Какой ток опаснее для человека

Из-за чего опасный тот или иной ток

Тяжесть поражения человеческого организма зависит от многих факторов:

• Силы тока и напряжения;
• Продолжительности воздействия;
• Типа тока и частоты;
• Сопротивления человеческого тела — величины непостоянной, зависящей от множества факторов.

Разные травмы при поражении электротоком обусловлены природой движения частиц: переменный вызывает хаотичные судороги внутренних органов, постоянный — нагрев, ожоги, разрушение тканей организма.

Сила тока и напряжение

Важным параметром, определяющим опасность поражения, является сила тока. Опасным считается переменный электроток 10–15 мА и выше, постоянный — 50–80 мА.

Вам это будет интересно Особенности напряжения прикосновения

Для человека переменный ток опаснее постоянного при напряжениях, с которыми людям чаще всего приходится сталкиваться в повседневной жизни. Удар постоянного электротока происходит при напряжении 120 В, для переменного тока подобное поражение происходит при U=42 В.

При высоком напряжении (500 В и выше) постоянный ток представляет такую же опасность для организма, как и переменный. При более высоком U, он становится даже более опасным для человека.

Измерение амперметром

Длительность поражающего воздействия

С увеличением времени воздействия происходит разрушение эпидермиса в месте контакта, снижение сопротивления человеческого тела, увеличение силы протекающего электротока. Усиленное потоотделение в этот момент способно снизить сопротивление в десятки раз. Длительный контакт с электричеством вызывает накопление отрицательных воздействий на ткани организма.

Сопротивление человеческого тела

Закон физики гласит: чем выше сопротивление, тем меньше сила тока в цепи. Состояние эпидермиса во многом определяет величину общего сопротивления человеческого организма (до 90%). Неповреждённые, сухие, огрубевшие кожные покровы обладают свойствами диэлектрика. Удельное сопротивление тела человека в этом случае составляет 40 000–100 000 Ом.

Причины снижения сопротивления тела человека

Величина не является постоянной. Зависит от площади воздействия и плотности контакта, продолжительности прохождения тока через тело. Значение имеет толщина кожных покровов – у женщин и детей он более тонкий, подвергается наибольшему поражению.

Причины снижения сопротивления:

• Высокая температура, потоотделение;
• Повреждения эпидермиса;
• Повышенная влажность в помещении.

Важно! Лица, находящиеся в состоянии алкогольного опьянения, подвергаются особой опасности поражения электричеством из-за резкого падения сопротивления

Тип тока и частота

Число колебаний полюсов в сети электропитания называется частотой. В России и странах СНГ принята стандартная величина 50 Гц, что означает — каждую секунду направление переменного тока меняется 50 раз. К постоянному электротоку эта единица измерения не имеет отношения, электроны движутся в одном направлении.

Справка! Наибольшую опасность представляют поражения с частотой в диапазоне от 50 до 500 Гц.

Частота 50 Гц

При частоте свыше 20 кГЦ, благодаря скин-эффекту, переменный ток не причиняет вреда человеку, проходя по поверхности кожных покровов и не проникая внутрь организма. Никола Тесла доказал это опытным путём касаясь голыми руками электродов с потенциалом 100 кВ с частотой 100 кГц.

Вам это будет интересно Особенности проводимости меди

История открытия

История изучения данного явления уходит своими корнями в очень далекое прошлое. Так, первым, кто упомянул о нем, был античный философ Фалес Милетский. Именно он еще в VII веке до нашей эры заметил, что потертый о кусочек шерсти янтарь начинает притягивать к себе имеющие небольшой вес предметы. Однако на этом развитие исследований в данной сфере почти на 2,5 тысячелетия остановилось. Только в XVII веке сначала был введен термин, обозначающий обнаруженное греческим философом явление (1600 год, У. Гилберт), затем начались активные изыскания по изучению природы электричества, возможностей его применения на благо человечества.

Наиболее значимыми открытиями и изобретениями при этом были следующие:

• 1633 год – немецкий инженер Отто фон Герике изобретает первую в мире электростатическую машину, позволившую наблюдать различные виды взаимодействия электрических зарядов (отталкивание и притягивание);
• 1729 год – английский ученый Стивен Грей в результате своих изысканий и экспериментов по передаче электричества на значительные расстояния обнаружил, что различные материалы неодинаково его пропускают через свою толщу (имеют различную электропроводность);
• 1745 год – ученый из Нидерландов Питер ван Мушенбрук изобретает первый в мире накопитель электрического заряда (простейший конденсатор) – Лейденскую банку.
• 1800 год – итальянский ученый Алессандро Вольта изобрел первый источник тока – гальванический элемент, состоящий из круглых цинковых и серебряных пластин, сложенных поочередно столбиком и разделенных между собой смоченной в солевом растворе бумагой.
• 1820 – датским ученым-физиком Хансом Эрстедом открыто электромагнитное взаимодействие между различными по знаку электрическими зарядами и заряженными частицами.
• 1831 – Майкл Фарадей открывает такое явление, как электромагнитная индукция
• 1880 – француз Пьер Кюри открывает эффект генерирования кристаллом электрического заряда при его сжатии или другом изменении (пьезоэлектричество).

В конце XIX – XX веке одним из самых известных и загадочных ученых, занимавшихся изучением того, что такое электричество, и создавшим множество изобретений был Никола Тесла.

Факторы, влияющие на степень поражения

Удар постоянного тока опасен. Но от его воздействия можно освободиться без помощи посторонних при значениях от 20 до 25 мА.

Опаснее воздействие на организм переменного тока с частотой 50 – 500 Гц. Человек может самостоятельно освободиться от его влияния только при очень низких величинах, находящихся в пределах от 9 до 10 мА.

Какая сила тока в цепи, зависит от напряжения в этой цепи и сопротивления всех её элементов, включая сопротивление тела человека. Сухая кожа обладает более высоким сопротивлением, составляющим примерно 100 000 Ом. Влажная — всего около 1000 Ом. Сопротивление внутренних органов находится в пределах 500-1000 Ом.

Если приложенное к телу напряжение увеличивается, сопротивление организма непропорционально уменьшается. То же происходит и при увеличении длительности воздействия электричества, а так же при плохом физическом и психическом состоянии человека.

Из графика видно, что, если напряжение увеличивается от 0 до 140 Вольт, сопротивление тела падает от 10 000 до 800 Ом. Эту нелинейную зависимость отражает первая кривая. По второй кривой видно, что ток, проходящий через организм человека, при повышении напряжения, возрастает.

Насколько тяжелым будет поражение электричеством, зависит от времени его воздействия на организм. Если влияние продолжается несколько секунд, сопротивление тела уменьшается, соответственно ток возрастает, что приводит к тяжелым последствиям. Если время воздействия менее десятой доли секунды, то вероятность возникновения фибрилляции сердца сокращается, а вероятность сохранения жизни увеличивается.

Из таблицы следует, что, для благоприятного исхода, длительность воздействия 65 мА при расчетных 65 В не должны превышать 1 секунды.

Повторюсь, что в таблице расчетных токов при разных напряжениях сопротивления тела принято, как 1000 Ом, в реальности предсказать величину действующего тока невозможно, так как сопротивление тела зависит от ряда факторов.

Механизм воздействия электричества на организм человека сложен. Случалось, когда в высоковольтных установках кратковременный удар в несколько ампер не приводил к смерти. Тогда как напряжение 12-36 В и ток в несколько миллиампер были смертельными для человека. Причина – поражение, вызванное прикосновением к проводникам наиболее уязвимой части тела: шеи, щеки, плеча, тыльной стороны ладони.

Факторы, вызывающие опасные электротравмы

Опасность поражения электроэнергией выражается рядом важных показателей:

• величина электрического сопротивления организма человека;
• показатели электротока;
• временной промежуток действия;
• частота и род тока;
• маршрут прохождения электропотока в теле;
• психофизиологический баланс;
• особенности состояния органов тела человека;
• обстановка: уровень влажности, температура, загрязнённость воздушного пространства.

Электрическое сопротивление тела человека

Сопротивление организма – величина непостоянная, может меняться с изменением влажности кожного покрова, величины участка соприкосновения, временного промежутка контакта. Для расчёта электробезопасности берут показатель сопротивления тела в 1 кОм. Длительное поражение вызывает обильное выделение пота, что сопровождается падением сопротивления. Эпителий становится активным проводником тока, чем усугубляет положение.

Зависимость исхода поражения от величины тока

Величина тока значительно определяет исход поражения. Увеличение силы тока усугубляет тяжесть нанесённых электротравм.

Как влияет длительность действия тока

Время контакта существенно влияет на тяжесть электротравмы. Чем больше временной промежуток нахождения пострадавшего от несчастного случая под воздействием электротока, тем больше риск его гибели.

Влияние пути тока в теле пострадавшего

От того, какая часть тела контактировала с токоведущим проводником, и где произошёл выход электричества, зависит путь тока. Одно из самых угрожающих направлений – проход сквозь грудную клетку, где расположены жизненно-важные органы.

Пути тока

Путь	% от общего электротока, проходящего через сердце
Рука – рука	3,2
Левая рука – ноги	3,6
Правая рука – ноги	6,7
Нога – нога	0,4
Голова – ноги	6,7
Голова – руки	7

Петли прохождения тока

Становится понятно, что наименьший вред приносит путь «нога – нога». Не стоит надеяться на это. При ходьбе по территории, где упал мощный токопровод, нижние конечности парализует, и человек оказывается в лежачем положении. Вследствие этого поражение наносится всему телу. Такое явления объясняют возникновением эффекта шагового напряжения.

Род и частота тока

Поток электричества частотой 50-60 Гц особенно опасен. Резкий разрыв электрической цепи человеком, как правило, приводит к удару, сопровождаемому судорогами конечностей.

Зависимость от индивидуальных свойств человека

Абсолютно здоровый человек стойко выдерживает поражающий фактор. Люди с сердечными заболеваниями и расстройством нервной системы, нарушениями кожного покрова и под воздействием алкоголя подвержены большему риску получения тяжёлой электротравмы.

Воздействие внешней среды на механизм поражения

Повышенный уровень влажности, запыленность воздуха, магнитные поля от электрооборудования – всё это может усиливать тяжесть поражения электрическим током. Влага, токопроводящие частички пыли, внешнее магнитное поле служат хорошими проводниками электричества. Они становятся факторами, усиливающими мощность угрожающего импульса тока.

Виды электрических травм

В целом, травмы, вызванные воздействием тока, называются местными, смешанными и общими («электрический удар»).

1. Местные повреждения — это локализованные поражения, нарушения целостности кожи, связок и костей. Один из самых распространенных признаков местных электротравм (более 60% от общего количества производственных травм) — это ожог.

Ожог после удара током

Электрические ожоги бывают двух разновидностей:

• токовый (контактный) — происходит при прикосновении человека к токоведущей части электроустановки (оголенные провода розетки, перебитый удлинитель и т.п.);
• дуговой — возникает при взаимодействии с электрической дугой, имеющей очень высокую температуру горения (бывают случаи, когда дуга может выйти за пределы «зоны неприкосновения» и коснуться человека). В этом случае происходит крайне сильное термическое воздействие на человека;
• электрические знаки на теле (метки)— получаются в результате поверхностных нарушений кожи человека и представляют собой явно выделенные пигменты на коже серого или серо-желтого цвета. Ожог на теле внешне схож с формой токоведущей части, к которой было произведено прикосновение;

Электрический знак на теле после удара током

• металлизация кожи — результат попадания на кожу расплавленных частичек металла во время прохождения по ней электрической дуги. Поверхность кожи потерпевшего становится шероховатой, а окраска определяется цветом металла, из которого выполнен проводник: зеленая — при взаимодействии с медью, серая — с алюминием, синевато-зеленая — с латунью, серо-желтая — со свинцом;
• электроофтальмия — медицинский термин, описывающий воспаление внешней оболочки глаза во время воздействия на него ультрафиолетового излучения при возникновении электрической дуги (например, при электросварке).

Последствия электроофтальмии

1. Общий (электрический удар) — это такое состояние организма человека, при котором возникают самопроизвольные судорожные сокращения некоторых мышц тела после удара током.
2. Электроудары делятся на четыре основные степени:

• сокращение мышц, при этом человек остается в сознании;
• сокращение мышц, при этом потерпевший теряет сознание, но сохраняет основные жизненные функции организма;
• потеря сознания и нарушение работы сердца и легких (ввиду совпадения частоты сокращения жизненно важных органов тела с частотой электрического тока);
• клиническая смерть — это термин, означающий такое состояние пострадавшего, которое максимально приближено к биологической смерти, наступающей вскоре после прекращения работы сердца.

Потеря сознания после удара током

1. Смешанные электротравмы представляют собой сочетание в разной степени местных и общих увечий.

От чего зависит степень поражения

Поражение электрическим током от одного и того же источника на разных людей может воздействовать с отличающейся степенью тяжести, поскольку оно зависит не только от мощности и силы напряжения, но и от индивидуальных особенностей конкретного человека.

Вид, сила и напряжение электротока

Напряжение электрического тока напрямую влияет на результат удара током и его последствия. Чем выше напряжение, тем серьезнее последствия.

Различают:

• низкое напряжение (до 1000 В);
• высокое напряжение (свыше 1000 В).

Для поражения током достаточно напряжения всего в 100 – 200 В, при этом у человека могут возникать мышечные спазмы, потеря сознания. Ток с более высоким напряжением приводит к серьезным травмам органов и ожогам, а иногда и к летальному исходу.

Поражение высоковольтным током может происходить бесконтактно (электрическая дуга, через токопроводящие поверхности при шаговом напряжении).

Сила тока характеризует заряд, идущий через токопроводящую поверхность за определенный промежуток времени. Человеческий организм способен ощущать ток силой от 1 мА и выше. При этом, чем выше сила тока, тем сложнее разорвать физический контакт с источником тока.

Выделяют 2 основных вида электротока: переменный и постоянный. Наиболее опасным считается поражение переменным током. Он характеризуется частотой (периодом колебаний), и при низкочастотном ударе (до 60 Гц, используется в быту) намного ощутимее воспринимается человеком.

Поэтому предельно допустимый безопасный порог силы воздействия тока на организм при постоянном виде колеблется в пределах 10 – 50 мА, а при переменном – всего лишь до 10 мА. Превышение этих показателей сопровождается сильными судорогами, нарушением или остановкой дыхания и сердечной деятельности.

Продолжительность контакта с источником электроэнергии

Длительность нахождения организма под воздействием электрического тока напрямую влияет на тяжесть электротравмы.

Чем дольше происходит контакт с источником, находящимся под напряжением, тем больше вероятность того, что поражение произойдет в период фазы Т сердечного цикла (когда мышцы из напряженного состояния переходят в расслабленное). В данном случае возможна фибрилляция сердца и летальный исход.

Превышение допустимых безопасных показателей воздействия переменного и постоянного тока или достижение их критических величин (10 мА и 50 мА соответственно) при прямом контакте приводит к невозможности разжатия рук и освобождению от источника электрического тока.

Длительный контакт может происходить не только в результате соприкосновения с источником поражения, но и бесконтактно (например, при растекании тока по полу в результате обрыва высоковольтных проводов).

Путь тока по организму

Электрический ток может проходить по организму разным путем, который называют петлями потока.

Его движение от точки входа до точек выхода зависит от напряжения:

• при высоком – ток преодолевает кратчайший путь через тело;
• при низком – движение происходит по пути наименьшей сопротивляемости тканей (через кровь, мышцы, слизистые оболочки и нервные окончания).

Петля может проходить по одному из вариантов:

• рука – рука (верхняя);
• рука – нога;
• рука – обе ноги;
• голова – рука;
• нога – нога (нижняя);
• голова – нога;
• голова – обе ноги;
• рука + нога – рука + нога (полная петля).

Первый и последний вариант считаются самыми опасными, поскольку электрический ток проходит через сердце. Особую угрозу представляет петля, проходящая через голову и затрагивающая мозг.

Физиологическое состояние человека

На степень поражения электрическим током влияют общие показатели здоровья человека.

Наибольшей чувствительностью к электротравмам обладают люди:

• имеющие заболевания сердечно-сосудистой и нервной системы;
• с выраженными симптомами переутомления;
• страдающие хроническими болезнями органов дыхания, эндокринной и нервной системы, кожи, сердца;
• получившие тепловой удар;
• имеющие признаки истощения.

Факторы внешней среды

На силу воздействия электрического тока на организм могут оказывать влияние факторы извне:

• высокая температура воздуха (свыше + 25 С);
• пониженное атмосферное давление (менее 740 мм);
• влажность воздуха более 75 %;
• наличие электрического или магнитного поля;
• близость токопроводящих проводников;
• наличие химических веществ и едких газов, нарушающих целостность изоляционных оболочек источников тока.

Опасная, безопасная и смертельная сила тока для человека

Нельзя считать какую-либо величину тока безопасной для человека. Существует лишь более и менее опасная величина электротока. Каждый человек имеет внутреннее сопротивление, на величину которого влияет множество факторов (толщина кожи, влажность помещения и тела человека, путь протекания тока).

Самым опасным путем протекания тока является направление нога-голова, рука-голова, так как при этом путь идет через сердце, мозг, органы дыхания. А большая величина тока может вызвать остановку сердца и остановку дыхания. Именно эти причины являются наиболее вероятными причинами летальных исходов при протекании электротока.

Считается, что постоянный ток более безопасный, чем переменный в сетях до 500В. При напряжении выше 500 вольт опасность постоянного тока возрастает.

Частота сети влияет на степень тяжести электротравмы. Промышленная частота в 50 Гц является более опасной, чем частота в 500Гц. При высокой частоте наблюдается так называемый «скин-эффект», когда ток проходит не по всему проводнику, а лишь по его поверхности. А значит, внутренние органы напрямую не затрагиваются.

Также на степень опасности воздействия тока на человека влияет продолжительность нахождения человека под воздействием тока. Здесь зависимость линейная – чем дольше, тем больше разрушений и неблагоприятных последствий.

Приведем пороговые значения переменного и постоянного тока и возможные реакции организма на эти воздействия:

Проходя через человеческое тело, ток может создавать электрические травмы или электрические удары.

Электрический удар подразумевает, что ток возбуждает ткани организма, что вызывает их сокращение и судороги. Существует 4 группы электроударов: судороги, судороги с потерей сознания, потеря сознания с нарушением дыхания и работы сердца, клиническая смерть.

При электрической травме ток наносит прямые повреждения тканям и органам человека. Это могут быть электрические ожоги, металлизация кожи, электрические метки и механические повреждения.

Электрические ожоги бывают токовыми и дуговыми. Действие токового ожога связано с прохождением тока через тело человека. Дуговой ожог возникает между человеком и проводником электротока высокого напряжения, вследствие возникновения дуги между ними. Температура дуги может достигать тысяч градусов по Цельсию. Такой ожог гораздо опаснее и может плюс ко всему сопровождаться возгоранием одежды пострадавшего.

Металлизация кожи происходит, когда под действием тока в кожу попадают частицы металла, при этом проводимость кожи увеличивается, что повышает травмоопасность.

Электрические метки – это места, через которые ток входит и выходит из тела человека. Наиболее часто встречаются на ногах и руках.

В любом случае следует стараться избегать касания токоведущих частей проводящими предметами (ловить рыбу под ЛЭП, нести стремянку вблизи шин напряжения), не использовать провода и кабели с ослабленной изоляцией, соблюдать правила безопасности при нахождении и работе в электроустановках. Берегите здоровье себя и своих родных.

Самое популярное

Чем грозит удар электрическим током?

При попадании под электрическое напряжение пострадавший всегда получает шок, а вот его последствия могут быть различными: от судорог пальцев конечностей и их дрожи, от неприятных ощущений нагревания и жжения до остановки дыхания и фибрилляции сердца (бессистемного сокращения) и полной его остановки. В последнем случае кровь перестает перемещаться по сосудам, отчего человек умирает. Кроме того, электрический ток является опасным для человека, поскольку при определенных значениях его силы создается эффект прилипания к оголенным проводам из-за чрезмерного стимулирования электричеством нервных волокон. Одной из причин смерти от удара током может стать механическая травма в результате непроизвольного сокращения мышц. Может наступить потеря зрения из-за воздействия на сетчатку глаза образовавшейся электрической дуги. Сильнее всего от воздействия электротока страдают кожа на лице, на шее и на ладонях с тыльной стороны.

Прохождение через тело человека электрического заряда оставляет на нем своеобразные о, которые представляют собой мертвую кожу с желтым налетом, похожую на мозолистые образования.

Ожог электрическим током вызывает покраснение кожи в месте соприкосновения с его источником, надуваются пузыри с физиологической жидкостью внутри, участки тела обугливаются и чернеют, иногда в них буквально «вплавляются» куски металла или ткани с одежды.

Такие ожоговые травмы лечатся хуже простых термоожогов, не всегда они проявляются сразу – последствия могут стать видны спустя часы, дни или даже месяцы (поэтому все пострадавшие долгое время находятся под присмотром врачей). Самый опасный ток – это попавший в районы спины, кистей, височной и затылочной частей головы. Масштабы вреда здоровью от электроудара зависят от направления движения тока внутри тела человека. Как правило, имеется несколько «маршрутов» прохождения заряда.

Смертельным путем тока для человека является путь от одной руки, держащейся за оголенный провод, до другой, потому что он идет через легкие, бронхи и сердечную мышцу и вызывает их фибрилляцию. Если пострадавший одной рукой держится за источник, содержащий постоянный ток, а ногами стоит на земле, маршрут называется «рука-ноги», в таком случае электричество нарушает работу почти всех внутренних органов и, конечно, сердечной мышцы. Смертельная также «дорога» электричества через голову к рукам или ногам: если потерпевший задел головой элементы, находящиеся под напряжением.

Какая величина тока считается смертельной для человека

Сила тока в 1 А — очень большая величина, поэтому чтобы определить смертельный ток для человека, используют меньшую величину – миллиамперы, мА. В 1 А содержится 1 000 мА.

Стоит уточнить, что смертельным ток становится не только из-за действия на органы, но и неспособности человека самостоятельно освободиться от действия электричества.

Так, при переменном токе силой 10–15 мА человек уже не может самостоятельно разжать пальцы рук и, продолжая находиться под действием тока, он подвергается смертельной угрозе. Для постоянного тока это значение составляет 50–80 мА.

При этом отмечаются четыре последствия воздействия тока:

• без потери сознания;
• с потерей сознания;
• клиническая смерть;
• биологическая смерть.

Находясь в сознании, человек еще может рассуждать и позвать на помощь, что увеличивает его шанс на выживание и получение наименьшего ущерба.

При потере сознания риск умереть резко возрастает. Токи более 80–100 мА переменного и 300 мА постоянного напряжения вызывают фибрилляцию сердца и (или) прекращение работы легких. При этом наступает клиническая смерть, продолжающаяся 5–7 минут.

Величина электрического тока более 100 миллиАмпер считается смертельно опасной. Такой ток вызывает остановку дыхания и фибрилляцию сердца.

Если в течение этого времени удается оказать человеку первую помощь, он может выжить. Биологическая смерть начинается с отмирания клеток головного мозга, после чего человека уже невозможно вернуть к жизни.

Смертельно опасная сила тока для человека

Смертельной является сила электрического тока, приводящая к летальному исходу. Как правило, это проявляется в остановке сердца или параличе дыхательных путей. При достижении определенной величины, ток начинает проходить через тело человека как через обыкновенный проводник по пути наименьшего сопротивления, т.е. через внутренние органы. Также к смертельному исходу может привести воздействие электрического тока на человеческий мозг.

Напомним, что одним из определяющих параметров воздействия электрического тока на организм человека является время. Ток относительно небольшой величины может привести к необратимым последствиям при длительном контакте. Здесь уместно будет пояснить такое понятие как не отпускающий ток.

При контакте с токоведущим проводником при силе тока около 10 мА происходит непроизвольное сокращение мышц. Примером может служить контакт с проводником внутренней стороной ладони. В этом случае мышцы кисти руки сокращаются и освободиться самостоятельно практически невозможно. Следовательно, увеличивается время контакта со всеми вытекающими последствиями в виде опасных для жизни травм или остановки сердца. Поэтому опытные электрики, вне зависимости под напряжением сеть или нет первоначальный контакт осуществляют тыльной стороной ладони. Если окажется что сила тока смертельна или опасна, то рука будет отброшена от проводника.

В заключение напомним, чтобы избежать опасного воздействия электрического тока, вне зависимости от его силы и напряжения в сети, все работы с электротехническими устройствами, необходимо проводить используя средства индивидуальной защиты и соответствующий инструмент.