Меню

Минимальная сила тока раздражающее действие которого ощущает человек это



Действие электрического тока

Электромагнитное воздействие

Рассмотрим два вида электромагнитных воздействий на орга­низм человека: воздействие электрического тока и воздействие электромагнитных полей.

В электрической сети действие на организм или органы оказы­вает электрический ток, т. е. заряд, протекающий через биологичес­кий объект в единицу времени.

Сопротивление тела человека между двумя касаниями (электро­дами) складывается из сопротивления внутренних тканей и органов и сопротивления кожи. Электросопротивление можно смоделировать

Ч.ПРКТПиЦргкпй пргткт пполотап цр^ц(уц эдд рИС 12 2 СОСТОЯЩЕЙ ИЗ ОР-

зисторов и конденсаторов, отображающих омические (/?) и емкост­ные (С) свойства биологических тканей.

Сопротивление (Rbh) внутренних частей организма слабо зави­сит от общего состояния человека, в расчетах принимают R = 1 кОм (для пути «ладонь — ступня»). Сопротивление кожи #к при про­хождении тока от ее поверхности к внутренним тканям в десятки раз больше /?вн. Поэтому для постоянного и низкочастотного тока (50—60 Гц) сопротивление кожи при точечном контакте является определяющим фактором, который ограничивает ток. (При высо­ких частотах более существенным фактором является внутреннее сопротивление тела). Следовательно, в большинстве ситуаций дей­ствие тока, протекающего через тело, в основном зависит от со­стояния тела в точке контакта. Сухая кожа имеет высокое со­противление, а влажная или мокрая кожа будет обладать низким сопротивлением, так как ионы, находящиеся во влаге, обеспечат прохождение тока в тело. При сухой коже сопротивление между крайними точками тела (ладонь — ступня) может быть равным 10 5 Ом, а при мокрой коже может составить 1% этого значения. Полное сопротивление тела между влажными руками принимают равным 1500 0м.

Максимальные токи, которые возникнут при контакте с быто­вой электросетью с напряжением 220 В, будут равны:

/ = 220 В/10 5 Ом = 2,2 мА (сухая кожа),

/ = 220 В/1500 Ом = 146 мА ( мокрая кожа).

Ток 1 мА при прохождении через тело будет едва заметен, но ток 146 мА будет смертелен даже при кратковременном воздействии.

Сопротивление кожи Rk существенно зависит от внутренних и внешних причин (потливость, влажность, наличие раневого по­вреждения). Кроме того, на разных участках тела кожа имеет раз­ную толщину и, следовательно, различное сопротивление. Поэто-му, учитывая изменчивость сопротивления кожи, ее вообще при расчетах не учитывают, принимая /?к = 0. Ток, протекающий через тело, рассчитывают по формуле:

Действие переменного тока на организм оценивается порого­выми значениями.

Порог ощутимого тока — минимальная сила тока, раздра­жающее действие которого ощущает человек.

Эта величина зависит как от индивидуальных особенностей человека, так и от частоты тока, места и площади контакта. У мужчин для участка «предплечье — кисть» на частоте 50 Гц эта величина составляет приблизительно 1 мА. У детей и женщин по­роговые значения несколько меньше.

Порог неотпуекающего тока — минимальная сила тока, вы­зывающая такое сгибание сустава, при котором человек не может самостоятельно освободиться от проводника.

Для мужчин эта величина составляет 10—15 мА.

Наиболее чувствительными к электрическому току частями орга­низма являются мозг, грудные мышцы и нервные центры, которые контролируют дыхание и сердце. Поэтому последствия электротрав­мы зависят от того, какая часть тела оказалась включенной в элек­трическую цепь. Очень опасно, если электрический ток идет через сердце. Опасно и действие тока на кожу лица, где слабо развит рого­вой слой, обеспечивающий высокое сопротивление кожных покро­вов. Низким сопротивлением обладают слизистые оболочки.

Характер электротравмы зависит и от силы тока. Так, при вклю­чении в цепь обеих рук с органами грудной клетки, расположенными между ними, происходит следующее:

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Поражение электрическим током

date image2014-02-13
views image1308

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Электрические методы с каждым годом все шире применяют в медицине для лечения и диагностики, и поэтому крайне важно знать, в каких пределах электрический ток можно считать безопасным. Поражение током в основном связано с двумя причинами: воздействием тока на нервные центры, следствием чего являются остановка дыхания и смерть от асфиксии, и фибрилляцией желудочков сердца; кроме того, у людей поражение током часто связано с серьезными нарушениями мозгового кровообращения.

Ритмичная деятельность сердца управляется синусовым узлом, находящимся в зоне предсердий. Потенциал действия, возникающий в этом узле, вызывает сокращение сначала в области предсердий, а затем (у человека примерно через 0,1 с) в области желудочков. Эта задержка дает возможность предсердиям вытолкнуть кровь в желудочки до начала их сокращения. Импульс потенциала действия возвращается обратно по стенкам желудочков. Прежде чем следующий импульс из синусового узла вновь приводит в сокращение желудочки, проходит примерно 0,8 с. Таким образом, сердце работает в режиме самовозбуждения. Если ток от внешнего источника проходит через сердце, то он может привести в возбуждение мышечные волокна и потенциал действия будет распространяться по сердцу по всем направлениям, что вызовет нескоординированные сокращения желудочков. Это явление носит название желудочковой фибрилляции. Она может возникнуть и под действием других причин (отравление, внезапное охлаждение при прыжке в холодную воду, в ходе хирургической операции и т. п.). Однажды возникнув, фибрилляция самопроизвольно не прекращается, даже если вызвавшие ее причины устранены. В течение 1–2 мин сердечные мышцы, не получающие коронарной крови, слабеют, нормальные сокращения мышц прекращаются, что ведет к летальному исходу. Однако фибрилляцию можно прекратить, если к беспорядочно сокращающимся мышцам направить внешний электрический импульс, кратковременный, но значительной силы тока. Под действием этого импульса мышцы сердца сокращаются одновременно, а после прекращения импульса происходит одновременное расслабление мышц. При этом синусовый узел снова подчиняет себе все волокна сердечной мышцы, и ритмичная деятельность сердца возобновляется. Ток для фибрилляции должен быть не менее 1 А; при токе меньшей силы не все волокна начнут сокращаться ритмично. Именно поэтому поражение током с напряжением 220 В чаще всего приводит к смертельному исходу, так как через сердечную мышцу проходит ток 0,1–0,2 А, который и вызывает фибрилляцию. В отличие от этого, ток большего напряжения вызывает сильные ожоги, но не обязательно вызывает фибрилляцию и моментальную смерть, так как сильный ток производит судорожное сжатие сердечной мышцы, а после кратковременного прохождения тока ее деятельность может восстановиться. В настоящее время электрические дефибрилляторы успешно применяют в клинической практике для восстановления сердечной деятельности,. а также для дефибрилляции матки при патологических родах. Электроды прикладывают к груди и к спине, причем для создания тока в 1 А через сердце приходится пропускать через тело ток примерно 10 А при напряжении в несколько киловольт. Для предупреждения ожогов дефибрилляция должна проводиться лишь непродолжительное время.

Читайте также:  Найти величину средней эдс возникающей при размыкании тока 1

Ритмические сокращения сердца и возникающие при этом потенциалы действия тесно связаны и взаимообусловлены. За последние годы достигнуты значительные успехи в разработке кардиостимуляторов – миниатюрных радиоэлектронных устройств, которые, будучи вживлены в грудную клетку человека или животного, имеющих нарушения сердечной деятельности, навязывают вынужденные электрические колебания в сердечной мышце и обеспечивают тем самым правильный режим ее ритмических сокращений.

Токи, недостаточные для создания фибрилляции, могут парализовать нервные центры, контролирующие органы дыхания, что приводит к асфиксии. Безусловно опасными, с возможным смертельным исходом считают токи, превышающие 100 мА (для человека). Для животных данных об электробезопасности значительно меньше, тем не менее известно, что вызывают фибрилляцию и летальный исход следующие токи: у телят – 200– 300 А, у овец – 150–200, у свиней 170–200, у крупного рогатого скота – 220 А при температуре окружающей среды более 30ºС и 350 А при 10°С.

Сила тока, протекающего через тело, зависит от приложенного напряжения и, естественно, от электросопротивления. Сопротивление тела определяется многими причинами: местоположением электродов (ток идет от головы к ногам, от одной ноги к другой и т. п.), состоянием кожи (чистая, грязная, влажная) и нервной системы.

Общей закономерности, какие напряжения следует считать опасными, а какие нет, не существует. Отмечали случаи смертельного поражения людей при напряжении 12 В и случаи выживания при поражении током высокого напряжения (например, при казни на электрическом стуле).

Согласно закону Вейсса, чем короче продолжительность протекания тока, тем выше должно быть максимальное значение силы тока для получения раздражения равной интенсивности. Наиболее существенные изменения возникают при продолжительности протекания тока менее 10 мс.

Пороговые значения тока. Действие, которое оказывает на организм переменный синусоидальный ток, характеризуют двумя пороговыми значениями: порогом ощутимого тока и порогом неотпускающего тока. Эти значения зависят от индивидуальных особенностей организма и являются случайными величинами. Их средние значения и называют пороговыми значениями переменного тока.

Порог ощутимого тока – минимальная сила тока, раздражающее действие которого ощущает человек.

Эта величина зависит как от индивидуальных особенностей человека, так и от частоты тока, места и площади контакта. У мужчин для участка «предплечье–кисть» на частоте 50 Гц эта величина составляет приблизительно 1 мА. У детей и женщин пороговые значения обычно меньше.

Порог неотпускающего тока – минимальная сила тока, вызывающая такое сгибание сустава, при котором человек не может самостоятельно освободиться от проводника.

Для мужчин эта величина составляет 10-15 мА. Превышение порога неотпускающего тока может быть губительны для человека (паралич дыхательных мышц, фибрилляция сердца).

Пороговые значения тока зависят от частоты. На рис. показана зависимость среднего значения порогов тока (для мужчин) .

При использовании импульсного тока раздражающее действие зависит от формы, амплитуды и длительности импульсов. Особенно сильно влияет на характер воздействия крутизна фронта импульса. При увеличении крутизны фронта уменьшается пороговая сила тока, который вызывает раздражение. Наибольшей крутизной переднего фронта обладают прямоугольные импульсы поэтому пороговая сила тока, который вызывает раздражение, для них минимальна. Вместе с тем, пороговое значение зависит и от длительности импульса. Кривая, отображающая эту зависимость, называется характеристикой возбуждения и показана на рис.

Весьма перспективно обезболивающее действие переменного синусоидального или импульсного тока с различной формой импульсов (электронаркоз). Преимущества электронаркоза перед обычным наркозом – быстрота обезболивания и пробуждения, точность дозировки, отсутствие токсичности, простота применения.

(На мясопромышленных предприятиях перед убоем скота проводят его электрооглушение для того, чтобы выключить сознание животного, лишив его защитных функций. К животному прикладывают контакты: два к голове в области височно-темен-ных костей и два в тазово-поясничной области. Для электрооглушения применяют переменный ток с напряжением 220 В при силе тока от 0,8 до 1,2 А. Шоковое состояние сохраняете» около 5 мин после выключения тока.)

Читайте также:  Однофазный ток таблица сечений

Источник

Пороговые значения тока

Действие переменного тока (НЧ, ЗЧ, УЗЧ). Пороговые значения

Переменный ток проводимости представляет собой колебательные движения ионов.

Действие, которое оказывает на организм переменный (синусоидальный) ток, зависит от частоты и амплитуды тока. В медицине принята следующая классификация частот переменного тока.

Как и постоянный ток, переменный ток оказывает на ткани организма раздражающее действие. Возбуждение нервной и мышечной тканей постоянным или переменным током (ν ниже 100 кГц) может стать причиной электротравмы. Процессы возбуждения в ритме, не свойственном организму, нарушают нормальную жизнедеятельность. Особенно опасны такие нарушения в сердце, дыхательной мускулатуре, центральной нервной системе. Наибольшую опасность представляют частоты 30-300 Гц. Следует понимать, что поражающее действие переменного тока определяется не напряжением, а зарядом, проходящим за половину периода. Это связано с тем, что в основе действия тока на ткани лежит их поляризация, степень которой пропорциональна величине прошедшего заряда. Вот почему для токов высокой частоты (полупериод очень мал) поражающее действие не наступает даже при токах в десятки ампер. В то время как ток частоты 50 Гц может стать причиной гибели человека при силе 0,1 А.

С токами НЧ- и ЗЧ-диапазонов врач встречается не только как с травмирующим фактором. Их применяют для электродиагностики и электростимуляции биологических систем. Как правило, в этих целях используют не синусоидальные, а импульсные токи.

Пороговые значения тока

Мы знаем, что восприятие звука характеризуется двумя пороговыми значениями — порогом слышимости и порогом болевого ощущения. Аналогичные величины используются и для переменного тока НЧ- и ЗЧ-диапазонов.

Порог ощутимого тока —минимальная сила тока, раздражающее действие которого ощущает «средний» человек.

Реакция человека на ток определяется не только его силой и частотой, но и областью, через которую ток проходит. Зависимость порога ощутимого тока на участке «предплечье — кисть» для среднего мужчины показана на рис. 2 (кривая 2).

Рис.2.

Зависимость среднего значения порога ощутимого тока (1) и порога неотпускающего тока (2) от частоты

50 Гц (промышленный ток) эта величина составляет приблизительно 1 мА.

Промышленный ток 3 мА вызывает легкое покалывание в пальцах, прикасающихся к проводнику. Ток 3-5 мА вызывает раздражающее ощущение во всей кисти руки. Ток 8-10 мА приводит к непроизвольному сокращению мышц кисти и предплечья. При токе порядка 15 мА непроизвольные мышечные сокращения приобретают такую силу, что человек не в состоянии разжать кисть, держащую проводник.

Порог неотпускающего тока минимальная сила тока, вызывающая у «среднего» человека такое сгибание суставов, при котором человек не может самостоятельно освободиться от проводника — источника напряжения.

Зависимость порога неотпускающего тока для среднего мужчины показана на рис.2 (кривая 2). У детей и женщин пороговые значения обычно ниже.

Превышение порога неотпускающего тока может быть губительным для человека (паралич дыхательных мышц, фибрилляция сердца).

Наиболее чувствительными к электрическому току частями организма являются мозг, грудные мышцы и нервные центры, которые контролируют дыхание и сердце. Поэтому последствия электротравмы зависят от того, какая часть тела оказалась включенной в электрическую цепь. Очень опасно, если электрический ток идет через сердце. Опасно и действие тока на кожу лица, где слабо развит роговой слой, обеспечивающий высокое сопротивление кожных покровов. Низким сопротивлением обладают слизистые оболочки.

Характер электротравмы зависит и от силы тока. Так, при включении в цепь обеих рук с органами грудной клетки, расположенными между ними, происходит следующее:

• ток 10 мА вызывает сокращение мышц обеих рук;

• ток 20 мА вызывает расстройства дыхания, связанные с тетаническим сокращением дыхательных мышц;

• ток 80 мА вызывает нарушение сердечной деятельности;

• ток 100—400 мА вызывает необратимые расстройства в функционировании возбудимых тканей сердца (одна из причин гибели при электротравме).

Дата добавления: 2015-04-15 ; просмотров: 23 ; Нарушение авторских прав

Источник

Охрана труда

В начало разделаОхрана труда и электробезопасность → Основы электробезопасности

Действие электрического тока на организм человека. Различные токи

Пороговые ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный токи

Обычно человек начинает ощущать раздражающее действие переменного тока промышленной частоты 50 Гц при величине 0,6-1,5 мА и постоянного тока 5-7 мА. Эти токи называются ощутимыми пороговыми токами. Они не представляют опасности для человека, и человек может самостоятельно отключиться от цепи.

При переменных токах 5-10 мА раздражающее действие электрического тока становится более сильным, появляется боль в мышцах и непроизвольное их сокращение. При токах 10-15 мА боль в мышцах становится такой сильной, что человек уже не в состоянии самостоятельно освободиться от действия тока (не может разжать руку, отбросить от себя провод и т.д.). Переменные токи 10-15 мА и выше и постоянные токи 50-80 мА и выше называются неотпускающими токами.

Переменный ток 25 мА и выше (в зависимости от того где человек прикоснулся к токоведущим частям – в зависимости от пути прохождения тока) воздействует на мышцы грудной клетки, что может привести к параличу дыхания и вызвать смерть человека.

Читайте также:  Стла тока для участка цепи

Электрический ток около 100 мА и более при частоте 50 Гц и 300 мА и более при постоянном напряжении за короткое время (1-2 с) поражает мышцу сердца человека и вызывает его фибрилляцию. Эти токи называются фибрилляционными.

Токи более 5 А вызывают паралич сердца и дыхания, минуя стадию фибрилляции сердца. При длительном протекании тока (несколько секунд) – тяжелые ожоги, разрушение тканей организма человека.

Ощутимый ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека ощутимые раздражения.

Неотпускающий ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат провод.

Фибрилляционный ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека фибрилляцию сердца.

Наименьшие значения этих токов называются пороговыми.

Пороговые значения ощутимого, неотпускающего, фибрилляционного токов, полученные в результате экспериментальных исследований, приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Пороговые значения ощутимого, неотпускающего и фибрилляционного токов

Переменный ток 50 Гц

Постоянный ток, мА

Путь протекания тока через человека

Большое значение в исходе поражения имеет путь протекания электрического тока через тело человека. Наиболее тяжелые последствия будут, если на пути тока оказывается сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг (путь тока: рука-ноги, рука-рука, шея-ноги, шея-рука).

Приведенные в таблице 1.1 данные соответствуют прохождению тока через человека по пути рука-рука или рука-ноги.

Из таблицы 1.1 так же видно, что воздействие на человека постоянного и переменного тока различно – переменный ток промышленной частоты опаснее постоянного тока того же значения.

Продолжительность воздействия электрического тока

Важное значение для оценки опасности поражения электрическим током имеет продолжительность протекания тока через человека. С увеличением продолжительности протекания повышается вероятность тяжелого или смертельного исхода. Кратковременное (несколько сотых секунды) воздействие даже значительных токов (100 А и более) может и не иметь тяжелых последствий. Влияние длительности прохождения тока через тело человека на исход поражения можно оценить формулой:

где: Ih — ток, проходящий через тело человека, мА, t — продолжительность прохождения тока, с.

Указанное следует из факта, что с увеличением времени прохождения тока сопротивление тела человека падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению её сосудов и усилению снабжения этого участка кровью и увеличению токовыделения.

На рисунке 1.2. приведен полученный экспериментально график, определяющий степень опасности поражения человека при воздействии электрического тока различных значений в течение различных интервалов времени.

График 0,5% вероятности возникновения фибрилляции сердца

Рис.1.2 График 0,5% вероятности возникновения фибрилляции сердца.

Из графика следует, что для пары значений тока и продолжительности его протекания, находящейся вне заштрихованной области, вероятность возникновения фибрилляции выше 0,5%.

Зависимость представленная на рис. 1.2., может быть выражена формулой:

где: Iф.0,5%— ток, вызывающий фибрилляцию с вероятностью 0,5%, мА; t— продолжительность протекания электрического тока через тело человека, с.

Индивидуальные свойства человека

Установлено, что физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары. Повышенною восприимчивостью к электрическому току отличаются лица, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, лёгких, нервными болезнями.

Условия внешней среды

Состояние окружающей среды существенно влияет на опасность поражения электрическим током. Сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы, разрушающе действуют на изоляцию электроустановок, а высокая температура окружающего воздуха снижает электрическое сопротивление человека, что ещё больше увеличивает опасность поражения его током. Воздействие тока на человека усугубляют токопроводящие полы и близко расположенные к электрооборудованию металлические конструкции, имеющие связь с землёй, так как при одновременном касании к этим предметам и корпусу электрооборудования, случайно оказавшемуся под напряжением, через человека пойдёт ток опасной величины.

Воздействие на человека электромагнитных полей

При эксплуатации электроэнергетических установок высокого напряжения (330 кВ и выше) – открытых распределительных устройств (ОРУ), воздушных линий электропередачи (ВЛ), необходимо учитывать отрицательное воздействие на человека электромагнитного поля. Биологически активными являются электрические и магнитные поля, напряженность которых превышает допустимые значения.

Предельно допустимый уровень напряженности (Е) воздействующего электрического поля (ЭП) составляет 25 кВ/м. Нахождение человека в ЭП напряженностью более 25 кВ/м без применения индивидуальных средств защиты не допускается.

При уровне напряженности ЭП свыше 5 до 20 кВ/м допустимое время пребывания людей рассчитывается по формуле:

где: Е — уровень напряженности воздействующего ЭП (кВ/м); Т — допустимое время пребывания (ч)

При уровне напряженности ЭП, не превышающем 5 кВ/м, пребывание людей в ЭП допускается в течение всего рабочего времени ( 8 час).

Допустимая напряженность (Н) или индукция (В) магнитного поля (МП) для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия в зависимости от пребывания в МП определяется в соответствии с таблицей 1.2.

Табл. 1.2. Допустимые уровни магнитного поля

Время пребывания, ч.

Допустимые уровни МП Н(А/м)/В(мкТл) при воздействии

Источник