Меню

Физиологическое действие тока это определение



ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

date image2015-05-14
views image602

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Физиологическое действие тока на ранней стадии развития науки об электричестве было единственным,
о котором было известно ученым, и было основано на собственных ощущениях экспериментаторов.

Одним из первых, кто ощутил на себе действие тока, был голландский физик П.Мушенбрук,
живший в 18 веке. Получив удар током он заявил, что «не согласился бы подвергнуться
ещё раз такому испытанию даже за королевский трон Франции.»

отрицательное действие :

Электрический ток вызывает изменения в нервной системе, выражающиеся в ее раздражении
или параличе. При воздействии электрического тока возникают судорожные спазмы мышц.
Принято говорить, что электрический ток человека «держит»: пострадавший не в состоянии
выпустить из рук предмет — источник электричества.
___

При поражении достаточно сильным электрическим током происходит
судорожный спазм диафрагмы — главной дыхательной мышцы в организме — и сердца.
Это вызывает моментальную остановку дыхания и сердечной деятельности. Действие электрического тока на мозг вызываетпотерю сознания. Соприкасаясь с телом человека, электрический ток
оказывает также тепловое действие, причем в месте контакта возникают ожоги III степени.
___

Постоянный ток менее опасен, чем переменный в электросети, который даже под напряжением 220В может вызвать очень тяжелое поражение организма. Действие электрического тока на человека усиливается при наличии промокшей обуви, мокрых рук, которым свойственна
повышенная электропроводность.
___

При поражении молнией на теле пострадавшего возникает древовидный рисунок синюшного цвета. Принято говорить, что молния оставила свое изображение.
В действительности при поражении молнией происходит паралич подкожных сосудов.

положительное действие :

Электрошок — электрическое раздражение мозга , с помощью которого лечат некоторые психические заболевания.
Дефибрилляторы — электрические медицинские приборы, используемые при восстановлении
нарушений ритма сердечной деятельности посредством воздействия на организм кратковременными высоковольтными электрическими разрядами.
Гальванизация — пропускание через организм слабого постоянного тока, оказывающего болеутоляющий эффект и улучшающий кровообращение.

Источник

Физиологическое воздействие электрического тока на организм человека и его последствия. Сопротивление организма человека прохождению электрического тока

Действие электрического тока на организм человека многообразно и зависит от многих факторов.

Ток, проходя через организм, вызывает нарушение деятельности центральной нервной системы, органов кровообращения, дыхания и др. Степень этих нарушений и тяжесть поражения зависят от различных факторов: напряжения и силы тока, продолжительности его действия на организм, величины сопротивления ему тканей организма, физического и психического состояния человека. Болезненное состояние, опьянение, общая слабость, юный или престарелый возраст пострадавшего снижают сопротивляемость действию электрического тока. Проходя через тело, ток действует двояко: во-первых, встречая сопротивление тканей, он превращается в тепло, которое тем больше, чем больше сопротивление. Наиболее велико сопротивление кожи, вследствие чего возникают её ожоги (от незначительных местных изменений до тяжёлых ожогов вплоть до обугливания отдельных участков тела); во-вторых, ток приводит мышцы, в частности, дыхательные и сердечные, в состояние длительного сокращения, что может вызвать остановку дыхания и прекращение сердцебиения. Проходя через головной и спинной мозг, ток вызывает нарушение их деятельности. Нередко пострадавший гибнет на месте травмы.

Более опасен электрический удар, так как при нем поражается весь организм. Смерть наступает от паралича сердца или дыхания, а иногда от того и другого одновременно.

Электрическими травмами называют поражение током внешних частей тела; это ожоги, металлизация кожи и др. Поражения током носят, как правило, смешанный характер и зависят от величины и рода тока, протекающего через тело человека, продолжительности его воздействия, путей, по которым проходит ток, а также от физического и психического состояния человека в момент поражения.

Переменный ток промышленной частоты человек начинает ощущать при 0,6 — 15 мА. Ток 12 — 15 мА вызывает сильные боли в пальцах и кистях. Человек выдерживает такое состояние 5—10 с и может самостоятельно оторвать руки от электродов. Ток 20 — 25 мА вызывает очень сильную боль, руки парализуются, затрудняется дыхание; человек не Может самостоятельно освободиться от электродов. При токе 50 — 80 мА наступает паралич дыхания, а при 90—100 мА — паралич сердца и смерть.

Менее чувствительно человеческое тело к постоянному току. Его воздействие ощущается при 12 — 15 мА. Ток 20 — 25 мА вызывает незначительное сокращение мышц рук. Только при токе 90—110 мА наступает паралич дыхания. Самый опасный — переменный ток частотой 50 — 60 Гц. С увеличением частоты токи начинают распространяться по поверхности кожи, вызывая сильные ожоги, но не приводя к электрическому удару.

Читайте также:  Предельный диффузионный ток в электрохимии

Величина тока, проходящего через тело человека, зависит от сопротивления тела н приложенного напряжения. Наибольшее сопротивление току оказывает верхний роговой слой кожи, лишенный нервов и кровеносных сосудов. При сухой неповрежденной коже сопротивление человеческого тела электрическому току равно 40 000 — 100 000 Ом.

Роговой слой имеет незначительную толщину (0,05 — 0,2 мм) и при напряжении 250 В мгновенно пробивается. Повреждение рогового слоя уменьшает сопротивление человеческого тела до 800 — 1000 Ом. Сопротивление уменьшается также с увеличением времени воздействия тока. Поэтому очень важно быстро устранить соприкосновение пострадавшего с токоведущими частями.

Электрическое сопротивление тела человека

Сила тока Iч, проходящего через какой-либо участок тела человека, зависит от подведенного напряжения Uпр (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления zт оказываемого току данным участком тела,

На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела.

Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под этим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С с сопротивлением rн. В наружном слое кожи ток протекает по двум параллельным путям: через активное наружное сопротивление rн и емкость С, (рисунок 1) электрическое сопротивление которой

где ω = 2nf — угловая частота, Гц; f — частота тока, Гц.

Тогда полное сопротивление наружного слоя кожи для переменного тока zн = rн xc /√ rн2 +xc 2

Сопротивление rн и емкость С зависят от площади электродов (площадь контакта). С ростом площади контакта rн уменьшается; а емкость С увеличивается. Поэтому увеличение площади контакта приводит к уменьшению полного сопротивления наружного слоя кожи.

Опыты показали, что внутреннее сопротивление тела человека rв можно рассматривать как чисто активное. Таким образом, для пути тока «рука—рука» общее электрическое сопротивление тела может быть представлено схемой замещения, приведенной на рисунке 2. С увеличением частоты тока из-за уменьшения xc сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах (более 10 кГц) практически становится равным внутреннему сопротивлению rв . Зависимость сопротивления тела человека от частоты приведена на рисунке 3.

Между током, протекающим через тело человека, и приложенным к нему напряжением существует нелинейная зависимость: с увеличением напряжения сила тока растет быстрее. Это объясняется главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека. Так, при напряжении на электродах 40—45 В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности электрического поля, при которых полностью или частично происходит пробой наружного слоя, что снижает полное сопротивление тела человека (рисунок 4). При напряжении 127—220 В оно практически падает до значения внутреннего сопротивления тела. Это сопротивление принимается равным 1 кОм.

Зная допустимые значения силы токов для различной длительности воздействия и полное сопротивление тела человека zт можно определить допустимое напряжение прикосновения

Источник

Действие электрического тока на организм человека

Поражающее действие электрического тока на организм человека принято называть электротравматизмом. Необходимо принять во внимание, что этому виду производственных травм свойственно большое число исходов с тяжелыми и даже летальными последствиями. Ниже представлен график, демонстрирующий процентное соотношение между ними.

Процентное соотношение последствий от электротравм

Процентное соотношение последствий от электротравм

Как показывает статистика, наибольший процент электротравм (от 60 до 70%) приходится на эксплуатацию электрооборудования до 1000 вольт. Такой показатель объясняется как распространенностью установок данного класса, так и слабой подготовкой рабочего персонала.

В большинстве случаев получение электротравм связано с нарушением норм безопасности и незнанием элементарных законов электротехники. Например, электробезопасность не допускает использовать пенные огнетушители как первичные средства пожаротушения электрооборудования.

Охрана труда требует, чтобы все, кто работает с электрооборудованием, в обязательном порядке проходили инструктаж электробезопасности. Где рассказывается об опасности электротока, какие меры необходимо предпринимать при электротравмах, а также способы оказания необходимой в этих случаях помощи.

Заметим, что количество электротравм значительно ниже среди лиц, обслуживающих электрооборудование с напряжением свыше 1000В, это указывает на хорошую подготовку таких специалистов.

Читайте также:  Зуб бьет током нерв

Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током

Есть несколько доминирующих причин, от которых зависит характер повреждений при электротавме:

    • силы протекающего, постоянного или переменного электротока (повреждения от последнего более фатальны);
    • продолжительность действия электротока (чем оно дольше, тем большая вероятность получить тяжелое поражение). На рисунке показана зависимость повреждений от времени воздействия; Влияние фактора времени на характер поврежденийВлияние фактора времени на характер повреждений
    • каким путем будет протекать электроток; Опасные пути протекания электричестваОпасные пути протекания электричества
    • физическое, а также психологическое состояние (влияет на сопротивление человеческого тела).

Виды воздействия

Электроток силой от 0,5 до 1,5 мА считается минимальным для восприятия человеком, когда происходит превышение этого порогового значения, начинает появляться ощущение дискомфорта, которое выражается в непроизвольном сокращении мышечной ткани.

При 15 мА и более полностью теряется контроль над мышечной системой. В этом состоянии без посторонней помощи оторваться от электрического источника не представляется возможным, поэтому данную пороговую величину силы электротока называют неотпускаемой.

При силе электротока, переходящей рубеж 25 мА, происходит паралич мышц, отвечающих за работу дыхательной системы, что грозит удушьем. Если этот порог существенно превышается, наступает фибрилляция (сбой сердечного ритма).

Видео: действие электрического тока на организм человека

Ниже приведена таблица, где указана допустимая величина напряжения, тока и времени их воздействия.

Допустимая величина напряжения, тока и времени их воздействия

Допустимая величина напряжения, тока и времени их воздействия

Электротравмы могут произвести следующие виды воздействий:

  • тепловое, появляются ожоги различной степени, которые могут нарушить работу как кровеносных сосудов, так и внутренних органов. Обратим внимание, что термическое проявление действия электротока наблюдается при большинстве электротравм;
  • воздействие электролитического характера становится причиной изменения физического и химического состава тканей, вследствие расщепления крови и прочих жидкостей организма;
  • физиологическое, приводит к судорожным сокращениям мышечных тканей. Заметим, что биологическое действие электротока также нарушает работу и других важных органов, например, сердца и легких.

Виды электротравм

Воздействие электротока вызывает следующие характерные повреждения:

  • электроожоги, могут возникнуть вследствие прохождения электротока или быть вызваны электрической дугой. Заметим, что такие электротравмы встречаются чаще всего (около 60%);
  • появление на коже овальных пятен серого или желтого цвета в местах прохождения электротока. Омертвевший слой кожного покрова огрубевает, через какое-то время такое образование, называемое электрическим знаком, самостоятельно сходит;
  • проникновение мелких частиц металла (оплавившегося от КЗ или электродуги) в кожный покров. Такой вид травмы называют металлизацией кожи. Для пораженных участков характерен темно-металлический оттенок, прикосновение к нему вызывает болезненные ощущения;
  • световое действие, становится причиной электроофтальмии (воспалительного процесса глазной оболочки) из-за ультрафиолетового излучения, характерного для элетродуги. Для защиты достаточно использовать специальные очки или маску;
  • механическое воздействие (электрический удар) происходит вследствие непроизвольного сокращения мышечной ткани, в результате этого может случиться разрыв кожного покрова или других органов.

Заметим, что из всех описанных выше электротравм наибольшую опасность представляют последствия электрического удара, их разделяют по степени воздействия:

  1. вызывают сокращения мышечной ткани, при этом пострадавший не теряет сознания;
  2. судорожные сокращения мышечных тканей, сопровождается потерей сознания, кровеносная и дыхательная системы продолжают функционировать;
  3. происходит паралич дыхательной системы и нарушение сердечного ритма;
  4. наступление клинической смерти (дыхание отсутствует, сердце останавливается).

Шаговое напряжение

Учитывая нередкие случаи поражения от шагового напряжения, имеет смысл рассказать подробнее о механизме его воздействия. Обрыв линии электропередач, или нарушение целостности изоляции в проложенном под землей кабеле приводят к образованию вокруг проводника опасной зоны, в которой происходит «растекание» тока.

При попадании в эту зону можно подвергнуться воздействию напряжения шага, его величина зависит от разности потенциалов между местами, где человек касается земли. На рисунке наглядно продемонстрировано как это происходит.

Как возникает напряжение шага

Как возникает напряжение шага

На рисунке отмечено:

  • 1 – электропроводка;
  • 2 – место падения оборвавшегося провода;
  • 3 – человек, попавший в зону растекания электротока;
  • U 1 и U 2 – потенциалы в точках, где ноги соприкасаются с землей.

Напряжение шага (Vш)определяется следующим выражением: U 1 -U 2 (В).

Как видно из формулы, чем больше будет расстояние между ступнями, тем значительней разность потенциалов и выше Vш. То есть, при попадании на участок, где происходит «растекание» электротока, для выхода из него нельзя делать большие шаги.

Как необходимо действовать, оказывая помощь при электротравмах

Первая помощь при поражении электрическим током заключается в определенной последовательности действий:

Читайте также:  Ток коррозии чему равен

    освободить человека от контакта с электроисточником. Для этого необходимо отключить установку от сети питания. Если в силу определенных причин выполнить это не представляется возможным, для аварийного отключения следует использовать специальные средства. Например, набросить провод на линию электропередач или перерубить кабель при помощи топора. В процессе оказания помощи нельзя забывать про собственную безопасность — нельзя касаться открытых участков кожи человека, контактирующего с электроисточником.
    Когда происшествие случилось при работе с оборудованием до 1000 В, можно использовать диэлектрические подручные средства, например, кусок сухого дерева. Также допускается оттягивать человека за края одежды (если она не мокрая).
    На установках с напряжением, превышающим 1000 В, для оказания помощи используются спецсредства защиты

Освобождение от воздействия электротока на установках более 1000В «A» и до 1000В «B»

Освобождение от воздействия электротока на установках более 1000В «A» и до 1000В «B»

  • определить, в каком состоянии находится пострадавший;
  • произвести оценку нанесенных повреждений;
  • произвести действия, необходимые для спасения жизни пострадавшего;
  • вызвать медицинскую помощь и поддерживать жизненные функции пострадавшего до ее прибытия.
  • Источник

    Физиологическое действие электрического тока

    Вольта много внимания уделял изучению различных свойств электрического тока, причём наблюдал его действие преимущественно на людях. Это и неудивительно, ведь никаких электроизмерительных приборов (кроме электроскопа да лягушачьей лапки) тогда не существовало.

    Вольта пытался, например, выяснить влияние тока на зрение, на обоняние, на вкус. Однажды в присутствии Наполеона учёный выстроил полукругом цепочку гренадёров и предложил им всем взяться за руки, а крайним в цепи прикоснуться к концам вольтова столба. Из-за непроизвольного сокращения мышц все гренадёры одновременно подпрыгнули! Вольта и его современникам удавалось избегать трагических последствий подобных опытов, поскольку мощность их батарей была невелика. Однако даже сравнительно слабый (доли ампера) электрический ток далеко не безобиден по отношению к живым организмам. Проходя через жизненно важные органы (сердце, лёгкие, мозг) людей и теплокровных животных, ток может вызвать паралич дыхания, остановку сердца или ожог.

    Наиболее опасен для человека переменный ток небольшой частоты (в том числе обычный промышленный ток), постоянный ток менее вреден. Предельно допустимое значение напряжения при воздействии на человека переменного тока в течение одной секунды составляет 36 В, постоянного – 200 В. При этом предельная величина силы тока равна соответственно 6 и 15 мА. С точки зрения безопасности очень важной величиной является так называемый пороговый неотрываемый ток, то есть минимальное значение тока, которое вызывает настолько сильные судорожные сокращения мышц, что человек не может самостоятельно освободиться от зажатого в руке проводника. Среднее значение порогового неотрываемого тока (при прохождении от рук к ногам) для взрослых мужчин – 15 мА, для женщин – 10 мА.

    Сила проходящего через тело тока зависит не только от приложенного напряжения, но и от сопротивления тела, а оно может меняться в очень широких пределах в зависимости от влажности кожи и даже от нервного состояния организма. Особенно опасно напряжение, приложенное к мокрому телу. Известны случаи, когда люди, принимавшие ванну и слушавшие в это время радиопередачу по обычной городской сети или говорившие по телефону, погибали из-за того, что динамик или телефон, включённые в розетку, падали в воду.

    Следует иметь в виду, что на теле человека, в том числе на тыльной стороне руки, есть чувствительные места: проходя через них, даже очень слабый ток вызывает тяжёлые поражения. Смерть может наступить и тогда, когда ток не проходит через жизненно важные органы. Были зарегистрированы смертельные случаи от тока напряжением 220 В, проходившего от тыльной стороны руки к ладони.

    Поэтому все работы с электрическим током следует проводить с большой осторожностью, пользуясь резиновыми перчатками, изолирующим резиновым ковриком, инструментами с изолированными ручками.

    АГТУ. Заказ № . Тираж экз. 2006

    * Измерение электродного потенциала можно сравнить с измерением высоты гор и глубины морских впадин, где за нулевую точку условно принимают уровень моря. Абсолютную высоту точки на поверхности Земли, то есть расстояние между этой точкой и центром земного шара, определить невозможно, так же как невозможно измерение абсолютного значения электродного потенциала.

    Источник