Что такое химическое действие тока

Как действует электрический ток на организм человека

Что такое химическое действие тока

Электрическая энергия значительно облегчает всем нам жизнь. Сейчас человека окружает просто огромное количество приборов, работающих от электрической сети.

Однако данный источник энергии является опасным для человека, точнее опасен один из параметров его – сила тока.

Напряжение и частота тока, опасны или нет?

Напряжение и частота его в значительной мере безопаснее тока.

К примеру, автомобильная катушка зажигания на выходе формирует энергетический импульс напряжением 20-24 тыс. В, но из-за очень малой величины силы тока такой импульс не опасен для человека, максимум, что он вызывает – так это неприятное ощущение.

А вот если сила тока была в импульсе катушки значительно больше, этот импульс был бы смертелен для человека. Поэтому и говорится, что «убивает ток».

Воздействие его на организм человека зависит от многих параметров, и в первую очередь – это сила тока и его род (постоянный, переменный).

Также воздействие зависит от времени контакта человека с источником электроэнергии.

Влияет и восприимчивость человека к воздействию, его физическое и эмоциональное состояние.

Если один человек может практически не ощущать действие тока определенной силы, то второму это значение может уже быть ощутимо, причем сильно.

Немаловажным является и путь прохождения электрического разряда через организм.

Наиболее опасным является путь через центральную нервную систему, органы дыхания и сердце.

Воздействие тока разных величин на организм

Минимальное значение силы тока, которое становиться ощутимым человеком – 1 мА. Но опять же это значение зависит от восприимчивости.

При повышении этого параметра появляются неприятные болевые ощущения, мышцы начинают непроизвольно сокращаться.

До 12-15 мА силу тока называют отрываемой. Человек в состоянии самостоятельно разорвать контакт с источником, хотя при приближении параметра к указанным значениям разорвать контакт все сложнее.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ:  Установка розеток в гипсокартон, инструкция

Свыше 15 мА ток считается не отрываемым, человек не в состоянии сам разорвать контакт, требуется сторонняя помощь.

При повышении параметра до 25 мА, мышцы в точке контакта полностью парализуются, причем сопровождается это очень сильными болями, а также усложняется дыхание человека.

Ток силой до 50 мА помимо очень сильной боли и паралича мышц, сопровождается параличом дыхания и снижением деятельности сердца, человек теряет сознание.

Значение тока до 80 мА приводит к параличу дыхания за несколько секунд воздействия, при более длительном контакте возможна фибрилляция сердца.

100 мА очень быстро приводят к фибрилляции, а затем и к параличу сердца.

Ток силой 5А мгновенно приводит к параличу дыхания, сердце останавливается на время контакта человека с источником, в месте контакта образуются ожоги.

Виды воздействия

Видов воздействий, которые электрический ток может оказать на организм человека – несколько.

Термическое.

Первым видом является термическое воздействие. При таком воздействии на кожном покрове появляются ожоги, оно может затронуть ткани, кровеносные сосуды перегреваются, на пути прохождения тока нарушается работоспособность органов.

Химическое.

Вторым является химическое воздействие. Оно сопровождается возникновением электролиза жидкостей внутри человека, кровь и лимфа расщепляются, что приводит к изменению их физико-химического состава.

Механическое.

Третье воздействие – механическое. При нем происходит разрыв тканей человека, возможно появление трещин в костях.

Биологическое.

Последний вид воздействия – биологическое. Воздействие тока приводит к судорогам мышц и органов, нарушению деятельности органов вплоть до полного прекращения их функционирования.

Виды электрических травм

Электротравмы, которые способен нанести электрический ток на организм, делятся на внешние и внутренние.

Внешних электрических травм бывает несколько. Самой распространенной травной является ожог. Большинство травм от поражения током приводят к ожогам.

Однако еще имеются и другие виды электротравм:

  • Знаки – имеют овальную форму и проявляются на коже в виде пятен бледно-желтого или серого цвета. Поскольку при воздействии кожа в месте контакта отмирает, знаки не являются болезненными, участок кожи несколько затвердевает и со временем сходит;
  • Металлизация – перенос частиц металла провода на кожный покров в результате электрической дуги, появляющейся между проводом и кожей человека. Участок кожи, где произошла металлизация – болезненный, пораженный участок принимает металлический оттенок;
  • Офтальмия – воздействие ультрафиолетовых лучей электрической дуги на оболочку глаза, из-за чего она воспаляется. Сопровождается появлением через время сильно рези в глазах, слезотечению. Через время неприятные ощущения проходят;
  • Механические повреждения – при воздействии появляющиеся судороги мышц могут привести к разрыву тканей, сосудов, кожи.

Внутренние повреждения при поражении происходят из-за электрического удара.

При прохождении тока через внутренние органы, происходит возбуждение их тканей, что сопровождается нарушением функционирования.

Электрический удар является самым опасным видом поражения.

Степени воздействия тока на организм

Воздействие электрического тока на организм человека имеет определенную классификацию, которая поделена на 4 степени.

Первая степень – воздействие на человека источника электроэнергии с малой силой тока, при которой происходит непроизвольное сокращение мышц, но человек находится в сознании.

Вторая степень – источник электроэнергии обладает средней по величине силой тока, сопровождается сокращением мышц, человек теряет сознание, но дыхание и пульс присутствуют.

Третья степень – контакт человека с источником энергии с высокой силой тока, из-за которого происходит паралич органов дыхания, и оно отсутствует, а также у сердца нарушена работа.

Четвертая степень – воздействие на человека электроэнергии с очень большой силой тока, при которой дыхание и работа сердца отсутствует, наступает клиническая смерть.

Техника безопасности

Чтобы предупредить возможное поражение человека электрическим током, имеется ряд правил, прописанных в инструкциях по технике безопасности и охране труда.

Так, работы с электрическими приборами должны проводиться только инструментами с защищенными рукоятками, которые не пропускают ток.

Ремонт электроприборов должен производиться только после их обесточивания и вынимания вилки из розетки.

Ремонт электрических сетей должен выполняться после обесточивания. При этом на рубильники, которыми выполнилось обесточивание, вешаются соответствующие таблички.

При работе с мощными приборами дополнительно используются диэлектрические коврики, обувь, перчатки.

А для детей есть особые правила электробезопасности.

Оказание помощи при поражении

Если же человек попал под воздействие электрического тока, предпринимается ряд определенных мер.

Первое, что нужно сделать разорвать контакт человека с источником. Сделать это можно путем обесточивания сети или прибора, с которыми произошел контакт.

Если это не является возможным, нужно оттянуть человека от источника, при этом прикасаться к телу нельзя, оттягивать нужно за одежду.

Если в результате паралича мышц рука пострадавшего сжимает провод с источником, следует вначале перерубить провод острым предметом с токонепроводящей ручкой, к примеру, топором с сухой деревянной ручкой.

После разрыва контакта нужно оказать первую медицинскую помощь. Если человек находится в сознании, ему нужно обеспечить удобное положение для отдыха.

При потере сознания, но с сохранением дыхания, обеспечить ему удобное положение, расстегнуть ворот для обеспечения притока воздуха, воспользоваться нашатырным спиртом для приведения в чувства.

Читайте подробнее: Оказание помощи при ударе электрическим током.

При наступлении клинической смерти, когда отсутствует дыхание и сердцебиение, следует попытаться вывести его из этого состояния путем проведения искусственного дыхания и массажа сердца. И конечно же не забудьте вызвать скорую помощь.

Источник: https://ElektrikExpert.ru/kak-dejstvuet-elektricheskij-tok-na-organizm-cheloveka.html

Химические источники тока – где применяются, и каков принцип действия

Что такое химическое действие тока

Любая батарейка или аккумулятор дает ток за счет протекающих внутри них химических реакций

Химические источники тока (сокращенно ХИТ) – это источники электродвижущей силы (ЭДС), в которых в электрическую энергию превращается энергия протекающих внутри химических реакций. Используют их сегодня повсеместно – это и современные электромобили и портативная радиоэлектроника, и медицинское оборудование, и портативные компьютеры.

Все это делает источники тока электрохимические очень важным изобретением, которым пользуются вот уже 2-ю сотню лет. Именно про ХИТ мы подробно и поговорим в сегодняшней статье.

Классификация химических источников тока

Все ХИТ принято подразделять на три основные категории:

Как устроены гальванические батареи

  • Первичные гальванические элементы – внутри таких источников происходят химические окислительно-восстановительные реакции, энергия которых и переходит в электрическую. Данные реакции являются необратимыми, поэтому элементы невозможно перезарядить.
  • Состоят такие батареи из двух электродов, которые имеют разный электродный потенциал, металлического проводника, по которому могут перемещаться электроны, и электролита, который помогает перемещению ионов между электродами.

Интересно знать! Напомним, что именно поток электронов и приводит к возникновению электрического тока.

Вторичный химический источник тока

  • Вторичные ХИТ, они же электрические аккумуляторы – тоже являются гальваническими элементами, однако их особенность заключается в том, что возможна перезарядка.
  • В отличие от батарей, которые исчерпывают свою работоспособность при разряде, аккумуляторы могут регенерироваться, то есть повторно накапливать энергию и перезапускать цикл химических реакций.
  • Возобновление заряда происходит при пропускании через элемент электрического тока, для чего нужна внешняя цепь. Все мы ежедневно заряжаем свои телефоны и смартфоны, ноутбуки и планшеты. Аккумуляторы применяются практически везде, и это не удивительно – их ресурс намного выше, чем у любой первичной батареи в сотни раз, при том, что цена больше до 10-ти раз.
  • Прообраз первой аккумуляторной батареи был создан в далеком 1803 году немецким физиком-химиком И. Риттером. Его устройство имело в составе пятьдесят медных кружков, между которыми было проложено влажное сукно. Когда через него проходил ток от Вольтова столба, изделие само становилось источником электрического тока.

Топливный источник тока химический

  • Последним типом химических источников тока являются топливные элементы, или электрохимические генераторы. Основное отличие их от гальванических элементов это то, что вещества необходимые для электрохимической реакции подаются внутрь извне, а продукты от реакций, наоборот, удаляются.
  • Подобный подход позволяет организовать долгую непрерывную работу без фактической перезарядки.
  • Впервые применять топливные источники тока стали во второй половине 20-го века, несмотря на то, что основные принципы функционирования были открыты в далеком 1839 году. В 1965 году их впервые задействовали в космической технике – это был элемент КК «Джемини». Его изначальное расчетное время работы составляло от суток, до 2-х месяцев. Эти элементы имели достаточное преимущество перед солнечными батареями с буферными химическими батареями в плане массы и габаритов, а также удельной мощности.
  • Первая топливная батарея КК «Джемини» состояла из 3 блоков по 32 элемента, каждый из которых выдавал напряжение в 0,8В, и работала на газообразном топливе (кислород и водород).

Характеристики гальванических источников тока

Щелочные аккумуляторы и их свойства

Характеристика химических источников тока включает в себя следующие параметры:

Уравнение Нернста для электродного потенциала

  • Электродвижущая сила – этот параметр гальванического элемента зависит от состава используемого электролита и типов металлов, из которых изготовлены электроды. Описывают ЭДС термодинамические функции (уравнение Нернста), приложенные к протекающим электрохимическим процессам.

Измеряется емкость обычно в миллиамперах в час

  • Емкость элемента питания – тут все просто, имеется в виду количество энергии, которое элемент может отдать при разряде. Данный параметр напрямую зависит от массы запасенного в батарее реагентов и скорости их превращения. Емкость элемента будет снижаться, если элемент будет охлажден, либо вырастет ток разряда.
  • Энергия гальванического элемента. Этот параметр высчитывается путем перемножения емкости на выдаваемое напряжение. Энергия будет уменьшаться по мере роста разрядного тока. Обратный эффект будет достигнут при росте температуры (до определенного уровня) и увеличении используемых реагентов.

Прототип гальванической батареи

  • Сохраняемость – по сути, срок годности элемента, в течение которого он способен не менять своих основных характеристик в допустимых пределах.

Совет! Чем выше температура, тем быстрее сокращается срок хранения.

  • Плотность энергии – количество запасенной энергии в расчете на единицу массы аккумулятора или его объема.
  • Саморазряд первичного химического источника тока – очень важный параметр, указывающий на потерю емкости батареей без подключенной к ней нагрузки. То есть параметр фактически сопоставим со сроком службы элемента.
  • Саморазряд химических источников тока вторичных, по сути, то же самое, однако этот параметр меняется во времени. Особенно высоко его значение после полной подзарядки аккумулятора, но по мере разрядки он ослабевает.

Интересно знать! Для никель-кадмиевых аккумуляторов, функционирующих исправно, не допускается потеря более 10% от максимального заряда за 1 сутки. Никель-металлгидридные имеют меньший показатель, а у литий-ионных этот эффект практически отсутствует, растягиваясь на месяцы. Герметичные кислотные аккумуляторы потеряют за год всего 40% своего заряда, однако, если температура воздуха будет выше 20 градусов, процесс потечет куда быстрее, и наоборот, приближаясь к нулю – будет замедляться.

Более подробное строение элементов

Гальваническая батарейка в разрезе

Мы уже дали определение химических источников тока и назвали их основные типы. Теперь давайте рассмотрим немного глубже, как они устроены, и какие химические реакции внутри протекают.

  • Итак, начнем с первичных гальванических элементов. В их состав входят реагенты (окислители и восстановители), которые участвуют в прямом преобразовании энергии. Выработка тока прекращается после того, как реагенты полностью израсходуются.
  • В качестве примера того, как функционирует элемент, давайте опишем давно известное устройство Даниэля-Якоби. Выше представлена его схема.
  • Итак, два электрода (цинковый и медный) опущены в колбы наполненные растворами сульфатов цинка и меди, соответственно.
  • Растворы разъединены внутренней цепью (полупроницаемой перегородкой), а электроды соединяются внешней цепью (металлический проводник) через гальванометр, обозначенный на схеме как 2.
  • Когда цепь замкнута, на обоих электродах протекают процессы гидратации ионов металлов. Между самим металлом и его ионами в растворе устанавливается химическое равновесие.
  • В связи с тем, что цинк и медь имеют разную активность электродных потенциалов, электроды приобретают разный заряд по величине, то есть концентрация свободных электронов на них будет значительно отличаться.
  • Как только будет замкнута внешняя цепь, концентрация электронов придет в равновесие и они по внешнему проводнику начнут перемещаться от цинкового электрода к медному.
  • По этой причине концентрация электронов на цинковом электроде начинает уменьшаться, из-за чего происходит смещение равновесия на границе Zn|ZnSO4 в сторону катионов цинка (их образования). Другими словами цинк начинает растворяться.
  • С медным электродом происходит обратный процесс – равновесие смещается в другую сторону и начинает образовываться металлическая медь, или другими словами – медь начинает восстанавливаться.
  • Если говорить более конкретно, то на цинковом электроде происходит процесс окисления, который в электрохимии называется анодным процессом, а сам электрод – анодом. На медном электроде (катоде) – процесс восстановления, называемый еще катодным.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как Фарадей открыл явление электромагнитной индукции

Классическая солевая батарейка

  • Наиболее широко распространились элементы питания, состоящие из марганца и цинка. Они не содержат раствора электролита, поэтому называются сухими.
  • Эти элементы при всем конструкционном многообразии делят всего лишь на два типа, в зависимости от рН электролита и состава: солевые и щелочные. Для солевых марганцево-цинковых элементов (МЦ) используется электрохимическая схема Лекланше (Zn|NH4Cl|MnO2) – в качестве катода выступает цинковый электрод, в качестве анода – электрод их диоксида марганца и графита, а электролитом является паста из муки или крахмала с раствором хлорида аммония.
  • В щелочных элементах питания применяется другая схема (Zn|KOH|MnO2). При этом электроды делаются из тех же материалов, а в качестве электролита применяется паста из гидроксида калия.
  • Такие элементы обладают большей емкостью, лучше переносят низкие температуры и высокие разрядные токи. Однако они намного сложнее солевых источников, почему и имеют значительно большую цену.
  • Данные элементы имеют многоцелевое назначение и применяются в быту повсеместно. Они могут выступать источниками автономного питания для любой радиоаппаратуры, фотоаппаратов, калькуляторов, различных тестовых приборов, часов, фонариков, для запитки схем Биоса материнских плат персональных компьютеров и прочего.

Процесс зарядки аккумуляторных батарей

  • Аккумуляторы, или вторичные химические источники тока – отличает эти элементы то, что благодаря воздействию внешнего тока, электрическая энергия может переходить в химическую, а при подключении внешней цепи происходит обратный процесс.
  • Одним из часто встречающихся типов таких устройств являются свинцовые аккумуляторы, которые также называют и кислотными.

Источник: https://Elektrik-a.su/teoriya/himicheskie-istochniki-toka-1132

Действие электрического тока на организм человека

Что такое химическое действие тока

Электроэнергетическая отрасль (электрические станции, электрические сети) насыщена электроустановками, которые являются фактором повышенной опасности из?за возможности травмирующего действия на человека электрического тока со всеми вытекающими последствиями. Действие электрического тока на организм человека носит многообразный характер.

Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает тепловое, химическое и биологическое воздействие.

Тепловое (термическое) действие проявляется в виде ожогов участка кожи, перегрева различных органов, а также возникающих в результате перегрева разрывов кровеносных сосудов и нервных волокон.

Химическое (электролитическое) действие ведет к электролизу крови и других содержащихся в организме человека растворов, что приводит к изменению их физико-химических составов, а значит, и к нарушению нормального функционирования организма.

Биологическое действие проявляется в опасном возбуждении живых клеток и тканей организма, в результате чего они могут погибнуть.

Степень опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от:

  1. параметров электрического тока, протекающего через тело человека (величины напряжения, частоты, рода тока приложенного к телу),
  2. пути тока через тело человека (рука-рука, рука-нога, нога-нога, шея-ноги и др.),
  3. продолжительности воздействия тока через тело человека,
  4. условий внешней среды (влажности и температуры),
  5. состояния организма человека (толщины и влажности кожного покрова, состояния здоровья и возраста).

Опасное и вредное воздействие на людей электрического тока проявляется в виде электрических ударов и электротравм.

Электрическим ударом называется такое действие электрического тока на организм человека, в результате которого мышцы тела (например, рук, ног и т.д.) начинают судорожно сокращаться.

В зависимости от величины электрического тока и времени его воздействия, человек может находиться в сознании или без сознания, но при этом обеспечивается нормальная работа сердца и дыхания. В более тяжелых случаях потеря сознания сопровождается нарушением работы сердечно-сосудистой системы человека и ведет даже к смертельному исходу. В результате электрического удара возможен паралич важнейших органов тела человека (сердца, легких, мозга и т.д.).

Электрической травмой называется такое действие электрического тока на организм человека, при котором повреждаются ткани и внутренние органы человека (кожа, мышцы, кости и т.п.).

Особую опасность представляют электротравмы в виде ожогов в месте контакта тела человека с токоведущими частями электроустановок или ожоги электрической дугой, в том числе металлизация кожи (металлизация кожи — это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла при горении дуги). А также различные механические повреждения (ушибы, ранения, переломы), возникающие из-за резких непроизвольных движений человека при воздействии на него электрического тока. (Возможны вторичные последствия, вызванные падением с высоты, непроизвольными ударами).

В результате тяжелых форм электрического удара и электротравм, человек может оказаться в состоянии клинической смерти – у него прекращается дыхание и кровообращение. При отсутствии медицинской помощи клиническая смерть может перейти в смерть биологическую. Однако в ряде случаев при правильной медицинской помощи (искусственном дыхании и массаже сердца) можно добиться оживления пострадавшего.

Непосредственными причинами смерти человека, пораженного электрическим током, является прекращение работы сердца, остановка дыхания и, так называемый, электрический шок.

Прекращение работы сердца возможно в результате непосредственного действия электрического тока на сердечную мышцу или, рефлекторно, из-за паралича нервной системы. При этом может наблюдаться полная остановка сердца или, так называемая, фибрилляция, при которой волокна сердечной мышцы (фибриллы) приходят в состояние быстрых хаотических сокращений.

Остановка дыхания из-за паралича мышц грудной клетки может быть результатом или непосредственного прохождения электрического тока через область грудной клетки или рефлекторно, вследствие паралича нервной системы.

Нервная реакция организма человека на возбуждение электрическим током, которая проявляется в нарушении нормального дыхания, кровообращения и обмена веществ называется электрическим шоком.

При длительном шоковом состоянии может наступить смерть. Если же вовремя оказать пострадавшему медицинскую помощь, то шоковое состояние может быть снято без последствий для человека.

Основным фактором, определяющим исход поражения человека электрическим током, является значение электрического тока, протекающего через тело человека. Величина тока в теле человека определяется приложенным напряжением и электрическим сопротивлением человека.

Сопротивление человека зависит от ряда факторов. Необходимо иметь в виду, что различные ткани и органы человеческого организма обладают разным удельным сопротивлением.

Наибольшую величину имеет сопротивление сухой кожи и костная ткань, тогда как сопротивление крови и спинномозговой жидкости невелико.

Роговой верхний слой кожи человека не имеет кровеносных сосудов и обладает очень большим удельным сопротивлением – около 108 Ом×см. Внутренние слои кожи, насыщенные кровеносными сосудами, железами и нервными окончаниями имеют незначительное удельное сопротивление.

Условно можно рассматривать тело человека как часть электрической цепи, состоящей из 3-х последовательно соединенных участков: кожа — внутренние органы – кожа.

Принципиальная электрическая схема замещения человека представлена на рис. 1.1.

Рис.1.1 Принципиальная электрическая схема замещения человека, где: Гк — сопротивление кожи; Ск — ёмкость между электродом и внутренней частью тела; Гвн — сопротивление внутренних органов

Величина емкости (ск) в общем незначительна и поэтому ее часто принебрегают, принимая во внимание лишь величину сопротивления 2rк +rвн.

Сопротивление тела человека (Rh) является величиной переменной, зависящей от состояния кожи человека (толщина рогового покроя кожи, влажности) и окружающей среды (влажности и температуры).

Поверхностный кожный покров, состоящий из наслоения ороговевших клеток, имеет большое сопротивление – в сухом состоянии кожи оно может иметь значения до 500 кОм.

Повреждение рогового покрова кожи (порезы, царапины, ссадины) снижают сопротивление тела человека до 500-700 Ом, что пропорционально увеличивает опасность поражения человека электрическим током.

Гораздо меньшее сопротивление электрическому току оказывают мышечные, жировые, костные ткани, кровь, нервные волокна. В целом сопротивление внутренних органов человека составляет 400-600 Ом.

В электрических расчетах за расчетное значение сопротивления тела человека принимается величина 1000 Ом.

Величина тока и напряжения

Основным фактором, влияющим на исход поражения человека электрическим током, является величина тока, которая согласно закону Ома зависит от величины приложенного напряжения и сопротивления тела человека.

Эта зависимость не является линейной, так как при напряжениях около 100 В и выше наступает пробой верхнего рогового слоя кожи, вследствие чего электрическое сопротивление человека резко уменьшается (становится равным rвн), а ток возрастает.

Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, но лишь постольку, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.

Род и частота электрического тока

Воздействие на человека постоянного и переменного тока различно — переменный ток промышленной частоты опаснее постоянного тока того же значения. Случаев поражения в электроустановках постоянным током в несколько раз меньше, чем в аналогичных установках переменного тока при более высоких напряжениях (более 300 В) постоянный ток более опасен, чем переменный (из?за интенсивного электролиза).

С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению тока через человека, а следовательно, повышается опасность поражения. Наибольшую опасность представляет ток с частотой от 50 до 1000 Гц; при дальнейшем повышении частоты опасность поражения уменьшается и полностью исчезает при частоте 45-50 кГц. Эти токи сохраняют опасность ожогов. Снижение опасности поражения током с ростом частоты становится практически заметным при 1-2 кГц.

Источник: http://ohrana-bgd.ru/elektro/elektro1_01.html

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 повреждений
    • каким путем будет протекать электроток;Опасные пути протекания электричества
    • физическое, а также психологическое состояние (влияет на сопротивление человеческого тела).

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

На рисунке отмечено:

  • 1 – электропроводка;
  • 2 – место падения оборвавшегося провода;
  • 3 – человек, попавший в зону растекания электротока;
  • U1 и U2 – потенциалы в точках, где ноги соприкасаются с землей.

Напряжение шага (Vш)определяется следующим выражением: U1-U2 (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:

  1. 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»

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

Источник: https://www.asutpp.ru/dejstvie-elektricheskogo-toka-na-organizm-cheloveka.html

Действие электрического тока на организм человека: биологическое и механическое воздействие

Электрический ток имеет исключительно разрушительное воздействие на системы организма человека. Существует масса нюансов, которые связаны с работой, воздействием на человека и безопасностью работника. Если случилась неприятность, связанная с электричеством, нужно готовиться к сложным последствиям, которые могут проявиться через несколько лет после происшествия.

Какие причины влияют на последствия после удара током

Есть несколько маршрутов движения тока по телу. В зависимости от этой схемы и определяется электрокардиограмма, которая определяет печать коронарной недостаточности, а морфологические исследования показывают наличие признака инфаркта миокарда.

Воздействие тока

Обратите внимание! Такие данные подтверждены многочисленными клиническими наблюдениями и анализами.

Человек, который перенес электротравму, даже при условии нормального самочувствия, не может быть оставлен без медицинского наблюдения. Пострадавший должен быть госпитализирован на 3-е суток под категорией «потенциально тяжелобольной».

Нарушение работы систем организма

Даже после давнего случая были случаи, когда у пострадавшего начинал развиваться диабет, заболевание щитовидки и половой системы. Также могут возникнуть болезни-аллергии, стойкие негативные изменения в работе сердечно-сосудистой системы и вегетативно-эндокринные расстройства.

В истории зафиксированы случаи запоздалых осложнений. В основном это были проблемы с психикой (шизофрения, психоневрозы). На протяжении нескольких лет (месяцев) после случая у некоторых людей развивались катаракты. У потерпевших, которые побывали в электрической цепи, часто возникают неожиданные кровотечения еще в момент лечения.

У людей, работа которых сопряжена с электрическим током, наблюдается развитие таких хронических заболеваний:

  • Сверх ранний артериосклероз.
  • Эндартериит.
  • Расстройства вегетативной системы.

Удар током

Последствия старых электротравм в большем количестве случаев проявляются через много лет с момента происшествия. Получается, что действие электротока не бесследно. Это зачастую ведет к понижению трудоспособности, угнетению функций организма, приобретению хронических заболеваний. Такая сущность воздействия электрического тока на организм человека имеет статистические показания. В первый месяц у 30 % пострадавших уже происходит проявление результатов, у 15 % это происходит через полгода.

Биологическое и механическое воздействия

Степень поражения может быть разной и накладывает свой отпечаток на живые ткани. Ток может оставлять термический, электролитический, механический и биологический «отпечаток». Обычно выделяют именно последние 2-е категории.

Вам это будет интересно  Для чего нужно выравнивание потенциалов

Механическое, или как его еще называют динамическое, влияние электротока определяется расслоением и разрывом разных тканей. Этому подвержена в основном мышечная и легочная ткань, стенки сосудов кровеносной системы. Это случается под действием электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой тканевой жидкости и крови.

Механическое проявление удара током

Биологическое воздействие электрического тока на организм человека можно понять по активизации живых тканей, смене их функциональности. Дополнительно происходит нарушение внутренних биоэлектрических процессов, которые до этого момента протекали в нормальном режиме. Эта работа напрямую действует на жизнеспособные функции. Биологическое воздействие тока в этой интерпретации считается весьма опасным типом.

Дополнительная информация! Определение типа воздействия может помочь в процессе лечения.

Термическое — выдает себя ожогами на определенных участках тела. Происходит нагрев кровеносных сосудов до очень высоких температур, нервных окончаний, сердца, мозга и остальных органов. Такой перегрев вызывает в тканях серьезные расстройства их функций. Происходит разложение органической жидкости, а именно лимфы, крови, клеточной жидкости.

Термическое поражение

Это сопровождается значительными нарушениями в жидкостях организма, его физических свойств. Многие изменения приходятся на химический состав.

Виды действия

Тело — это замечательный проводник для тока. При этом разные ткани тела оказывают неодинаковое сопротивление. На этот показатель влияют многие факторы: возраст человека, влажность и жирность кожи, рост, вес, пол. Дополнительными, а именно переменными фактора, является окружающая среда, настроение, количество воды в организме, состояние иммунной системы.

Сила тока является значимым фактором. Действие тока на организм человека определяется спектром силы тока:

  • от 0,5 до 1,5 мА;
  • 15 мА;
  • более 25 мА.

Влияние силы тока на степень поражения организма

В каждом из случаев проявляются свои последствия.

Электротоком силой от 0,5 до 1,5 мА

Человек точно будет ощущать воздействие проходящего тока, если его сила составляет 0,6-1,5 мА. Этот показатель определяется пороговым ощутимым типом. Он не представляет значимой опасности. Человек без помощи посторонних может прервать контакт с источником электротока.

Незначительные показатели

Это незначительное действие электрического тока, которое проявляется легким покалыванием или пощипыванием.

Силой в 15 мА

При силе тока 10-15 мА человек уже не в состоянии оторвать руку от электропроводов, разорвать цепь. Такой ток условно называют «неотпускающим». Эта величина провоцирует сокращение мышц кисти руки и предплечья. Болезненные ощущения значительные. В результате, пострадавший не может отбросить провод. От продолжительности такого действия могут произойти изменения в организме.

Вам это будет интересно  Особенности дифференциального тока

Силой выше 25 мА

Сила тока в 50 мА провоцирует поражение органов дыхания и системы кровообращения. При 100 мА наступает фибрилляция сердца — орган останавливает свою работу, кровообращение прекращается.

Электрический ток

Электролитическое действие тока на организм человека выражается в форме резкой остановки сердца, паралича дыхания.

Какие бывают электротравмы

Условно можно поделить на 2-е категории — местные и общие. Местные — это явное выраженное местное нарушение целостности мягких тканей, костных тканей. Это происходит в результате действия электричества или электрической дуги. Такие травмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Смерть — редкий случай.

Характерные местные типы повреждений, которые возникают по причине неосторожного обращения:

  • электроожоги (несколько степеней);
  • электрические знаки;
  • металлизация кожи;
  • механические повреждения (несколько видов);
  • электроофтальмия;
  • смешанный вариант.

Электроожог — самая распространенная электротравма, которую условно можно разделить на 2-а вида: токовый и дуговой. Характеризуются несколькими степенями:

Примеры электроожогов

  • 1 степень — покраснение кожи.
  • 2 степень — образование пузырей.
  • 3 степень — омертвление всей толщи кожи.
  • 4 степень — обугливание тканей.

Электрический знак — выглядит, как пятно серого или бледно-желтого цвета. Пораженный участок кожи становится грубым — омертвление участка.

Механическое повреждение появляется в результате непроизвольных судорог или падения. Может проявляться в виде разорванных сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани.

Электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей. Выявляется через 3–9 часов после облучения.

Электроудар — перевозбуждение тканевого покрова тела, органов из-за протекания заряженных частиц. Выглядит, как непроизвольное судорожное сокращение мышц тела.

Электрошок — опасная реакция, которая возникает рефлекторно, на чрезмерное раздражение электротоком. В большинстве вся нагрузка приходится на нервную систему. Дополнительно вызывает проблемы с кровообращением, дыханием, обменом веществ. Состояние может удерживаться от 10 минут до 24 часов. Значительно сказывается на психическом здоровье.

Пример электротравмы

Разнообразие электротравм настолько велико, а их классификация такая сложная, что не каждый специалист может сразу их определить.

Как оказать первую медицинскую помощь

Электролитическое действие тока может проявляться в каком угодно виде, но оказывать первую медицинскую помощь в таких случаях должен уметь каждый. Помощь может спасти жизнь человека.

Перевязка при незначительных травмах

Алгоритм предварительных действий:

  1. Сделать звонок в скорую помощь.
  2. При возможности, обесточить электроустановку — нужно максимально быстро остановить действие электротока на человека.
  3. Установка может обесточиться методом обрезания кабеля.
  4. Оттянуть потерпевшего подальше от того места, где все еще работает электроустановка.
  5. Под упавшего в обязательном порядке рекомендуется уложить сухую доску или фанерную основу (нужно учитывать внешние условия).
  6. Проверить присутствует ли пульс. Замеры произвести на запястье и шее.
  7. Посмотреть на состояние зрачков: слишком большие зрачки точно укажут на ухудшение кровоснабжения мозга.

Меры предосторожности

Как же помочь человеку так, чтобы спасти жизнь и не усугубить ситуацию:

  1. Обеспечить покой. Желательно выбрать удобное для человека положение тела. При этом стоит учитывать особенность расположения травм.
  2. Нужно в обязательном порядке проверить проходимость дыхательных путей. Во рту может скопиться слизь или кровь. Нужно убрать инородную жидкость.
  3. Нужно с постоянной периодичностью контролировать дыхательную функцию и пульс. При необходимости (нет признаков жизнедеятельности, остановилось дыхание) нужно делать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.
  4. При наличии механических повреждений тела и его покровов требуется остановить кровь, наложить повязку или шину.

Оказание первой помощи

Продолжать воздействовать до того момента, пока не приедет скорая помощь.

Вам это будет интересно  Вычисление площади поперечного сечения

Меры безопасности

Чтобы не пострадать от электрического тока, нужно придерживаться мер безопасности. Достаточно учитывать самые простые правила эксплуатации электрических приборов на бытовом уровне. Не стоит испытывать судьбу и применять средства индивидуальной защиты при работе с электрическими проводами — резиновые перчатки, изолирующий коврик под ноги. Но лучше всего прекратить подачу электротока, выключив источник.

Средства защиты

Электроток — это не только помощник, но и постоянная угроза для существования. Жертвой «друга человечества» может стать каждый. Важно придерживаться правил использования этого ресурса, так как действие электротока на организм весьма негативное и часто приводит к летальному исходу. Важно знать возможные проявления и влияния на тело и его системы при разных условиях.

Источник: https://rusenergetics.ru/polezno-znat/deystvie-elektricheskogo-toka-na-organizm-cheloveka

Примеры действия электрического тока

Конспект по физике для 8 класса «Примеры действия электрического тока». Какие примеры иллюстрируют различные действия электрического тока.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике

Как известно, увидеть движущиеся заряды (электроны, ионы) мы не можем, так как они очень малы. Но как тогда можно обнаружить электрический ток?

ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

При протекании электрического тока могут происходить различные явления, которые называются действиями электрического тока.

ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА

Электрический ток, протекая по проводам, вызывает их нагревание.

Присоединим к полюсам источника тока железную или никелевую проволоку. Замкнув ключ, можно наблюдать, как проволока провиснет, т. е. она нагреется и удлинится. Таким образом её можно даже раскалить докрасна.

Именно на тепловом действии тока основана работа различных бытовых нагревательных приборов, таких, как электрический чайник, электрические плитки, утюги и др. Нить лампочки раскаляется и начинает светиться.

ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА

Как показывает опыт, на электродах, опущенных в раствор электролитов, происходит выделение чистого вещества. Этот процесс называется электролизом. Например, пропуская ток через раствор медного купороса, можно выделить чистую медь.

Электрический ток в металлах не вызывает никаких химических изменений. Химическое действие тока происходит только в растворах и расплавах электролитов.

МАГНИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА

На большой железный гвоздь намотаем тонкий изолированный провод. Концы провода через ключ соединим с источником тока.

Если замкнуть ключ, то гвоздь намагнитится и будет притягивать к себе гвоздики, железные стружки, опилки. С прекращением тока в проводнике магнитные свойства гвоздя исчезнут.

Явление взаимодействия катушки с током и магнита лежит в основе работы прибора, называемого гальванометром. С помощью гальванометра можно судить о наличии тока и его направлении. Стрелка прибора связана с подвижной катушкой. Когда в катушке появляется электрический ток, стрелка отклоняется.

МЕХАНИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА

Металлическую рамку соединим с источником тока. При пропускании электрического тока через рамку она остаётся висеть неподвижно. Но если эту рамку поместить между полюсами подковообразного магнита, то она начнёт поворачиваться.

В этом опыте мы наблюдали механическое действие электрического тока, которое заключается в том, что электрический ток при протекании по рамке, помещённой между полюсами магнита, вызывает её вращение.

ДЕЙСТВИЕ ТОКА НА ЧЕЛОВЕКА

Тело человека является проводником электрического тока, который, проходя через организм человека, может производить тепловое, химическое, механическое, биологическое и другое воздействие.

При тепловом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов на пути прохождения тока, возникают ожоги.

Химическое действие тока выражается в электролизе жидкости в тканях организма, в том числе крови, и нарушении её физико-химического состава.

Механическое действие связано с сильным сокращением мышц, вплоть до их разрыва.

Биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной системы.

Действия электрического тока на организм человека используют в медицине.

Дефибрилляторы используют для восстановления ритма сердечной деятельности путём воздействия на организм кратковременных высоковольтных электрических разрядов. При радикулите, невралгии и некоторых других заболеваниях применяют гальванизацию: через тело человека пропускают слабый электрический ток, который оказывает болеутоляющее действие и улучшает кровообращение.

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Примеры действия электрического тока».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Источник: http://xn--8-8sb3ae5aa.xn--p1ai/primery-dejstvija-jelektricheskogo-toka/

Кратко о специфике поражающего действия электрического тока на организм человека

Электроток — сила, способная перемещать тысячетонные грузы и плавить сталь. Убить человека для нее не составляет труда.

При этом для нас эта сила невидима, потому контакт с токоведущими элементами вполне вероятен. Далее в материале рассматривается действие электрического тока на организм человека.

Виды поражения организма

По объему воздействия на организм, поражения током делятся на два вида:

  • электротравмы;
  • электроудары.

Электрические травмы

Повреждения имеют четко выраженные границы, к ним относятся:

  1. ожоги. Наиболее часто встречающийся вид электротравмы, обусловлен термическим действием электричества. Сильнее всего обжигает дуговой разряд — его температура достигает 30000С. Порождают ее короткие замыкания в электрооборудовании напряжением до 10 кВ. Менее опасен ожог токовый или контактный: его можно получить, прикоснувшись к деталям, находящимся под напряжением до 1-2 кВ;
  2. электрические знаки. Имеют форму круга либо овала с явно выраженной впадинкой в центре. Цвет пятен – невыраженный желтый либо серый. Появляются на коже в зонах соприкосновения с проводником. Четкого объяснения этому явлению пока нет. Такие знаки безболезненны и со временем проходят;
  3. электроофтальмия. Ожог глаз, вызванный ультрафиолетовым излучением электрической дуги;
  4. механические повреждения. Это ушибы, разрывы тканей, вывихи и переломы костей. Обусловлены резким спазмом мышц или падением при ударе током;
  5. металлизация кожи. Под действием тока микроскопические частицы расплавленного электрода насыщают кожу. Проявляется как болезненное потемневшее уплотнение с шероховатой поверхностью.

Металлизация кожи

Цвет металлизированного участка зависит от материала электрода:

  • медь: зеленый;
  • алюминий: серый;
  • латунь: сине-зеленый;
  • свинец: желто-серый.

Электрические удары

Это общая электротравма, то есть возбуждающее воздействие тока на весь организм в целом, приводящее к мышечным спазмам.

Электрические удары классифицируют в зависимости от тяжести:

  • I степень. Мышцы спазмированы, но пострадавший остается в сознании;
  • II степень. Пострадавший в обмороке, но сердце и дыхательная система функционируют нормально;
  • III степень. Вдобавок к обмороку имеют место нарушения в работе дыхательной системы или сердца;
  • IV степень. Остановка сердечной мышцы и дыхания — мнимая или клиническая смерть.

Клиническая смерть

Клинической смертью называют промежуток от остановки сердца и дыхания до гибели клеток коры головного мозга — биологической или истинной смерти. Данное состояние длится от 4-5 до 7-8 минут. Поэтому любые проволочки с помощью чреваты гибелью пострадавшего.

Факторы, влияющие на исход поражения током

Электрическая энергия передается двумя способами:

  1. постоянным током;
  2. переменным током.

Постоянный ток во времени не изменяется, переменный — периодически меняет направление и величину по синусоидальному закону. Важный параметр переменного тока с точки зрения воздействия на живой организм — частота, то есть число полных колебательных циклов за секунду. При малых частотах переменный ток опаснее постоянного. Этот аргумент выдвигал в свое время Эдисон в споре с Теслой касательно того, на каком виде тока строить энергосистему.

В качестве контраргумента Тесла демонстрировал опыт: пропускал через себя переменный ток напряжением в миллионы вольт. Удавалось это потому, что ток имел очень высокую частоту, исчисляемую мегагерцами. В споре Тесла победил, но не успел реализовать высокочастотную систему.

Потому под «переменным током» сегодня подразумевают ток частотой 50 Гц (общепринятый стандарт), а он воздействует на живые организмы губительнее постоянного. Данное утверждение справедливо для напряжения до 250-300 В. При напряжении 400-600 В постоянный ток не уступает в повреждающей способности переменному, а при напряжении более 600 В превосходит его.

По силе действия токи делятся на группы:

  1. ощутимые. При протекании таких токов человек чувствует покалывание, тепло на коже, возможно дрожание пальцев. Минимальная сила переменного тока вызывающая ощущения (пороговый ощущаемый ток), при частоте 50 Гц – 0,5-1,5 мА, постоянного – 5-7 мА;
  2. неотпускающие. Блокируют синапсы нервных клеток и приводят к спазму в мышцах руки, отчего пострадавший не может самостоятельно ее разжать. Пороговые неотпускающие токи: переменный – 10-15 мА, постоянный – 50-80 мА. Превышение указанных параметров приводит к нарушению дыхательной и сердечной деятельности;
  3. фибрилляционные. При несогласованности работы отдельных групп мышечных волокон, сердце неспособно прокачивать кровь. По прошествии 5-8 минут, мозг погибает из-за гипоксии, поэтому помощь требуется оказать как можно быстрее. Ток становится фибрилляционным при силе от 80 до 5000 мА.

Более развернуто действие тока представлено в таблице.

Сила тока, мА Переменный (50-60 Гц) Постоянный
0,5 – 1,5 Легкий тремор (дрожат пальцы) Ощущений нет
2 – 3 Сильный тремор Ощущений нет
5 – 7 Судорожные сокращения мышц Рука в зоне контакта чешется, ощущается тепло
8 – 10 Выраженные болевые ощущения. Судороги интенсивные, но еще позволяют самостоятельно оторваться от проводника Тепло ощущается сильнее
20 – 25 Судороги не позволяют отпустить электрод, ощущается сильная боль. Дыхание затруднено Усиление ощущения тепла, легкий спазм в мышцах
50 – 80 Спазм дыхательных мышц, дыхание невозможно. Начинается трепетание в сердечной мышце Ощущение жжения, судороги, затрудненное дыхание
90 – 100 Если время действия тока превышает 0,1 с, наступает остановка сердечной и дыхательной деятельности. (клиническая смерть) Спазм в дыхательных мышцах, дыхание невозможно

Безопасными считаются токи:

  • переменный: до 10 мА;
  • постоянный: до 50 мА.

Факторы, определяющие действие тока

Основная причина, влияющая на степень поражения, — параметры тока:

  • сила;
  • напряжение;
  • род (постоянный/переменный);
  • частота (для переменного).

Но влияет и многое другое – от длительности воздействия до общего состояния здоровья пострадавшего.

Длительность

Кратковременное воздействие не вызывает поражения органов и развития нарушений. Длительное — приводит к серьезным последствиям, причем возможно их проявление с отсрочкой по времени. Продолжительное действие тока приводит к падению сопротивления тела: к коже из-за нагрева приливает кровь, на ней выделяется пот. Так что разряд средней силы может перерасти в фибрилляционный.

Путь в теле

Хотя при поражении током страдает все тело, основная его часть все же движется по определенному каналу.

Эффект зависит от того, насколько сильно канал затрагивает наиболее важные органы:

  • сердце;
  • дыхательные мышцы и легкие;
  • спинной и головной мозг.

Двигаясь между зонами контакта, ток выбирает путь наименьшего сопротивления.

По уровню проводимости, ткани стоят в таком порядке (от большего к меньшему):

  • спинномозговая жидкость, лимфа, сыворотка крови;
  • цельная кровь, мышечные волокна;
  • жировая ткань, мозговое вещество, внутренние органы с плотной белковой основой;
  • кожа, наименьшей проводимостью обладает ее верхний слой — эпидермис.

Доля разряда, приходящаяся на сердце, при различных траекториях составляет:

  • рука – рука: 3,3% (утрата трудоспособности на 3 дня и более — в 83% случаев);
  • левая рука – ноги: 3,7% (80% случаев);
  • правая рука – ноги: 6,7% (87%);
  • нога – нога: 0,4% (15%);
  • голова – ноги: 6,8%;
  • голова – руки: 7%.

Наименее опасен путь «нога – нога». Чаще всего такое поражение имеет место при попадании пострадавшего в зону действия шагового напряжения.

Но нельзя преуменьшать опасность: судорожные сокращения мышц ног при сильном разряде приводят к падению человека, вследствие чего под напряжением уже оказывается грудная клетка.

Зона шагового напряжения возникает при замыкании проводника на землю. Заряд растекается в грунте, но из-за сопротивления последнего, потенциал по мере удаления от места замыкания постепенно уменьшается.

При шаге, ноги человека оказываются в зонах с разным потенциалом, то есть между ними возникает напряжение. Оно тем больше, чем шире шаг, поэтому из зоны шагового напряжения следует выходить маленькими шагами. В среднем, потенциал достигает нуля на расстоянии в 20 м от места контакта проводника с грунтом.

Состояние здоровья пострадавшего

При наличии заболеваний предел прочности человека снижается, потому ущерб от поражения током возрастает. Особенно опасны болезни сердечно-сосудистой и нервной систем. Также усугубляют воздействие электрического разряда — усталость или подавленное состояние психики.

Сопротивление тела

Зависит от многих свойств организма и варьируется в широких пределах. Один и тот же ток может не оказать никакого действия на одного человека и причинить серьезную травму другому.

В расчетах, сопротивление среднестатистического индивидуума принимают равным 1 кОм.

Основной фактор сопротивления — состояние кожи. Она, особенно верхний слой эпидермиса, обладает наименьшей проводимостью.

Сопротивление человека с сухой, чистой и не имеющей повреждений кожей, возрастает до 3-100 кОм и более.

При отсутствии эпидермиса сопротивление падает до 500-700 Ом. При отсутствии кожи — до 300-500 Ом.

Уровень подготовленности

Работник, осознающий опасность поражения током и действующий сосредоточенно, имеет больше шансов обойтись легкими повреждениями. Наиболее велика вероятность тяжелых последствий для работников в состоянии алкогольного опьянения.

Параметры окружающей среды

К параметрам окружающей среды относятся:

  • температура;
  • влажность;
  • запыленность;
  • загазованность.

Источник: https://proprovoda.ru/elektrobezopasnost/dejstvie-na-organizm-cheloveka.html

Виды действия электрического тока

Опасность поражения людей электрическим током на производстве и в быту появляется при несоблюдении мер безопасности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов.

 По сравнению с другими видами производственного травматизма электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест.

На производстве из-за несоблюдения правил электробезопасности происходит 75% электропоражений.

Электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов, то есть напряжению на концах участка и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Прикоснувшись к проводнику, находящемуся под напряжением, человек включает себя в электрическую цепь, если он плохо изолирован от земли или одновременно касается объекта с другим значением потенциала.

 В этом случае через тело человека проходит электрический ток.

Глубина и характер действия электрического тока на организм человека в первую очередь зависит от рода и силы тока, а также продолжительности (по времени) его воздействия, непосредственному пути протекания тока через человеческое тело, психологического и физического состояния. Известно, что электрическое сопротивление человека при неповрежденной сухой коже (в нормальных условиях) приравнивается сотням килоом, но в случае неблагоприятных условий может снизиться до тысячи Ом.

Действие электрического тока на живую ткань в отличие от действия других материальных факторов (пара, химических веществ, излучения и т. п.) носит своеобразный и разносторонний характер.

Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и механическое (динамическое) действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; одновременно электрический ток оказывает биологическое действие, которое является специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.

Термическое действие тока

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, находящихся на пути тока, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства.

Электрические ожоги возникают в результате нагрева тканей человека протекающим через него электрическим током силой более 1 А. Ожоги могут быть поверхностные, когда поражаются кожные покровы, и внутренние — при поражении глубоколежащих тканей тела. По условиям возникновения различают контактные, дуговые и смешанные ожоги.

Токовый ожог обусловлен прохождением тока через тело человека в результате контакта с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.

Различают четыре степени ожогов:

I   — покраснение кожи;

II  — образование пузырей;

III — омертвение всей толщи кожи;

IV  — обугливание тканей.

Тяжесть поражения организма обуславливается не степенью ожога, а площадью обожженной поверхности тела.

Токовые ожоги возникают при напряжении не выше 1 2 кВ и являются в большинстве случаев ожогами I и II степени; иногда бывают и тяжелые ожоги.

Дуговой ожог. При более высоких напряжениях между токоведущей частью и телом человека образуется электрическая дуга (температура дуги выше 3500 градусов С и у нее весьма большая энергия), которая и причиняет дуговой ожог. Дуговые ожоги, как правило, тяжелые III и IV  степени.

 Поражение электрическим током свыше 50В вызывает тепловой и электролитический эффект. Чем выше напряжение и продолжительнее действие, тем тяжелее поражения, вплоть до смертельного исхода.

Электролитическое действие тока

Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, в том числе и крови, что сопровождается значительными нарушениями ее физико-химического состава.

Другое электрохимическое действие электрического тока заключается в поражении клеточных мембран, а также в перемещении интра- и экстраклеточных ионов, что приводит к повреждению клеток и изменению концентрации неорганических ионов и поляризации в электрическом поле больших электрических заряженных молекул, таких, как белки.

 Электрохимическое действие тока проявляется в электролизе. При прохождении через ткани постоянного тока электролиз приводит к поляризации клеточных мембран — на одних участках тканей скапливаются положительно заряженные ионы (у анода возникает кислая реакция), у катода скапливаются отрицательно заряженные ионы (возникает щелочная реакция).

Изменение распределения ионов существенно меняет функциональное состояние клеток. Помимо передвижения ионов, происходит передвижение и белковых молекул. В результате такого процесса кислота отнимает воду и наступает коагуляция белков, а в участках щелочной реакции происходит набухание коллоидов и возникает колликвационный (влажный) некроз тканей.

Действие переменного тока также обусловлено смещением ионов из равновесного положения. Движение ионов происходит с частотой приложенного переменного тока.

При низкой частоте порядка 50-100 Гц смещения ионов таковы, что возникает изменение их концентрации у клеточной мембраны с соответствующими нарушениями биологических функций (мембранного потенциала, проницаемости и пр.). При средних частотах (до 3000 Гц) путь пробегов ионов уменьшается, уменьшается и повреждающее действие тока.

При высоких частотах тока порядка сотен килогерц смещения ионов становятся малыми, соизмеримыми с их смещениями при тепловом движении, что уже не вызывает изменения концентрации ионов у мембран и не оказывает повреждающего действия.

Механическое (динамическое) действие тока

Механические повреждения являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения. Они возникают при продолжительном нахождении человека под напряжением в установках до 380 В. Механические повреждения встречаются редко — примерно у 3% лиц, пострадавших от тока.

Электромеханическое (динамическое) действие тока может осуществляться двумя путями: посредством прямого перехода электроэнергии в механическую и действием образующегося пара и газа.

Происходит расслоение тканей, даже отрыв частей тела, образование ран типа резаных, переломы костей, вывихи суставов, травмы черепа, сотрясения мозга и т.д.

Совместное действие тепловой и механической энергии оказывает взрывоподобный эффект, повышенное давление воздушных масс может отбросить человека в сторону.

Механическое (динамическое) действие тока выражается в расслоении, разрыве и других подобных повреждениях различных тканей организма, в том числе мышечной ткани, стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани и т. д., в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой током тканевой жидкости и крови.

Наблюдающийся в ряде случаев при воздействии токов высокого напряжения разрыв кожи, отрыв уха, пальцев и т. д. связан с механическим (динамическим) действием тока. Иногда при воздействии токов высокого напряжения в костях отмечались зигзагообразные, напоминающие молнию каналы. Они также объясняются механическим действием тока.

Механические повреждения являются следствием непроизвольных сокращений мышц организма под действием тока. При этом возможны разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, вывихи суставов и даже переломы костей. К данному виду травм относятся также ушибы и переломы, связанные с падением человека с высоты, ударами об оборудование или элементы здания в результате непроизвольного движения пли потери сознания при воздействии тока.

Сопутствующими опасностями могут стать, например, механические повреждения из-за падения пострадавшего с высоты (лестница, на которой он стоял, ремонтируемый механизм и др.) в момент прекращения действия тока при воздействии тока пострадавший мог удерживаться на высоте из-за рефлекторно сжимавших источник тока рук. В этом случае прежде всего необходимо обеспечить пострадавшему безопасное приземление (с помощью других людей или мягких покрытий) или предупредить его падение.

Все местные повреждения тканей (ожоги, разрывы тканей и т. д.) лечат консервативно. Эти изменения, как правило, являются асептическими и поэтому хорошо заживают.

Биологическое действие тока

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэнергетических процессов, протекающих в нормально функционирующем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями.

Электрический ток, проходя через организм, раздражает живые ткани, вызывая в них ответную реакцию, — возбуждение, являющееся одним из основных физиологических процессов и характеризующееся тем, что живые образования переходят из состояния относительного физиологического покоя в состояние специфической для них деятельности.

Так, если электрический ток проходит непосредственно через мышечную ткань, то возбуждение, обусловленное раздражающим действием тока, проявляется в виде непроизвольного сокращения мышц.

Это так называемое прямое, или непосредственное, раздражающее действие тока на ткани, по которым он проходит. Однако действие тока может быть не только прямым, но и рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему. Иными словами, ток может вызывать возбуждение и тех тканей, которые не находятся на его пути.

Дело в том, что электрический ток, проходя через тело человека, вызывает раздражение рецепторов — особых клеток, имеющихся в большом количестве во всех тканях организма и обладающих высокой чувствительностью к воздействию факторов внешней и внутренней среды. Раздражение рецепторов вызывает возбуждение находящихся возле них чувствительных нервных окончании, от которых волна возбуждения в виде нервного импульса передается со скоростью примерно 27 м/с по нервным путям в центральную нервную систему.

Центральная нервная система перерабатывает нервный импульс и передает его подобно исполнительной команде рабочим органам — мышцам, железам, сосудам, которые могут находиться вне зоны прохождения тока.

При обычных, естественных раздражениях рецепторов центральная нервная система обеспечивает целесообразную ответную деятельность соответствующих органов тела.

Например, при случайном прикосновении к горячему предмету человек непроизвольно отдернет от него руку, чем избавится от опасного воздействия.

В случае же чрезмерного или необычного для организма раздражающего действия, например, электрического тока, центральная нервная система может подать нецелесообразную (не нужную для организма) исполнительную команду, что может привести к серьезным нарушениям деятельности жизненно важных органов, в том числе сердца и легких, даже если эти органы не лежат на пути тока.

Как известно, в живой ткани, и в первую очередь в мышцах, в том числе и в сердечной мышце, а также в центральной и периферической нервных системах постоянно возникают электрические потенциалы — биопотенциалы, которые связаны с возникновением и распространением процесса возбуждения, т. е. с переходом живой ткани в состояние активной деятельности.

Внешний ток, взаимодействуя с биотоками, значения котopыx весьма малы, может нарушить нормальный характер их воздействия на ткани и органы человека, подавить биотоки и тем самым вызвать специфические расстройства в организме вплоть до его гибели.

Источник: https://elektrik52.ucoz.ru/load/vidy_dejstvija_ehlektricheskogo_toka/1-1-0-2

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрогенератор
Что такое ходовые огни пдд

Закрыть