Электрический ток и его действие на организм человека. Безопасный ток Какую опасность представляет электрический ток

Допустимым следует считать ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока через тело человека: при длительности действия более 10 с -- 2 мА, а при 120 с и менее -- 6 мА.

Безопасным напряжением считают 36 В (для светильников местного стационарного освещения, переносных светильников и т. д.) и 12 В (для переносных светильников при работе внутри металлических резервуаров, котлов). Но при определенных ситуациях и такие напряжения могут представлять опасность.

Безопасные уровни напряжения получают из осветительной сети, используя для этого понижающие трансформаторы. Распространить применение безопасного напряжения на все электрические устройства невозможно.

В производственных процессах используются два рода тока -- постоянный и переменный. Они оказывают различное воздействие на организм при напряжениях до 500 В. Опасность поражения постоянным током меньше, чем переменным. Наибольшую опасность представляет ток частотой 50 Гц, которая является стандартной для отечественных электрических сетей.

Путь, по которому электрический ток проходит через тело человека, во многом определяет степень поражения организма. Возможны следующие варианты направлений движения тока по телу человека:

• - человек обеими руками дотрагивается до токоведущих проводов (частей оборудования), в этом случае возникает направление движения тока от одной руки к другой, т. е. “рука-рука”, эта петля встречается чаще всего;
• - при касании одной рукой к источнику путь тока замыкается через обе ноги на землю “рука-ноги”;
• - при пробое изоляции токоведущих частей оборудования на корпус под напряжением оказываются руки работающего, вместе с тем стекание тока с корпуса оборудования на землю приводит к тому, что и ноги оказываются под напряжением, но с другим потенциалом, так возникает путь тока “руки-ноги”;
• - при стекании тока на землю от неисправного оборудования земля поблизости получает изменяющийся потенциал напряжения, и человек, наступивший обеими ногами на такую землю, оказывается под разностью потенциалов, т. е. каждая из этих ног получает разный потенциал напряжения, в результате возникает шаговое напряжение и электрическая цепь “нога-нога”, которая случается реже всего и считается наименее опасной;
• - прикосновение головой к токоведущим частям может вызвать в зависимости от характера выполняемой работы путь тока на руки или на ноги -- “голова-руки”, “голова-ноги”.

Все варианты различаются степенью опасности. Наиболее опасными являются варианты “голова-руки”, “голова-ноги”, “руки-ноги” (петля полная). Это объясняется тем, что в зону поражения попадают жизненно важные системы организма -- головной мозг, сердце.

Продолжительность воздействия тока влияет на конечный исход поражения. Чем дольше воздействуeт электрический ток на организм, тем тяжелее последствия.

Условия внешней среды, окружающей человека в ходе производственной деятельности, могут повысить опасность поражения электрическим током. Увеличивают опасность поражения током повышенная температура и влажность, металлический или другой токопроводящий пол.

По степени опасности поражения человека током все помещения делятся на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.

Характер воздействия переменного и постоянного тока на организм человека представлен в таблице 1.

Таблица 1 - Характер воздействия переменного и постоянного тока на организм человека

Под электробезопасностью понимается система организационных и технических мероприятий по защите человека от действия поражающих факторов электрического тока.

Электротравма – результат воздействия на человека электрического тока и электрической дуги.

Электрический ток, проходя через живой организм, производит:

термическое (тепловое) действие, которое выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, крови, нервных волокон и т.п.;

электролитическое (биохимическое) действие – выражается в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов;

биологическое (механическое) действие – выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, сопровождается непроизвольным судорожным сокращением мышц (в том числе сердца, лёгких).

К электротравмам относятся:

· электрические ожоги (токовые, контактные дуговые, а также комбинированные);

· электрические знаки («метки»), металлизация кожи;

· механические повреждения;

· электроофтальмия;

· электрический удар (электрический шок).

В зависимости от последствий электрические удары делятся на четыре степени:

· судорожное сокращение мышц без потери сознания;

· судорожное сокращение мышц с потерей сознания;

· потеря сознания с нарушением дыхания или сердечной деятельности;

· состояние клинической смерти в результате фибрилляции сердца или асфиксии (удушья).

Основные неблагоприятные последствия, которые могут наступить вследствие поражения электрическим током:

Протекание электрического тока через органы человека может вызвать остановку сердца, дыхания; разрывы мышц, поражение мозга, ожоги. Такие повреждения характерны для поражающего тока величиной более 10 миллиампер, однако даже ток ощущения (1-2 мА) способен напугать человека, вследствие чего не исключены механические травмы (например, вследствие падения с высоты).

Факторы, определяющие исход поражения.

Основными факторами, определяющими исход поражения, являются:

· величина тока и напряжения;

· продолжительность воздействия тока;

· сопротивление тела;

· петля («путь») тока;

· психологическая готовность к удару.

Величина тока и напряжения.

Электрический ток, как поражающий фактор, определяет степень физиологического воздействия на человека. Напряжение следует рассматривать лишь как фактор, обуславливающий протекание того или иного тока в конкретных условиях – чем больше напряжение прикосновения, тем больше поражающий ток.

По степени физиологического воздействия можно выделить следующие поражающие токи:

пороговый ощутимый ток - наименьшее значение тока, вызывающего ощутимые раздражения;

пороговый неотпускающий ток - значение тока, вызывающее судорожные сокращения мышц, не позволяющие пораженному освободиться от источника поражения;

пороговый фибрилляционный ток - значение тока, вызывающее фибрилляцию сердца.

Фибрилляцией называются хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, полностью нарушающие ее работу.

Средние значения пороговых токов Ток Значение тока

порогового ощутимого, мA порогового неотпускаю-щего, мА порогового фибрил-ляционного, мА

Переменный частотой 50 Гц 0,5... 1,5 6... 10 50...100

Постоянный 5.0...20 50...80 300

На исход поражения сильно влияет сопротивление тела человека. Наибольшим сопротивлением (3...20 кОм) обладает верхний слой кожи (0,2 мм), состоящий из мертвых ороговевших клеток, тогда как сопротивление спинномозговой жидкости 0,5...0,6 Ом. Общее сопротивление тела за счет сопротивления верхнего слоя кожи достаточно велико, но как только этот слой повреждается - его значение резко снижается.

При расчетах, связанных с электробезопасностью, сопротивление тела человека принимают равным 1 кОм.

Длительность действия тока существенно влияет на исход поражения, так как с течением времени резко падает сопротивление кожи человека, более вероятным становится поражение сердца и возникают другие отрицательные последствия.

Наиболее опасно прохождение тока через сердце, легкие и головной мозг.

Степень поражения зависит также от рода и частоты тока. Наиболее опасен переменный ток частотой 20... 1000 Гц. Переменный ток опаснее постоянного при напряжениях до 300 В. При больших напряжениях - постоянный ток.

Поражение человека электрическим током может произойти в случаях:

прикосновения неизолированного от земли человека к токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением;

приближения человека, неизолированного от земли, на опасное расстояние к токоведущим незащищенным изоляцией частям электроустановок. Последние находятся под напряжением;

прикосновения неизолированного от земли человека к нетоковедущим металлическим частям (корпусам) электроустановок, оказавшимся под напряжением из-за замыкания на корпус;

соприкосновения человека с двумя точками земли (пола), находящимися под разными потенциалами в поле растекания тока ("шаговое напряжение");

удара молнии;

действия электрической дуги;

освобождения другого человека, находящегося под напряжением.

Путь («петля») тока через тело человека.

При расследовании несчастных случаев, связанных с воздействием электрического тока, прежде всего выясняется, по какому пути протекал ток. Человек может коснуться токоведущих частей (или металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением) самыми различными частями тела. Отсюда – многообразие возможных путей тока.

Наиболее вероятными признаны следующие:

«правая рука - ноги» (20% случаев поражения);

«левая рука - ноги» (17%);

«обе руки - ноги» (12%);

«голова - ноги» (5%);

«рука - рука» (40%);

«нога - нога» (6%).

Все петли, кроме последней, называются «большими», или «полными» петлями, ток захватывает область сердца и они наиболее опасны. В этих случаях через сердце протекает 8-12 процентов от полного значения тока. Петля «нога - нога» называется «малой», через сердце протекает всего 0.4% от полного тока. Эта петля возникает, когда человек оказывается в зоне растекания тока, попадая под шаговое напряжение.

Электрический ток оказывает отрицательное воздействие на человека и является опасным производственным фактором. При этом возможны следующие виды электротравм:
- электрический ожог;
- электрические знаки - возникают в местах контакта человека с токоведущими частями;
- металлизация кожи - проникновение в кожу мельчайших частиц металла;
- электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаз;
- электрический удар - электротравма, вызванная реакцией нервной системы на раздражение электрическим током.
Основными причинами поражения электрическим током являются:
- нарушение правил технической эксплуатации электроустановок; прикосновение к токоведущим частям;
- прикосновение к металлическим нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением из-за неисправности изоляции или заземляющих устройств.
В сухих помещениях для жизни человека опасно напряжение свыше 42 В, в сырых и особо влажных помещениях, в котлах, стальных и железобетонных резервуарах, колодцах и на земле - свыше 12 В.
Если человек попадает под напряжение, то через его тело протекает электрический ток. Действие электрического тока на человека зависит от многих факторов: от рода тока (переменный или постоянный); при переменном токе - от его частоты; от величины тока (или напряжения); длительности протекания тока; от пути прохождения тока через тело человека; физического и психического состояния человека.
Наиболее опасным для человека является переменный ток с частотой 50 - 500 Гц. Способность самостоятельного освобождения от тока такой частоты у большинства людей сохраняется при очень малой величине тока (до 10 мА). Величина тока, проходящего через попавшего под напряжение человека, зависит от величины напряжения установки и сопротивления всех элементов цепи, по которым протекает ток.
Сопротивление тела человека слагается из внешнего сопротивления - сопротивления кожи - и сопротивления внутренних органов. Сухая кожа человека имеет сопротивление около 100000 Ом, влажная - около 1000 Ом, а сопротивление внутренних органов - примерно 500 - 1000 Ом. Однако расчетное сопротивление принимается в 1000 Ом.

Известно, что при протекании тока сопротивление кожи падает, а клетки внутренних органов перерождаются, поэтому чем дольше человек находится под воздействием тока, тем сильнее и серьезнее последствия поражения.
Смертельное поражение человека электрическим током может наступить в результате прекращения работы сердца или остановки дыхания. При длительном действии тока (от нескольких секунд до нескольких минут) возможны одновременное прекращение работы сердца и органов дыхания. В результате воздействия на сердце электрического тока с частотой 50 Гц возникает хаотическое сокращение отдельных волокон сердечной мышцы, так называемая фибрилляция. При наступлении фибрилляции работа сердца прекращается, что приводит к остановке кровотока и быстрому наступлению смерти. В настоящее время за величину тока, вызывающую смертельный исход, принят ток в 100 мА, действующий на человека от 1 до 2 с. Степень воздействия тока на организм человека приведена в таблице.
Наибольшей опасности человек подвергается тогда, когда ток проходит по жизненно важным органам (сердце, легкие) или клеткам центральной нервной системы. Однако смертельный исход возможен при малых напряжениях (12 - 36 В) в результате соприкосновения токоведущих частей с наиболее уязвимыми частями тела - тыльная сторона ладони, щека, шея, голень, плечо.
Если выключить электрический ток, то нормальная работа сердца сама по себе не восстановится. Однако прекращение видимых признаков жизни - дыхательного движения и сердцебиения - еще не означает действительного наступления смерти. Во-первых, такими явлениями сопровождается тяжелая форма шока, во-вторых, даже при прекращении дыхания и сердцебиения, т. е. при наступлении так называемой клинической смерти, человека еще можно спасти путем искусственного дыхания и непрямого массажа сердца, если их начать немедленно. У здорового человека период клинической смерти продолжается до 7 - 8 мин.

Характер воздействия тока на организм человека

Установлено, что в момент поражения электрическим током большое значение имеет физическое и психическое состояние человека. Если человек голоден, утомлен, опьянен или нездоров, то сопротивление его организма снижается, т. е. вероятность тяжелого поражения возрастает. При соблюдении правил безопасности, т. е. при внимательной и осторожной работе, вероятность поражения электрическим током уменьшается.
Иногда создается обманчивое представление о безопасности прикосновения к токоведущим частям напряжением до 220 В, основанное на фактах, когда человек, прикоснувшись к токоведущим частям, не пострадал. Действительно, подобные случаи возможны, если прикоснувшийся был хорошо изолирован от земли, находился в сухом помещении. Но практически в условиях эксплуатации всегда имеется ряд неблагоприятных обстоятельств, увеличивающих опасность прикосновения. К ним относятся сырость, высокая температура в помещении, влажная кожа тела, наличие токопроводящих полов (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных), деревянных полов, увлажненных или загрязненных эмульсией с металлической стружкой. Человек, привыкший безнаказанно прикасаться к токоведущим частям в благоприятных условиях, может быть смертельно поражен при наличии одного из неблагоприятных факторов. Статистика показывает, что число несчастных случаев, в том числе со смертельным исходом, при напряжениях от 120 до 380 В составляет более половины от всех несчастных случаев.

Прежде чем приступить к самостоятельной работе, связанной с электричеством у себя в квартире или в частном доме, необходимо знать, что эти работы очень опасны.

Для человека напряжение, которое уже опасно для его жизни начинается от 25 В.

Как известно, элек­трический ток невидим, неслышен и без запаха. Однако при всей своей незаметности электричество заставляет работать электроприборы, которые освещают и обогревают дома. Но эта энергия с легкостью из созидательной может перейти в разряд разрушительной и даже смертельной.

В чем же опасность контакта тока с человеком? Основных причин две:

• первая - это механическое пораже­ние тканей человека;
• вторая - влияние электричества на нервную систему.

Как известно, у человека механизм передачи нервных сигналов имеет в основе электрохимическую природу. Проще говоря, у человека есть собственное электриче­ство. При помощи нервных сигналов происходит движение мышц, в том числе и сердца, осуществляются координация и управление всеми внутренними органами. В случае контакта с находящимся под напряжением проводником организм человека реагирует на это как на сигнал собственной нервной системы, но гораздо мощнее. Мышцы судорожно сжимаются, приходя в состояние постоянного напряжения, и расслабить их не удается, так как входящий извне сигнал намного превосходит команды самого организма.

Всем известно золотое правило электриков - прикасаться к оголенным проводникам тыльной стороной ладони, чтобы мышцы руки, получив удар элек­тричеством, сжали кисть в кулак, тем самым оттолкнув руку от контакта. В обратном же случае ладонь плотно обхватит проводник и разжать ее будет невозможно. Человек окажется под непрерывным воздействием тока, что очень опасно. При особенно сильном влиянии тока возможны вывихи, разрывы связок и даже переломы костей, вызванные мощными мышечными сокращениями.

Опасным для человека считается напряжение от 25 В. В данной ситуации нужно чет­ко отличать напряжение и силу тока. Убивает именно сила. Для примера: голубые искорки статических разрядов имеют напряжение 7000 В, но ничтожную силу, тогда как напряжение в розетке 220 В. но с силой тока 10-16 А может стать причиной смерти. Более того, прохождение тока с силой 30-50 мА через сердечную мышцу уже может вызвать фибрилляцию (трепетание) сердечной мышцы и рефлекторную остановку сердца.

Чем это закончится, вполне понятно. Если ток не заденет сердце (а пути электри­чества в человеческом организме весьма причудливы), то его воздействие может вызвать паралич дыхательных мышц, что тоже ничего хорошего не сулит. Случались совершенно поразительные происшествия, когда электрический ток, не оставляя видимых повреждений, буквально зажаривал внутренние органы, доводя их до кипения.

Механическое поражение тканей ор­ганизма подразделяется по воздействию на физическое и химическое.

Физическое воздействие

Это прежде всего тепловое пораже­ние. Выделение тепла при прохождении электрического тока через проводник (в данном случае человеческое тело) за­висит от сопротивления этого провод­ника. Данная величина для сухой человеческой кожи составляет примерно 1000 Ом, что вполне достаточно для получения ожогов различной степени тяжести (это, конечно, зависит от силы тока и не означает, что предпочтительнее контакт электричества с мокрой кожей).

Сопротивление резко падает, и электри­ческий разряд проникает в тело челове­ка дальше, сильнее воздействуя на вну­тренние органы.

К физическому воздействию отно­сится также поражение глаз при вспыш­ках электродуги или короткого замы­кания. Жесткий ультрафиолет может серьезно обжечь сетчатку глаза, вызвав кратковременную или постоянную сле­поту, инверсию цветовосприятия и т. д.

Химическое воздействие

При прохождении разряда по тканям человека ток изменяет электролитиче­ские свойства тканевой жидкости, крови, лимфы и др. Это чревато серьезными последствиями, поскольку состав крови неизменен и должен таковым оставать­ся. Сдвиг показателей кислотности, свойств эритроцитов и химического состава может вызвать тяжелое поражение организма.

Как видно из всего вышесказанного, практически любой контакт с электри­чеством если не смертелен, то весьма неприятен. Степень поражения зависит от силы тока и времени воздействия на организм человека. Далеко не всегда прохождение разряда через тело челове­ка вызывает столь тяжкие последствия. По статистике, на каждые 120-140 тыс. случаев контакта с электричеством только один заканчивается летальным исходом.

Гораздо чаще имеют место ситуа­ции, когда контакт приводит к разным по тяжести травмам. Однако это вовсе не повод относиться к электричеству спу­стя рукава. Особенно там, где человек часто с ним контактирует: при электромонтажных работах или ремонте. Чтобы снизить до минимума риск подвергнуться поражению током, необходимо как следует изучить основные правила безопасности и применять средства защиты.

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 (), 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 .

Не исключаются также причины неисправности и поломки приборов (при пользовании электрическим чайником, СВЧ-печью, и другими бытовыми приборами; , или при , либо при и многое другое), используемых в быту, и электрических агрегатов и , 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 — .

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 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 , 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.