Вплив електричного струму на організм людини

Вплив електричного струму на організм людини має своєрідний і різнобічний характер. Проходячи через організм людини, електричний струм справляє термічну, електролітичну, механічну та біологічну дію.

Як відомо, організм людини складається з великої кількості солей та рідини, що є гарним провідником електрики, тому дія електричного струму на організм людини може бути летальною.

Вбиває не напругу, а струм

Це, мабуть, найголовніша проблема переважної більшості пересічних людей. Усі вважають, що небезпечна напруга, але мають рацію вони лише частково. Саме собою напруга (різниця потенціалів між двома точками ланцюга) на організм людини не впливає. Всі процеси, що стосуються поразки, проходять під дією електроструму тієї чи іншої величини.

Вище струм – більша небезпека. Часткова правота щодо напруги у тому, що з його значення залежить сила струму. Саме так – ні більше, ні менше. Усі, хто навчався у школі, легко згадають закон Ома:

Струм = напруга/опір (I=U/R)

Якщо вважати опір тіла людини величиною постійної (це зовсім так, але це пізніше), то струм, отже, і вражаюче дію електрики, безпосередньо залежатимуть від напруги. Вище напруга - вище за струм. Ось звідки переконання в тому, що чим вище напруга, тим вона небезпечніша.

Зв'язок струму з опором

Відповідно до закону Ома струм залежить і від опору. Чим нижчий опір, тим вищий і, отже, небезпечніший струм. Не буде умов для проходження струму (опір ланцюга нескінченно великий) - не буде небезпеки при будь-якій напрузі

Припустимо (тільки теоретично), ви сунули палець у розетку, стоячи на сирій землі та отримаєте потужний удар. Оскільки ваше тіло має невисокий опір, струм із розетки спрямується по ланцюгу людина – земля.

А тепер, перш ніж засунути палець у розетку, ви встали на діелектричний килимок або надягли діелектричні боти. Опір діелектричного килимка або бот настільки велике, що струм через них і, відповідно, вас, буде зневажливо малий - мікроампери. І хоча ви перебуватимете під напругою в 220 В, струм через вас текти практично не буде, а значить, і електричного удару ви не отримаєте. Ви взагалі не відчуєте жодного дискомфорту.

Саме з цієї причини птах, що сидить на високовольтному дроті (він оголений, не сумнівайтеся), спокійно чистить пір'їни. Більше того - якщо надмірно стрибучий чоловік, такий собі Бетмен, підскочить і вчепиться у фазний провід ЛЕП, з ним теж нічого не станеться, хоча він і виявиться під напругою в кіловольти. Повисить і стрибне. Електрики навіть мають такий тип робіт - під напругою (не плутайте з роботою на електроустановках, що знаходяться під напругою).

Але повернемося до варіанта з розеткою, у якому ви стояли на сирій землі. Вдарить – це факт. Але як сильно?

Визначення ступеня поразки

Опір людського тіла у нормальних умовах становить 500-800 Ом. Опір сирої землі можна в облік не брати - воно може виявитися вкрай низьким і на результат розрахунків не вплинути, але заради справедливості додамо до опору тіла ще 200 Ом. Швиденько вважаємо за наведеною вище формулою:

220/1000 = 0.22 А або 220 мА

Ступінь дії струму на організм людиникоротко можна висловити ось через такий список:

• 1-5 мА – відчуття поколювання, легкі судоми.
• 10-15 мА - сильний біль у м'язах, судомне їх скорочення. Самостійно звільнитись від дії струму можливо.
• 20-25 мА – сильний біль, параліч м'язів. Самостійно позбутися впливу струму майже неможливо.
• 50-80 мА – параліч дихання.
• 90-100 мА – зупинка серця (фібриляція), смерть.

Очевидно, що струм 220 мА набагато перевершує смертельне значення. Багато хто скаже, що опір тіла людини набагато більше за кілоом. Правильно. Опір верхнього шару шкіри (епідермісу) може досягати мегаома і навіть більше, але шар цей настільки тонкий, що відразу пробивається напругою вище 50 В. Тому у випадку з електророзетками на свій епідерміс можете не розраховувати.

Небезпека залежить від частоти

При значеннях напруги до 400 В змінний струм частотою 50 Гц набагато небезпечніший за постійний, оскільки, по-перше, опір тіла людини змінному струму нижче, ніж постійному. По-друге, біологічна дія електричного струму змінного типу набагато вища, ніж постійного.

При високих напругах, і, як наслідок, високих постійних струмах до списку вражаючих факторів додається процес електролізу, що відбувається в клітинних рідинах. У цьому випадку постійний струм стає небезпечнішим, ніж змінний. Він просто змінює хімічний склад рідин організму. Зі збільшенням частоти картина дещо змінюється: струм починає носити поверхневий характер.

Іншими словами, він проходить поверхнею тіла, не проникаючи вглиб організму. Чим вища частота, тим менший «шар» людського організму страждає. Наприклад, при частоті 20-40 кГц фібриляції серця не настає, оскільки струм через нього не тече. Натомість цього лиха з'являється інша - при високій частоті відбувається сильне ураження (опік) верхніх шарів тіла, яке з не меншим успіхом призводить до смерті.

Шляхи проходження електроструму через організм

Вплив струму на організм людини залежить тільки від його величини, а й від шляху проходження. Якщо людина просто залізла пальцями в розетку, то струм потече лише через кисть. Стоїть на сирій підлозі і торкнувся оголеного дроту – через руку, торс та ноги.

Цілком очевидно, що в першому випадку постраждає лише кисть, а звільнитися від дії електроструму не складе труднощів, оскільки м'язи руки вище кисті збережуть керованість. Другий випадок набагато серйозніший, особливо якщо рука ліва. Тут струм сковує м'язи, не даючи людині самостійно позбутися дії електрики. Але найгірше, що в цьому випадку страждають легені, серце та інші життєво важливі органи. Ті ж проблеми очікують при дорозі рука-рука, голова – рука, голова – ноги.

Вплив електричного струму на людину

Проходячи через тіло людини, електроенергія надає на організм відразу кілька видів дії. Усього їх існує чотири:

1. Термічне (нагрів).
2. Електролітичне (дисоціація, що призводить до порушення хімічних властивостей рідин).
3. Механічне (розрив тканин як наслідок гідродинамічного удару та судомного скорочення м'язів).
4. Біологічне (порушення біологічних процесів у клітинах).

Залежно від величини, шляху проходження, частоти та тривалості впливу електрострумів може викликати абсолютно різні як за характером, так і за тяжкістю пошкодження організму . Найпоширенішими з них можна вважати:

1. Судорожне скорочення м'язів.
2. Судорожне скорочення м'язів, дихання та серцебиття зберігаються.
3. Зупинка дихання, можливе порушення серцевого ритму.
4. Клінічна смерть, дихання та серцебиття немає.

Безпечна напруга

Для з'ясування цього питання не потрібно використовувати жодних формул - усе вже розраховане, запротокольоване та завізоване спеціально навченими людьми. Залежно від роду струму згідно з ПЕУ безпечною напругою рекомендується вважати:

Змінне до 25 В або постійне до 60 В – у приміщеннях без підвищеної небезпеки;

Змінне до 6 В або постійне до 14 В - у приміщеннях підвищеної небезпеки (сиро, металеві підлоги, струмопровідний пил та ін.).

Визначення крокової напруги

Це питання, яке представляє суто академічний інтерес, вимагає відповіді хоча б тому, що потрапити під напругу кроку може практично кожен, хто виходить із дому. Отже, припустимо, що на лінії електропередач обірвався дріт і впав на землю. При цьому короткого замикання не відбулося (земля відносно суха та пристрій аварійного захисту не спрацював). Але навіть суха земля має досить низький опір і по ній потік струм. Причому потік на всі боки як углиб, і по поверхні.

Завдяки опору ґрунту при віддаленні від дроту напруга поступово падає і на певній відстані зникає. Але практично воно не зникає безвісти, а поступово розподіляється, «розмазується» по землі. Якщо встромити щупи вольтметра в грунт на деякій відстані один від одного, то прилад покаже напругу, яка буде тим вищою, чим ближче провід, що впав, і більша відстань між щупами.

Якщо замість щупів опиняться ноги людини, яка бадьоро йде на роботу, то вона потрапить під напруження, яке і називається кроковим. Чим ближче впав провід і ширше крок, тим вище напруга.

Погрожує такий вид напруги тим самим, чим і звичайний - поразкою того чи іншого ступеня. Навіть якщо струм, що протікає по петлі нога-нога, виявиться і не дуже небезпечний, він може викликати судомне скорочення м'язів. Потерпілий падає і потрапляє під більш високу напругу (відстань руки - ноги більше), яка до того ж починає текти через життєво важливі органи. Ось тепер про безпеку і мови бути не може - людина потрапила під небезпечну для життя напругу.

Якщо ви відчули, що потрапили під напругу кроку (відчуття можна порівняти з тими, які виникають від дотику до «прання, що б'ється» прання). Поставте ноги разом, мінімально скоротивши відстань між ними і огляньтеся. Якщо ви бачите в радіусі 10-20 м електричну опору (стовп) або трансформаторну підстанцію, то, швидше за все, звідти й ростуть вуха проблеми. Починайте рухатися в протилежний від них бік кроками по кілька сантиметрів. Адже ви пам'ятаєте, що менше крок, тим нижче крокове напруження. Якщо зрозуміти, звідки напруга неможлива, виберіть довільний напрямок.