Меню

Порог чувствительности тока для человека



Влияние на нервную систему постоянного тока

Опубликовано пт, 22/09/2017 — 11:15

Постоянный ток распространяется в тканях по пути наименьшего сопротивления, по межклеточным пространствам, кровеносным и лимфатическим сосудам.

В действии постоянного тока на организм большое значение имеет электропроводность тканей, зависящая от их влажности. Сухая кожа обладает сопротивлением в десятки тысяч ом; тонкая, нежная, особенно влажная, а также поврежденная кожа лучше проводит постоянный ток. Электропроводность других сред и тканей организма гораздо больше.

Наибольшей электропроводностью обладают спинномозговая жидкость, меньшей — мышцы и цельная кровь. Значительная величина сопротивления кожи приводит к тому, что во время действия постоянного тока на организм почти все напряжение, подводимое к электродам, приходится на кожу, на внутренние же ткани приходится относительно малый потенциал.

Электропроводность тела — величина непостоянная; она может меняться в широких пределах. Усиление кожного кровообращения и потливость усиливают электропроводность. Функциональное состояние организма влияет на электропроводность; она увеличивается при переутомлении, переживаниях, опьянении. У одного и того же человека электропроводность в течение дня и в различные сезоны года колеблется; на разных участках кожи она неодинакова. Силовые линии тока, пройдя через поверхностные слои кожи, встречают дальше меньшее сопротивление и направляются вглубь в основном по кровеносным и лимфатическим сосудам, мышцам и , что важно отметить , по оболочкам нервных стволов.

Постоянный ток оказывает раздражающее действие на организм не только при его замыкании и размыкании, но и во время прохождения тока. При раздражении кожи силой тока, превышающей пороговую величину, человек ощущает боль в виде покалывания. Если электрод расположен на коже вблизи нервного ствола, ощущение раздражения сильнее. В момент замыкания тока раздражение происходит на катоде, в момент размыкания — на аноде. Установлено, что на катоде во время замыкания возбудимость и проводимость повышаются, а на аноде, наоборот, понижаются. Эти изменения на катоде называют катэлектротоном, на аноде — анэлектротоном. Функциональные изменения происходят не только на месте локализации электродов, но и на расстоянии от них. В момент размыкания возбудимость и проводимость на каждом полюсе меняются в обратном направлении.

Напомним, что каждая клетка является генератором электричества. Между клеткой и окружающей ее средой существует разность потенциалов из-за неравномерного распределения ионов между клеточными мембранами. В покое внутренняя поверхность оболочки клетки заряжена отрицательно, наружная – положительно.

Мембраны клеток имеют большое сопротивление, поэтому через них постоянный ток не проходит. Свободные заряды (в основном ионы K+, Na+) могут перемещаться только от мембраны к мембране.

При воздействии на ткани постоянного электрического тока распределение ионов изменяется. Наружная поверхность мембраны клетки заряжается отрицательно, что согласно ионной теории возбуждения П.П. Лазарева приводит к возбуждению данного участка клетки. Между возбуждёнными и невозбуждёнными участками мембраны возникают локальные токи, что ведёт к изменению концентрации ионов, а это, в свою очередь, — к возбуждению всей клетки. Такое возбуждение клетки вызывает раздражение нервных рецепторов и возникновение рефлекторных реакций местного и общего характера.

Местные реакции заключаются в улучшении проницаемости клеточных мембран, расширении кровеносных сосудов, ускорении кровотока, улучшении обмена веществ между клеткой и межклеточным пространством. В месте воздействия тока образуются биологически активные вещества.

Нервные импульсы, возникающие при раздражении рецепторов, передаются в центральную нервную систему и вызывают сложные ответные реакции органов и систем организма.

Источник

Показания и противопоказания к проведению гальванизации — постоянному электрическому току невысокого напряжения и небольшой силы.

Гальванический ток — постоянный электрический ток невысокого напряжения и небольшой силы. Прохождение тока через биологические ткани сопровождается рядом первичных физико-химических сдвигов, лежащих в основе физиологического и лечебного действия фактора.

Гальванизация – применение с лечебно-профилактическими целями постоянного непрерывного электрического тока невысокого напряжения (30-80 В) и небольшой силы (до 50 м А), называемого гальваническим.

Метод и вид такого тока получили название по имени итальянского физиолога Луиджи Гальвани. В лечебных целях впервые был применен после изобретения гальванического элемента в XIX в. В России изучением данного метода занимались русские врачи и ученые — А. Т. Болотов, И. К. Грузинов, А. А. Кабат, В. И. Вартанов (диссертация «Гальванические явления в коже лягушки») и многие другие.

Гальванический ток — постоянный электрический ток невысокого напряжения и небольшой силы. Неповрежденная кожа человека обладает высоким омическим сопротивлением и низкой удельной электропроводностью, поэтому в организм ток проникает в основном через выводные протоки потовых и сальных желез, межклеточные щели. Поскольку их общая площадь не превышает 1/200 части поверхности кожи, то на преодоление эпидермиса, обладающего наибольшим электросопротивлением, тратится большая часть энергии тока. Поэтому здесь развиваются наиболее выраженные физико-химические реакции на воздействие постоянным током, сильнее проявляется раздражение нервных рецепторов. Преодолев сопротивление кожи, ток дальше распространяется по пути наименьшего омического сопротивления, преимущественно по межклеточным пространствам, кровеносным и лимфатическим сосудам, оболочкам нервов и мышцам.

Прохождение тока через биологические ткани сопровождается рядом первичных физико-химических сдвигов, лежащих в основе физиологического и лечебного действия фактора.

Физиологическое и лечебное воздействие

Под действием приложенного к тканям внешнего электромагнитного поля в них возникает ток проводимости. Положительно заряженные частицы (катионы) движутся по направлению к отрицательному полюсу (катоду), а отрицательно заряженные (анионы) — к положительно заряженному полюсу (аноду). Подойдя к металлической пластине электрода, ионы восстанавливают свою наружную электронную оболочку (теряют свой заряд) и превращаются в атомы, обладающие высокой химической активностью (электролиз) (рис. 1). Взаимодействуя с водой, эти атомы образуют продукты электролиза. Под анодом образуется кислота (HCI), а под катодом — щелочь (КОН, NaOH). Один из вариантов таких реакций представлен на схеме

Читайте также:  Как проверить генератор выдает он ток или нет

Н2 + NaOH ← 2 Н2О + Na — + → Na+ Сl- ← + 4CI + 2 Н2О → 4HCI + О2

Продукты электролиза являются химически активными веществами и в достаточной концентрации могут вызвать химический ожог подлежащих тканей. Для его предотвращения под электродами размещают смоченные водой прокладки, что позволяет добиться достаточного разведения химически активных соединений.

Гальванизация применяется при лечении:

1. Травм и заболеваний периферической нервной системы: плекситы, радикулиты, могно- и полинейропатии, невралгии.

2. Травм и заболеваний центральной нервной системы: черепно-мозговые и спнно-мозговые травмы, расстройства мозгового и спинального кровообращения, менингиты, энцефалиты.

3. Вегетативной дистонии, неврастении и других невротических состояний.

4. Заболеваний органов пищеварения, протекающих с нарушением моторной и секреторной функций: хронические гастриты, колиты, холециститы, дискинезии желчевыводящих путей, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки.

5. Артериальной гипертензии и гипотензии, стенокардии, атеросклероза в начальных стадиях.

6. Хронических воспалительных процессов в различных органах и тканях.

7. Некоторых стоматологических заболеваний: пародонтоз, глоссалгия.

8. Заболеваний глаз: кератиты, увеиты, глаукома.

9. Хронических артритов и периартритов травматического, ревматического и обменного происхождения, хронического остеомиелита.

Противопоказаниями для гальванизации являются:

Новообразования или подозрения на них, острые воспалительные и гнойные процессы, системные заболевания крови, резко выраженный атеросклероз, декомпенсация сердечной деятельности, лихорадка, экзема, дерматит, обширные нарушения целостности кожного покрова и расстройства кожной чувствительности в местах наложения электродов, беременность, кахексия, индивидуальная непереносимость гальванического тока.

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.

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.

Читайте также:  Пусковой ток блока питания что это

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

Поражение электрическим током

Поражение электрическим током

В результате действия электрического тока на организм возникают различные нарушения его жизнедеятельности вплоть до полной остановки сердца и угнетения работы легких. От сочетания характеристик электрического тока зависят его повреждающие возможности в конкретных условиях.

Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током:
1. Сила тока.
2. Род тока (постоянный или переменный). Постоянный ток напряжением до 300-500 В менее опасен, чем переменный, но при большем напряжении постоянного тока опасность получить от него смертельную травму значительно возрастает (при более высоких значениях постоянный ток более опасен вследствие его электролитического действия). Возможности травмирования у переменного и постоянного тока напряжением в 500 В примерно равные.

Ток, проходящий
через человека Характер воздействия
Переменный ток Постоянный ток
50-60 Гц;
0,5-1,5 мА Начало ощущения, лёгкое дрожание пальцев рук; Не ощущается

2,0-3,0 мА Сильное дрожание пальцев рук; Не ощущается

5,0-7,0 мА Судороги в руках; Зуд, ощущение нагрева

8,0-10,0 мА Руки трудно, но ещё можно оторвать от электродов.
Сильные боли в пальцах, кистях рук и предплечьях; Усиление нагрева

20-25 мА Паралич рук, оторвать их от электродов невозможно.
Очень сильные боли. Дыхание затруднено; Ещё большее усиление нагрева. . Незначительное сокращение мышц рук

50-80 мА Паралич дыхания. Начало фибрилляции сердца; Сильное ощущение нагрева. Сокращение
мышц рук. Судороги, затруднение дыхания.

90-100 мА Паралич дыхания. При длительности 3 с и более —
паралич сердца; Паралич дыхания

3. Частота электрического тока. Опасность действия тока снижается с увеличением его частоты. При частоте переменного тока от 40 до 60 Гц опасность смертельного повреждения наибольшая. При значительном увеличении частоты тока, например до 10 000 Гц и выше, даже при большом напряжении (1500 В) и силе тока 2-3 ампера повреждения не возникают.
4. Продолжительность действия тока. При длительном действии электрического тока из – за потовыделения снижается сопротивление кожи человека.
5. Путь электрического тока. Наиболее опасно, когда ток проходит через жизненно важные органы.
6. Сопротивление тела человека и его отдельных частей различно. Например при снятом роговом слое кожи, сопротивление внутренних органов не превышает 800 Ом. Нормальная сухая кожа имеет сопротивление 10 – 100 кОм, влажная – 1000 Ом. Принято считать что сопротивление тела человека равно 1000 Ом.
7. Состояние кожных покровов лиц, употреблявших этиловый алкоголь, способствует поражению электрическим током.
8. Индивидуальные свойства человеческого организма. Здоровые и физически крепкие люди легче переносят воздействие электрического тока, чем больные и ослабленные. Менее устойчивы к воздействию электрического тока дети, пожилые люди.
9. Имеет значение и площадь контакта человека с токоведущими частями.
10. Риск поражения электрическим током и тяжесть последствий увеличиваются, к примеру, во влажной среде, во время дождя или снегопада. Опасные напряжения.
При содержании влаги 60 – 70%, или в помещении с железными или бетонными полами, если существует вероятность одновременного касания корпуса и пола – это помещение с повышенной опасностью.
При содержании влаги 100%, наличии вредной среды – это особо опасные помещения.
Наружные электроустановки – это установки, находящиеся на улице под открытым небом.
В помещениях с повышенной опасностью и в помещениях без повышенной опасности – опасным считается напряжение выше 42 В.
В особо опасных помещениях и наружных электроустановках – опасным считается напряжение выше 12 В.

Читайте также:  Рассчитать ток плавкой вставки предохранителя для двигателя

Основные источники поражения электрическим током:

1. Оголенные провода под напряжением.
2. Незаземленные корпуса устройств, оказавшиеся под напряжением (нарушение изоляции и замыкание проводника под напряжением на корпус или иные причины).
3. При высоком напряжении электрического тока повреждение человека может происходить без непосредственного контакта с проводником на расстоянии от него, особенно в сырую погоду, когда воздух обладает повышенной электропроводностью. Травма возможна на расстоянии до 30 см и даже более при нахождении человека у линии высоковольтной передачи.
4. При попадании на землю токонесущего провода линии высоковольтной передачи, человек идущей по земле в районе до десяти шагов от провода может получить повреждение от так называемого шагового напряжения. Ток проходит из одной ноги в другую, от возникающей судороги ног человек может упасть и тогда путь электрического тока может пройти через область сердца или голову, что приведет к смерти.
5. Повреждения от атмосферного электричества. Молния представляет собой электрический разряд, напряжение тока в котором достигает миллионов вольт, сила тока — сотен тысяч ампер. Поражающими факторами при действии молнии будут: громадный электрический ток; световое и звуковое воздействие; ударная волна; а также механическая и тепловая энергия, получающиеся от преобразования электрической энергии. Действие молнии сходно с действием электрического тока очень высокого напряжения и большой мощности. Продолжительность действия ограничивается долями секунды. Поражение атмосферным электричеством не всегда заканчивается смертью, травма может закончиться расстройством здоровья той или иной степени.
6. Воздействие электрическим током может вызвать движение тела и последующую травму (например резкое отдергивание руки с отверткой и ранение ей, разгиб тела и удар головой и т.п.).

Электрический ток воздействует на организм человека в целом по шоковому типу, приводя к расстройству дыхания и кровообращения. При прохождении тока через ткани тела он оказывает сильное болевое воздействие на рецепторы, нервы, вызывает болезненные судороги мышц и спазм сосудов. В совокупности данные болевые воздействия вызывают болевой шок. Как правило, при значительной интенсивности электрического тока смерть наступает почти мгновенно от остановки дыхания и сердечной деятельности. Но возможны варианты и более длительного умирания человека.
При поражении человека электрическим током, сопровождающимся остановкой сердечной и дыхательной деятельности, человек может быть возвращен к жизни с помощью активных реанимационных мероприятий в виде закрытого массажа сердца и искусственного дыхания. Конечно же, реанимировать возможно только тех пострадавших, у которых воздействие тока не вызвало грубых разрушений органов и тканей тела. Прежде чем приступать к таким действиям, крайне важно убедиться, что контакта тела жертвы с токоносителем уже нет.

Изложенное выше объясняет, почему крайне важно:
Уметь оказать первую помощь
Соблюдать технику безопасности
Правильно выполнять проектирование, монтаж и ремонт электрической части любых устройств

Источники:
http://lawru.info/dok/2007/06/21/n288768.htm — Инструкция по оказанию первой помощи при несчастных случаях на производстве
http://energ2010.ru/elb3.htm
http://www.labex.ru/page/sudmed_77.html
http://pochit.ru/fizika/33431/index.html
http://pombur.com/jelektrotehnika/61-opasnye-velichiny-jelektricheskogo-toka-i-naprjazhenija.html
http://phscs.ru/physics9g/action-electricity
ПУЭ — Правила устройства электроустановок
ПТЭЭП — ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
ИП и ИСЗ Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроинструментах
ПОТ — Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок
Правила противопожарного режима

Самищенко С.С. Судебная медицина: Учебник для юридических вузов. (Глава 16. ПОВРЕЖДЕНИЯ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА)
Меры электробезопасности в химической промышленности В. П. Кораблев, 175 с. ил. 20 см, М. Химия, 1983
Школьные учебники физики и ОБЖ — Действие электрического тока на человека
Чантурия А.В., Висмонт Ф.И. Ч- 18 Повреждающее действие электрического тока. (Патофизиологические аспекты): метод. реком. — Мн.: МГМИ, 2000. — 31 с.
Патологическая физиология. Под ред. А.Д. Адо и В.В. Новицкого. Изд-во Томского ун-та, Томск, 1994, 468 с.
Ажибаев К.А. Физиологические и патофизиологические механизмы поражения организма электрическим током. Изд. «Илим», Фрунзе, 1978, 267 с.
Каплан А.Д. Поражение электрическим током и молнией, Медгиз, М. 1951, 101с.
Манойлов В.Е. Электричество и человек, Л., Энергоатомиздат, 1982, 150 с.
Непочатых Г.П. Поражение электротоком. М., Медицина, 1971, 15 с.
Орлов А.Н., Саркисов М.А., Бубенко М.В. Электротравма. Л., Медицина, 1977, 151 с.
Хоменко В.И. К вопросу об отдаленных последствиях электротравмы. Судебномедицинские записки. Изд. «Штыница», Кишинев, 1977, с. 38.

Источник