично проверяю уверенная ли искра поступает или нет, т.к. за частую лень идти за ключём чтоб выкрутить свечу!))) Когда срочная служба в армии закончилась, подписал контракт и тогда на личном опыте узнал, что замыкание 380 в очень громко взрывается(примерно один грамм тротила), а так же очень больно и горячё, понял что перчатка на руке догорает наверно через минуту — полторы!
А теперь исключительно для модам интернет: вы спрашивали можно ли вызвать или нет, меня можно, с радостью заземление на водоснобжение сделаю! В тюрьмах был электрический стул, у вас и соседей будут более комфортабельные условия — электрическая ванна!)))

Уважаемые Здравствуйте. К нам на работу, в реабилитационный центр , привезли китайские аппараты, названия нет там все на китайском. Принцип действия: Оператор кладет один электрод под ногу, второй под пациента и делается массаж при этом довольно сильно ощущается покалывание и даже вибрация в точках прикосновения! В день 6 пациентов по 30 минут! Вопрос на сколько вредны данные процедуры для оператора. Есть 6 режимов по силе тока мы работаем на 2 режиме! Аппараты используются для детей ДЦП.

Постоянно возбуждать нервную систему не есть хорошо. Есть возможность использовать диэлектрические перчатки?

Нет. Тут проводимость нужна.

Зачем оператору проводимость? Массаж делается пациенту

Ребёнка 1,5 года ударило от 1-го из 2-х роздвоеных прододов на квартирном звонке, он был у меня на руках я тоже удар почувствовала, на кого из нас пришлось больше тока на него или меня

Одинаково, если он был у вас на руках и он коснулся провода, только воздействие и последствия могут быть разными.

ПАВ, не факт. На самом деле трудно определить путь прохождения тока, т.к. сопротивления взрослого человека и ребенка могут быть разными, поэтому на этот вопрос нет однозначного ответа.

Елена, после такого случая я Вам с ребенком настоятельно рекомендую обратиться ко врачу для обследования.

Елена, вы получили чуть-чуть меньший удар током. Ваш ребенок послужил сопротивлением. Живой организм — это не только проводник, но и сопротивление.

А мама, держащая ребенка- не живой организм? Она не есть аналогичное сопротивление? А проводник, любой не обладает тем же сопротивлением, даде медный?

все хорошо,все нормально,только я бы советовал автору пользоваться более поздней литературой,а не устаревшей.Дело в том,что эл.ток-это не движение электронов,а движение электрических зарядов(в самом общем случае),т.к.например в электролитах электрический ток-это движение катионов,анионов,т.е.неких химических группировок,а не электронов.Или надо было уточнить что это относится только к металлам(полупроводникам)

Хм, вроде самое свежее: …Электрический ток — направленное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках – электроны, в электролитах – ионы (катионы и анионы), в полупроводниках – электроны и, так называемые, «дырки» («электронно-дырочная проводимость»)…(с)

Помнится читал в какой-то брошуре, что смертельным является ток 28 мА, и тогда появилось решение устанавливать УЗО на 10 мА, но потом поговорив с кем-то из электриков меня заверили, что смертальный ток 1 А, поэтому и существуют УЗО на 30 мА. Короче надо конкретные исследования надыбать где-то. Ещё читал про Н. Теслу, что он использовал в своих опытах ток с частотой 700 Гц и, что якобы ток данной частоты безопасен для человека. Правда при этом он все манипуляции проводил одной рукой, и как я предполагаю стоя на изоляторе. Ещё лет 20 назад читал про человека который не помню как свалился на кабели с напряжением 25000 В, его отбросило и ничего не сделалось. В общем очень интересная тема. Спасибо.

Как говорил товарищ Штирлиц- …интересный оборот…(с)
УЗО есть на 10, 30, 100 и 300 мА, но каким боком это к неучам-электрикам и «смертельному» току 1 А?
Мой вам совет- не читайте всяку ересь перед, во время и после. В т.ч. и про Теслу.

Андрей!Хочу вас несколько разочаровать относительно Ваших изысканий про большую опасность переменного тока.Действительно,амплитудное значение в 1,41 раза больше действующего.Но также нельзя забывать,что ток принимает и нулевое значение(и близкое к нему) два раза за период.Также как и максимальное (и близкое к нему) тоже дважды за период.Поэтому дважды за период человека должно и отпускать тоже.

Отпускать? При переходе через ноль, так надо понимать? А успеет рука разжаться за время, меньшее 10 мс ?
Не надо иллюзий- есть опасность- опасайтесь! Даже на всякий случай, каким бы крутым и быстрым не были.
Иначе …вытянутые ноги укажут направление выноса тела…(с)
А насчет амплитудного, думаю, тоже не стоит- все напряжения и токи у нас приняты и измеряются не в амплитудных значениях. Написано 220В, считаем 220В, а не 310,2 вольта. Если принято везде, что при 90…100 мА наступает паралич сердца, то не стоит думать что 100мА Х 1,41 = 141 мА. некогда будет

ПАВ.Во-первых,никто про отдергивание руки и не писал.Отпускать-понятно,что ток просто будет нулевым,т.е.прекращается его воздействие на человека какие то миллисекунды.А про все остальное-объясняйте некому Андрею,это я его иллюзии прервал,мне это объяснять не надо.

Здравствуйте всем!
1. К товарищу ПАВу — а есть ещё УЗО и 500 мА, ведь правда.
2. Хотелось услышать мнение — » Сынок, да тебе ещё учить и учить, а вот авторитетные авторы, такой-то литературы».
3. ПУЭ — мать или отец всех народов, почитываю (конечно, я только начинаю свой путь и вы гораздо опытнее меня), но буквально неделю назад (точнее месяц пытался получит вразумительную консультацию), после этого мне дали какой-то секретный (видимо) адрес мэйла от Шнайдера.
4. Так вот Шнайдер (поддердка Шнайдера, естественно) сказала, что ПУЭ в настоящее время является рекомендательным документом (а я то думал ПУЭ. ), дали ссылку на ГОСТ, теперь читаю, но ГОСТ, то не один (или ОДИН- скандинавский бог). Спасибо.

Я к тому что не каждый дурак дураком оказывается, кто — то хочет и подучиться у «старых»-опытных специалистов.

Александр, я как чукча- что вижу, о том и пою. На 10, 30, 100 и 300 мА видел, покажите УЗО на 500, тоже запою.
Вообще, все, что относится к человеку и его безопасности вроде как ПУЭ не касается прямо, это больше к электробезопасности относится. А кто такой павлин-шмавлин этот Шнайдер- и не скажу, не читал, но как правило руководствуются нормативкой, утвержденной в установленном порядке, если написанное Шнайдером имеет такие реквизиты- на здоровье!
Естественно, дома, в гараже-сарае плевать на все нормы можно, это личное дело каждого.

ПАВ:
02.10.2016 в 19:37
Александр, я как чукча- что вижу, о том и пою. На 10, 30, 100 и 300 мА видел, покажите УЗО на 500, тоже запою.
Видел я в каких-то каталогах модульных устройств
(не помню уже производителя) УЗО и на 500мА и даже на 1А.
Суть не в этом — 100мА или 1000 — они вас все равно не спасут,
УЗО с такой уставкой по утечке не для этого предназначены.
Скажу более — зная принцип работы УЗО (или диффавтомата),
если я захочу убится об 220/380В — я это сделаю,
причем так, что УЗО даже не чихнет, будь оно хоть 1мА
(хотя таких в природе нет).
А если что-то можно сделать умышленно, то лишь вопрос времени,
когда то же самое произойдет случайно.
Функция УЗО с низким током утечки (до 30мА) не в том,
чтобы гарантировано спасти дурака прущего в щит, как по проспекту,
а в том, чтобы УМЕНЬШИТЬ вероятность летального исхода
(или тяжелых травм) при случайном прикосновении.
Причины прикосновения могут быть разными — от повреждения изоляции
до неосторожной жестикуляции

Вот вы чукче и ПОКАЖИТЕ. это УЗО на 1 ампер и расскажите смысл его существования, потом и поговорим! Только не в каталогах, там и девочек рисуют красивых, а в ВРУ и проч. устройствах.
Сущность УЗО в том, чтобы спасти обывателя, прикоснувшегося к проводнику, прибору под напряжением и стоящего босиком на бетонном полу, а не в дураке, лезущем в щит, от того нет еще защиты.
Давайте говорить конкретно о конкретном- есть УЗО на 300 мА- покажите, и я могу легко, а вот выше- 500 и 1000 мА в установке- жду с нетерпением, думаю, многие тоже хочют увидеть.

ПАВ, вряд ли кто-то покажет УЗО на 1А. Теоретически оно должно быть где-то в европах на стройплощадках.
0,5А — это легче, можно погуглить «ELCB 500 mA». Там же, в европах, это максимально допустимая уставка «противопожарного» УЗО.
Самая распространённая у буржуев от пожара — 300 мА.
100 мА там вроде вообще не популярны.

Тогда давайте не писать о виртуальных устройствах, смысла нет.

Были истории:
Из «пожарной» трубы на «пилобирже» в деревне, постоянно течет вода, чтоб могли люди попить. Образовалась лужица, перед ней доска на которой сидит на корточках — пьют, труба сантиметров на 10 от земли, стоя пить неудобно . Если держаться за трубу и второй рукой набирать воду или сунуть вторую руку в лужицу, все нормально. Но если сунуть одну руку в лужу, а вторую в струю воды или одной рукой но разными пальцами в лужу и струйку, то лови ток, слабенький, но покалывает, при этом, по ощущениям, ток идет от воды, через тело, доску (сухую, она не касается воды) и в землю. Где-то тут электрофизика ушла покурить, кажется. Если коснуться руки человека «заряжаясь» от водички, то его откидывает на 3-6 метров, примерно. С какого перепуга это происходит?
В армии, «дедушки» решили пошутить. Один держит сзади за плечи (те которые уже руки, а не еще суставы), а другой в грудь ткнул армейским шокером, итог: легкое покалывание от разряда и улетевший «дедушка» сзади. Врач из города (армейский понятия не имел, что делать с электроожогами) долго пытался вытрясти где мы нашли трансформатор на 40 кВ, ибо он по второй профессии электрик и такие ожоги бывают ТОЛЬКО от остаточного тока в трансформаторе (когда сначала отрубили потребителя, а потом поставщика тока и на катушках остался заряд).
Не могу понять: почему ток пройдя через тело ТАК усиляется.
P.S.: подобных ситуаций у меня с десяток и каждый раз это было или постоянное напряжение или статическое.

Это с каких пор такое-…на катушках остался заряд…? Или патентуйте бегом, или не пишите ересь.

Михаил, разряд шокера (гражданского) 45-70кВ, у полиции 70-90кВ. Могли бы и не врать врачу, а признаться.
Сказки про летунов и конденсаторные катушки оставьте для детей младшего школьного возраста.

Удар шокера и слепой определит по расстоянию между точками. А тут- ПОЖАРНАЯ ТРУБА! Понимать надо, только кавычки зачем?

При касании к металически частям ноутбука иногда стреляет электричеством, не сильно, похоже на статическое. Потом заметили, что если работаю с этим же ноутбуком, и ко мне прикоснуться то тоже стреляет. Опасно ли такое напряжение при беременности? Какая вероятность что это напряжение доходит до плода и воздействует на него?

Вам в Минздрав бы, или еще что профильное, вряд ли кто тут задумывался о подобном. А со статикой борьба одна, та же, что и в авто- минимум синтетики. Ноут при работе питается от сети через адаптер, или автономно? А как других пользователей?

Ира:
28.12.2018 в 16:04
При касании к металически частям ноутбука иногда стреляет электричеством…

Действительно очень похоже на статику, попробуйте работать
с ноутбуком в другой одежде, либо надеть заземляющий браслет
(через резистор 1мОм на заведомо заземленную металлоконструкцию,
напр. на батарею) — насколько помню в СССР такими пользовались
электронщики, дабы не убить микросхемы.
Если это действительно статика — проблема решится,
если что-то посерьезнее — то высокое сопротивление резистора
не позволит току достичь опасных для жизни значений.

Что касательно опасности ударов статикой для плода,
скорее всего не опасно, особенно, если не часто,
но точнее может сказать только врач
(педиатр или гинеколог), а я электрик,
т.е. ни то и не другое.

Неправильно вы помните,DARTH ABBADONYZ не давайте такие советы никогда и никому. Система отопления дома никогда не была надежным заземлителем, и вообще никаким. Для начала ее трубы изолированы от земли, это не водопровод. И про высокое сопротивление ошибаетесь- чем сопротивление это будет выше, тем дольше будет происходить разряд конденсатора, частью которого оказалось тело. Да и хотел бы я такое видеть…
Совет простой, аналогичный совету водителям- там такое же явление и чаще- минимум синтетики.

ПАВ:
29.12.2018 в 16:07
Неправильно вы помните,DARTH ABBADONYZ не давайте такие советы никогда и никому.
Заземление может и не самое надежное, но для статики достаточное,
а про браслеты помню, потому что на УПК (где школьники проходили
практику и кстати что-то зарабатывали) на участке радиомонтажа
ими пользовались.
Да разряд конденсатора будет дольше, но если ты
постоянно соединен с землей (пусть и через мегомник), то
статическое напряжение не будет накапливаться — ему тоже
нужно время, чтобы образоваться.
В тоже время если попадешь под фазу, то ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО
с тобой включено высокое сопротивление (если конечно
не стоишь напр. босиком на бетоне) и оно не позволит
току через тело достичь сколь-либо опасных значений.
А что касательно изолированности отопления от земли:
ПУЭ 7 1.7.82 Основная система уравнивания потенциалов
в электроустановках до 1кВ должна соединять между собой
следующие проводящие части (рис. 1.7.7):
1) нулевой защитный PE- или PEN-проводник
питающей линии в системе TN;
2) заземляющий проводник, присоединенный
к заземляющему устройству электроустановки,
в системах IT и TT;
3) заземляющий проводник, присоединенный
к заземлителю повторного заземления на вводе
в здание (если есть заземлитель);
4) металлические трубы коммуникаций, входящих
в здание: горячего и холодного водоснабжения,
канализации, ОТОПЛЕНИЯ, газоснабжения и т.п

далее перепечатывать из книги ручками лениво.

Много слов, а реальность одна- не стоит надеяться на то, что не должно служить заземлителем! Вы никогда не можете гарантировать надежность соединений в стояках, особенно сейчас, когда полно любителй при ремонте делать вставки из пластика или металлопластика.
Насчет газоснабжения- тем более нельзя, т.к., обратите внивание- переход из-под земли к распредсети дома производится непременно фланцевой изолирующей вставкой.
Да и зачем это женщине- искать резистор, провод, обеспечивать надежный контакт… Ноут не должен быть источником проблем, часть которых таки и от одежды зависит, покрытия пола и проч., о них отдельный разговор. Поэтому его вилка БП, как правило, трехштырьковая, вот там и применяйте ПУЭ.

ПАВ:
30.12.2018 в 18:42
Много слов, а реальность одна- не стоит надеяться на то, что не должно служить заземлителем!

По существу согласен, просто предложил, что называется
решение в пожарном порядке — емкости-то при статике смешные,
а резистор в браслете, чтобы не дернуло при пробое, если что.
По крайней мере, если дернет, то не из-за браслета.

Понятно, что вилка должна быть 3-полюсная и т.д и т.п.,
но что толку в 3-полюсной вилке, если проводка 2-проводная?

А резистор искать не надо, если есть готовый браслет,
он там встроен, правда браслет такой еще найти надо — со
времен СССР уже сколько лет прошло.

Но я предлагал и другое решение:
…попробуйте работать
с ноутбуком в другой одежде…

Удачи в Новом Году, но и в этом
тоже не помешает — он еще не кончился.

Не забывайте еще об одном- есть на Руси масса умельцев, вешающих на эти трубы все на свете, в т.ч. и счетчик, и более серьезных потребителей, чем это резистор, а это уже непредсказуемо.

ПАВ:
01.01.2019 в 14:19
Не забывайте еще об одном- есть на Руси масса умельцев…

Есть такие — у нас это называется сматывать счетчик на батарею.
Смысл вот в чем — если токовая обмотка счетчика включена
в разрыв нуля (что неправильно), то подключив электроприбор
на фазу, а другой полюс на батарею мы пропускаем ток мимо
токовой обмотки — глупый счетчик видит, что напряжение есть,
а тока нет — мощность (а следовательно и ее интеграл по времени,
т.е. энергия) равна нулю — и он ничего не считает.
Правда смысла в этих манипуляциях немного — энергосбыт
знает, кто сколько в среднем платит, и если в какой-то
из квартир показания резко упали, а общий энергорасход
остался прежним — то сразу понятно кого надо ловить.
И поверьте — когда ловят именно тебя — тебя поймают
(причем достаточно быстро), а чтобы не поняли кого ловить,
воровать надо по чуть-чуть — а какой в этом смысл?
А когда на батарею начинают пробкотроны сматывать,
то можно и соседей долбануть ненароком — убить, скорее всего
не убьет, но дернет достаточно, для того, чтобы таких
умельцев с нецензурной фамилией по-матушке помянуть.
И если даже не убьет, а просто дернет, а чел от неожиданности
дернется и получит травму — то это уже уголовщина.