Какое действие оказывает электрический ток на человека. Действия электрического тока: тепловое, химическое, магнитное, световое и механическое

Действие электрического тока на организм человека носит сложный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электролитическое и биологическое воздействия.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, а также в нагреве до высоких температур других органов.

Электролитическое действие тока выражается в разложении органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химического состава.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов.

На какие виды можно разделить электротравмы?

Электротравмы условно можно разделить на два вида: местные электротравмы и электрические удары.

Под местными электротравмами понимаются четко выраженные местные нарушения целости тканей организма. Чаще всего это поверхностные повреждения, т. е. повреждения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей. Обычно местные электротравмы излечиваются, и работоспособность восстанавливается полностью или частично. Иногда (при тяжелых ожогах) человек погибает. Непосредственной причиной смерти является не электрический ток (или дуга), а местное повреждение организма, вызванное током (дугой). Характерные виды местных электротравм - электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Что такое электрический ожог?

Электрические ожоги наиболее распространенные электротравмы: они возникают у большинства пострадавших (60-65%), причем около третьей части их сопровождаются другими электротравмами.

Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой. Токовый ожог получается в результате контакта человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. Эти ожоги возникают в электроустановках относительно небольшого напряжения - не выше 1-2 кВ, в большинстве случаев они сравнительно легкие.

Дуговой ожог обусловлен воздействием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой и большой энергией. Этот ожог возникает обычно в электроустановках напряжением выше 1 кВ и, как правило, носит тяжелый характер. Электрическая дуга может вызвать обширные ожоги тела, выгорание тканей на большую глубину и бесследное сгорание больших участков тела.

Чем характеризуются электрические знаки?

Электрические знаки (знаки тока или электрические метки) представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшегося действию тока. Знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре. Они бывают в виде царапин небольших ран или ушибов, бородавок, кровоизлияний в коже и мозолей. Иногда их форма соответствует форме токоведущей части, к которой прикоснулся пострадавший, а также напоминает форму моли ии.

В большинстве случаев электрические знаки безболезненны, и их лечение заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи и пораженное место приобретают первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. Знаки возникают примерно у 20% пострадавших от тока.

Что такое металлизация кожи?

Металлизация кожи - проникновение в ее верхние слои мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т. п. Пострадавший в месте поражения испытывает напряжение кожи от присутствия в ней инородного тела и боль от ожога за счет теплоты занесенного в кожу металла. С течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и болезненные ощущения исчезают. При поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным.

Металлизация кожи наблюдается примерно у 10% пострадавших.

Каковы условия возникновения электроофтальмии?

Электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.

Электроофтальмия возникает сравнительно редко - у 1-2% пострадавших.

Чем характеризуются механические повреждения?

Механические повреждения возникают в результате резких, непроизвольных, судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и переломы костей. Механические повреждения, как правило,- серьезные травмы, требующие длительного лечения. Они происходят сравнительно редко.

Что такое электрический удар?

Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся сокращениями мышц. Исход воздействия тока на организм при этом может быть различен - от легкого, едва ощутимого судорожного сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т. е. до смертельного поражения.

Электрические удары условно можно разделить на четыре степени:

• I - судорожное сокращение мышц без потери сознания;
• II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;
• III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
• IV - клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Чем характеризуется клиническая (мнимая) смерть?

Клиническая (мнимая) смерть-переходный период от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких.

Человек, находящийся в состоянии клинической смерти, не дышит, его сердце не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период почти во всех тканях организма еще продолжаются слабые обменные процессы, достаточные для поддержания минимальной жизнедеятельности.

При клинической смерти первыми начинают погибать чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга, с деятельностью которых связаны сознание и мышление. Поэтому длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга: в большинстве случаев она составляет 4-5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, например от электрического тока,- 7-8 мин. В состоянии клинической смерти путем воздействия на органы дыхания и кровообращения возможно восстановление угасающих или только что угасших функций, т. е. оживление умирающего организма.

Что такое биологическая (истинная) смерть?

Под биологической смертью понимают необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур. Она наступает после клинической смерти.

Причинами смерти от электрического тока могут быть: прекращение работы сердца, дыхания и электрический шок.

Чем вызывается прекращение работы сердца?

Прекращение работы сердца - результат прямого воздействия тока на мышцу сердца, т. е. прохождение тока непосредственно в области сердца, а иногда и результат рефлекторного действия. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция.

Что такое фибрилляция?

Фибрилляция - это хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мыщцы (фибрилл), при которых сердце перестает выполнять функции насоса, т. е. оно не в состоянии обеспечить движение крови по сосудам. В результате в организме нарушается кровообращение и как следствие прекращается доставка кислорода кровью из легких к тканям и органам, что и вызывает гибель организма.

Каковы причины прекращения дыхания?

Прекращение дыхания вызывается прямым и в некоторых случаях рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Человек испытывает затруднение дыхания уже при переменном токе, равном 20-25 мА, которое усиливается с ростом силы тока. При длительном воздействии такого тока (несколько минут) наступает асфиксия (удушье) в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме. Дыхание останавливается также в результате кратковременного (несколько секунд) воздействия большого тока (несколько сотен миллиампер).

Чем характеризуется электрический шок?

Электрический шок - своеобразная тяжелая нервнорефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током. Она сопровождается опасными расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т. п. Шоковое состояние длится от нескольких минут до суток. После этого может наступить либо гибель организма в результате полного угасания жизненно важных функций, либо выздоровление после своевременного активного лечебного вмешательства.

Какие факторы определяют опасность поражения электрическим током?

Опасность воздействия электрического тока на человека зависит от сопротивления тела человека и величины приложенного к нему напряжения, силы тока, проходящего через, тело, длительности его воздействия, пути прохождения^, рода и частоты тока, индивидуальных свойств пострадавшего и факторов окружающей среды.

Что представляет собой электрическое сопротивление тела человека?

Тело человека является проводником электрического тока. Разные ткани тела оказывают току разное сопротивление: кожа, кости, жировая ткань - большое, а мышечная ткань, кровь и особенно спинной и головной мозг -малое. Наибольшим сопротивлением по сравнению с другими тканями обладает кожа и главным образом ее верхний слой, называемый эпидермисом.

Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже при напряжении 15-20 В находится в пределах от 3000 до 100 000 Ом, а иногда и более. При удалении всего верхнего слоя кожи сопротивление снижается до 500-700 Ом. При полном удалении кожи сопротивление внутренних тканей тела составит всего лишь 300-500 Ом. При расчетах обычно принимают сопротивление тела человека, равное 1000 Ом. В действительности это величина переменная, зависящая от множества факторов, в том числе от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды (влажность, температура и т. п.). Состояние кожи сильно влияет на электрическое сопротивление тела человека. Так, повреждения рогового слоя, в том числе порезы, царапины и другие микротравмы, могут снизить сопротивление до величины, близкой к величине внутреннего сопротивления, при этом увеличивается опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает и увлажнение кожи водой или потом, а также загрязнение, ее ^токопроводящей пылью и грязью.

В связи с различным электрическим сопротивлением кожи на разных участках тела на сопротивление в целом влияют место приложения контактов и их площадь.

Сопротивление тела человека падает при увеличении значения тока и длительности его прохождения за счет усиления местного нагрева кожи, приводящего к расширению сосудов, а следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.

Повышение напряжения, приложенного к телу человека, уменьшает в десятки раз сопротивление кожи, а следовательно, и полное сопротивление тела, которое приближается к своему наименьшему значению 300-500 Ом. Это объясняется пробоем рогового слоя кожи, ростом тока, проходящего через кожу, и другими факторами.

Род тока и частота также влияют на значение электрического сопротивления. При частотах 10-20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току.

Как влияет величина тока на исход поражения?

Сила электрического тока, проходящего через тело человека, и есть основной фактор, обусловливающий исход поражения.

Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него переменного тока величиною 0,6-1,5 мА. Этот ток называется пороговым ощутимым.

При токе в 10-15 мА человек не может оторвать рук от электропроводов, самостоятельно разорвать цепь поражающего его тока. Такой ток принято называть неотпускающим. Ток меньшего значения называют отпускающим.

Ток в 50 мА поражает органы дыхания и сердечнососудистую систему. При 100 мА наступает фибрилляция сердца, заключающаяся в беспорядочном, хаотическом сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца. Оно останавливается, кровообращение прекращается.

Ток больше 5 А, как правило, фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит немедленная остановка сердца и паралич дыхания. Если действие тока кратковременное (до 1-2 с) и не вызывает повреждения сердца (в результате нагрева, ожога и т. п.), то после отключения тока сердце самостоятельно возобновляет нормальную деятельность, а для восстановления дыхания требуется немедленная помощь в виде искусственного дыхания.

Какое влияние оказывает на исход поражения длительность прохождения тока через организм человека?

Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань возрастает значение этого тока (за счет уменьшения сопротивления тела), накапливаются последствия воздействия тока на организм и повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с особенно уязвимой для тока фазой Т сердечного цикла (кардиоцикла).

Какое значение в исходе поражения имеет путь тока в теле пострадавшего?

Если на пути тока оказываются жизненно важные органы - сердце, легкие, головной мозг, опасность их поражения весьма велика. Если же ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему, благодаря чему вероятность тяжелого исхода резко уменьшается.

Поскольку путь тока зависит от того, какими участками тела пострадавший прикасается к токоведущим частям, его влияние на исход поражения проявляется еще и потому, что сопротивление кожи на разных участках тела различно. Наиболее опасный путь - правая рука - ноги, наименее опасный - нога - нога.

Как влияет род и частота тока на исход поражения?

Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного тока частотой 50 Гц. Однако это характерно для относительно небольших напряжений - до 250-300 В. При более высоких напряжениях опасность постоянного тока возрастает.

С увеличением частоты переменного тока, проходящего через тело человека, полное сопротивление тела уменьшается, а величина проходящего тока возрастает. Однако уменьшение сопротивления возможно лишь в пределах частот от 0 до 50-60 Гц; дальнейшее же повышение частоты сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450- 500 кГц. Но эти токи сохраняют опасность ожогов как в случае возникновения электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через тело человека. Снижение опасности поражения током с увеличением частоты становится практически заметным при частоте 1000-2000 Гц.

Каково влияние индивидуальных свойств человека на исход поражения электрическим током?

Установлено, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие рядом заболеваний, в первую очередь болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, нервными и др.

Как влияет внешняя среда на механизм поражения?

Присутствие в воздухе помещений ряда производств химически активных и токсичных газов, попадающих в организм человека, снижает электрическое сопротивление его тела. Во влажных и сырых помещениях происходит увлажнение кожи, что в значительной степени снижает ее сопротивление. Влага, попавшая на кожу, растворяет находящиеся на ней минеральные вещества и жирные кислоты, выведенные из организма вместе с потом и кожным салом, поэтому кожа становится более электропроводной.

При работе в помещениях с высокой температурой окружающей среды кожа нагревается и происходит усиленное потовыделение. Пот - хороший проводник электрического тока. Следовательно, работа в таких условиях усугубляет опасность воздействия электрического тока на человека. Последними исследованиями установлено, что величина сопротивления тела человека в подобных условиях значительно уменьшается. Она зависит как от продолжительности пребывания в среде с повышенной температурой, так и от температуры этой среды и интенсивности тепловых нагрузок.

В ряде случаев имеет место загрязнение кожи различными веществами, хорошо проводящими электрический ток, что снижает ее сопротивление. Люди с такой кожей подвержены большей опасности поражения электрическим током.

В отдельных производственных помещениях возникают шум и вибрации, отрицательно действующие на весь организм человека: повышается кровяное давление,

нарушается ритм дыхания. Эти факторы, а также недостатки освещения ряда производств вызывают замедление психических реакций, понижают внимание, что играет не последнюю роль в ошибочных действиях персонала и приводит к авариям и несчастным случаям, в том числе и электротравмам.

Известны ли случаи отдаленных последствий электротравмы?

Да, известны. Через продолжительное время после электротравмы наблюдались случаи развития диабета, заболеваний щитовидных желез, половых органов, отмечены различные болезни аллергической природы (крапивницы, экземы и др.), а также стойкие органические изменения сердечно-сосудистой системы и вегетативноэндокринные расстройства.

Описаны случаи поздних осложнений в виде нервно-психических расстройств (шизофрения, истерия, психоневрозы, импотенция), развития катаракт спустя 3-6 месяцев после электротравм.

У электромонтеров чаще, чем у лиц других профессий, наблюдается раннее развитие артериосклероза, эндоартрита, вегетативных и других расстройств.

Таким образом, действие электрического тока не всегда проходит бесследно и нередко ведет к понижению трудоспособности, а иногда и.к хроническим заболеваниям.

Техника безопасности (ТБ) – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от воздействия опасных и вредных факторов.

Электробезопасность – защита от электрического тока, электрической дуги, статического и атмосферного электричества.

3.1 Воздействие электрического тока на организм человека

Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него биологические (сокращение мышц, паралич дыхания и сердца, раздражение и возбуждение нервных окончаний), электролитические (разложение крови и плазмы), термические (ожоги, нагрев тканей и биологических сред) и механические (разрыв и расслоение тканей) воздействия.

При воздействии электрических тока или дуги могут возникнуть электрические удары – внутренние, общие поражения организма человека, связанные: с едва ощутимым сокращением мышц; судорожными сокращениями мышц, сопровождающимися сильными болями без потери сознания; потерей сознания и нарушением сердечной деятельности и (или) дыхания; потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца; состоянием клинической смерти в результате фибрилляции сердца или асфиксии. При местном воздействии электрического тока возникают электротравмы : контактные, дуговые или смешанные электроожоги (четыре степени); металлизация кожи частицами расплавившегося металла; электрические знаки (метки различной формы и цвета, безболезненные, исчезающие со временем); электроофтальмия (воспаление наружной оболочки глаз); механические травмы, вызванные непроизвольным сокращением мышц. Тяжесть поражения электрическим током зависит от силы тока, сопротивления тела человека, пути и времени протекания тока через организм, рода (переменный или постоянный) и частоты тока, условий среды и индивидуальных особенностей человека.

Эквивалентную схему при протекании тока через тело человека можно представить в виде последовательно включенных сопротивлений внутренних органов и кожи (эпидермы) в месте контакта (на входе и выходе) с источником тока (рисунок 3.1). Емкость человеческого тела незначительна, и ее не учитывают в практических расчетах. Сопротивление тела человека при различных расчетах, связанных с обеспечением безопасности, принимают активным и равным 1000 Ом , хотя оно и изменяется в широких пределах. Наибольшим сопротивлением обладает наружный слой кожи толщиной порядка 0,2 мм, состоящий из мертвых ороговевших клеток, наименьшим – спинно-мозговая жидкость. Сухая, чистая, неповрежденная кожа имеет сопротивление значительно больше, чем влажная, с большим pH, потная кожа. С увеличением силы тока и временем его протекания сопротивление тела человека уменьшается. Наибольшая опасность возникает при прохождении тока через головной мозг, легкие, сердце . Наиболее опасным является ток промышленных частот (20 – 1000 Гц) . Постоянный ток напряжений 250 – 300 В менее опасен, чем переменный. Некоторые заболевания человека (сердечно сосудистые, кожные) делают его восприимчивым к электрическому току. Поэтому к обслуживанию электроустановок допускаются лица, прошедшие медицинское освидетельствование.

Рисунок 3.1 – Схема замещения тела человека

По степени физиологического воздействия можно выделить следующие токи промышленной частоты воздействием более 1 секунды:

0,5 – 1,5 мА – пороговый ощутимый ток (т.е. наименьшее значение тока, которое человек начинает ощущать);

10 – 20 мА – пороговый не отпускающий ток (когда из-за судорожного сокращения рук человек самостоятельно не может освободится от токоведущих частей);

80 – 100 мА – пороговый фибрилляционный ток (расчетный поражающий ток), вызывающий неритмичные судорожные сокращения сердца, называемые фибрилляцией.

Поражение электрическим током возможно лишь в состоянии полного покоя сердца человека. При продолжительности воздействия не более 10 минут в сутки в неаварийном режиме при нормальных метеорологических условиях предельно допустимые значения тока : частотой 50 Гц равно 0,3 мА, частотой 400 Гц – 0,4 мА, постоянного тока – 1 мА.

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

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

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

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

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

Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током

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

Виды воздействия

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

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

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

Видео: действие электрического тока на организм человека

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

Электротравмы могут произвести следующие виды воздействий:

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

Виды электротравм

Воздействие электротока вызывает следующие характерные повреждения:

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

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

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

Шаговое напряжение

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

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

На рисунке отмечено:

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

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

Как видно из формулы, чем больше будет расстояние между ступнями, тем значительней разность потенциалов и выше V ш. 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:

Электрический ток оказывает на человека термическое, электролитическое, биологическое и механическое воздействие.

Термическое воздействие тока проявляется ожогами отдель-ных участков тела, нагревом до высокой температуры орга-нов, что вызывает в них значительные функциональные рас-стройства.

Электролитическое воздействие в разложении различных жидкостей организма (воды, крови, лимфы) на ионы, в результатечего происходит нарушение их физико-химического состава и свойств.

Биологическое действие тока проявляется в виде раздраже-ния и возбуждения тканей организма, судорожного сокраще-ния мышц, а также нарушения внутренних биологических процессов.

Механическое воздействие приводит к расслоению, разрыву тканей организма.

Действие электрического тока на человека приводит к трав-мам или гибели людей.

Электрические травмы разделяются на общие (электрические удары) и местные электротравмы (рис. 2.26).

Наибольшую опасность представляют электрические удары.

Электрический удар — это возбуждение живых тканей про-ходящим через человека электрическим током, сопровождаю-щееся судорожными сокращениями мышц; в зависимости от исхода воздействия тока различают четыре степени электриче-ских ударов:

I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;

III — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого вместе);

IV — клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и крово-обращения.

Кроме остановки сердца и прекращения дыхания причиной смерти может быть электрический шок — тяжелая нервно-реф-лекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током. Шоковое состояние длится от нескольких десят-ков минут до суток, после чего может наступить гибель или выздоровление в результате интенсивных лечебных мероприятий.

Рис. 2.26. Классификация электрических травм

Местные электротравмы — это местные нарушения целостно-сти тканей организма. К местным электротравмам относятся:

- электрический ожог — бывает токовым и дуговым; токовый ожог связан с прохождением тока через тело человека и яв-ляется следствием преобразования электрической энергии в тепловую (как правило, возникает при относительно не-высоких напряжениях электрической сети); при высоких напряжениях электрической сети между проводником тока и телом человека может образоваться электрическая дуга, возникает более тяжелый ожог — дуговой, т. к. электриче-ская дуга обладает очень большой температурой — свы-ше 3500 °С;

- электрические знаки — пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, образующиеся в мес-те контакта с проводником тока; как правило, знаки име-ют круглую или овальную форму с размерами 1-5 мм; эта травма не представляет серьезной опасности и достаточно
быстро проходит;

- металлизация кожи — проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги; в зависимости от места поражения травма может быть очень болезненной, с тече-нием времени пораженная кожа сходит; поражение же глаз может закончиться ухудшением или даже потерей зрения;

- электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз под действием потока ультрафиолетовых лучей, испускае-мых электрической дугой; по этой причине нельзя смот-реть на сварочную электродугу; травма сопровождается сильной болью и резью в глазах, временной потерей зрения, при сильном поражении лечение может быть слож-ным и длительным; на электрическую дугу без специальных защитных очков или масок смотреть нельзя;

- механические повреждения возникают в результате резких судорожных сокращений мышц под действием проходяще-го через человека тока, при непроизвольных мышечных сокращениях могут произойти разрывы кожи, кровенос-ных сосудов, а также вывихи суставов, разрывы связок идаже переломы костей; кроме того, при испуге и шоке че-ловек может упасть с высоты и получить травму.

Как видим, электрический ток очень опасен и обращение с ним требует большой осторожности и знания мер обеспечения электробезопасности.

Параметры, определяющие тяжесть поражения электриче-ским током (рис. 2.27). Основными факторами, определяющими степень поражения электрическим током, являются: сила тока, протекающего через человека, частота тока, время воздействия и путь протекания тока через тело человека.

Сила тока. Протекание через организм переменного тока промышленной частоты (50 Гц), широко используемого в про-мышленности и в быту, человек начинает ощущать при силе тока 0,6... 1,5 мА (мА — миллиампер равен 0,001 А). Этот ток на-зывают пороговым ощутимым током.

Большие токи вызывают у человека болезненные ощущения, которые с увеличением тока усиливаются. Например, при токе 3...5 мА раздражающее действие тока ощущается всей кистью, при 8... 10 мА — резкая боль охватывает всю руку и сопровожда-ется судорожными сокращениями мышц кисти и предплечья.

При 10... 15 мА судороги мышц руки становятся настолько сильными, что человек не может их преодолеть и освободиться от проводника тока. Такой ток называется пороговым неотпускающим током.

При токе величиной 25...50 мА происходят нарушения в ра-боте легких и сердца, при длительном воздействии такого тока может произойти остановка сердца и прекращение дыхания.

Рис. 2.27. Параметры, определяющие тяжесть поражения электрическим током

Начиная с величины 100 мА протекание тока через человека вызывает фибрилляцию сердца — судорожные неритмичные со-кращения сердца; сердце перестает работать как насос, перекачи-вающий кровь. Такой ток называется пороговым фибрилляционным током. Ток более 5А вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции.

Частота тока. Наиболее опасен ток промышленной часто-ты — 50 Гц. Постоянный ток и ток больших частот менее опа-сен, и пороговые значения для него больше.

Так, для постоян-ного тока:

Пороговый ощутимый ток — 5...7 мА;

Пороговый неотпускающий ток — 50...80 мА;

Фибрилляционный ток — 300 мА.

Путь протекания тока . Опасность поражения электрическим током зависит от пути протекания тока через тело человека, так как путь определяет долю общего тока, которая проходит через сердце. Наиболее опасен путь «правая рука—ноги» (как раз пра-вой рукой чаще всего работает человек). Затем по степени сни-жения опасности идут: «левая рука—ноги», «рука—рука», «но-ги—ноги». На рис. 2.28 изображены возможные пути протекания тока через человека.

Рис. 2.28. Характерные пути тока в теле человека: 1 — рука-рука; 2 — правая рука-ноги; 3 — левая рука-ноги; 4 — правая рука-правая нога; 5 — правая рука-левая нога; 6 — левая рука-левая нога; 7 — левая рука-правая нога; 8 — обе руки-обе ноги; 9 — нога-нога; 10 — голова-руки; 11 — голова-ноги; 12 — голова-правая рука: 13 — голова-левая рука; 14 — голова-правая нога; 15 — голова-левая нога

Время воздействия электрического тока. Чем продолжитель-нее протекает ток через человека, тем он опаснее. При протекании электрического тока через человека в месте контакта с про-водником верхний слой кожи (эпидермис) быстро разрушается, электрическое сопротивление тела уменьшается, ток возрастает, и отрицательное действие электротока усугубляется. Кроме того, с течением времени растут (накапливаются) отрицательные по-следствия воздействия тока на организм.

Определяющую роль в поражающем действии тока играет ве-личина силы электрического тока, протекающего через организм человека. Электрический ток возникает тогда, когда создается замкнутая электрическая цепь, в которую оказывается включен-ным человек. По закону Ома сила электрического тока /равна электрическому напряжению U, деленному на сопротивление электрической цепи R: 1= U/R.

Таким образом, чем больше напряжение, тем больше и опас-нее электрический ток. Чем больше электрическое сопротивле-ние цепи, тем меньше ток и опасность поражения человека.

Электрическое сопротивление цепи равно сумме сопротивле-ний всех участков, составляющих цепь (проводников, пола, обу-ви и др.). В общее электрическое сопротивление обязательно входит и сопротивление тела человека.

Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чис-той и неповрежденной коже может изменяться в довольно ши-роких пределах — от 3 до 100 кОм (1 кОм = 1000 Ом), а иногда и больше. Основной вклад в электрическое сопротивление челове-ка вносит наружный слой кожи — эпидермис , состоящий из ороговевших клеток. Сопротивление внутренних тканей тела не-большое — всего лишь 300...500 Ом.

Поэтому при нежной, влаж-ной и потной коже или повреждении эпидермиса (ссадины, раны) электрическое сопротивление тела может быть очень не-большим. Человек с такой кожей наиболее уязвим для электри-ческого тока. У девушек более нежная кожа и тонкий слой эпи-дермиса, нежели у юношей; у мужчин, имеющих мозолистые руки, электрическое сопротивление тела может достигать очень больших величин, и опасность их поражения электротоком сни-жается. В расчетах на электробезопасность обычно принимают величину сопротивления тела человека, равную 1000 Ом.

Электрическое сопротивление изоляции проводников тока, если она не повреждена, составляет, как правило, 100 и более килоом.

Электрическое сопротивление обуви и основания (пола) зависит от материала, из которого сделано основание и подошва обуви, и их состояния — сухие или мокрые (влажные). Например, сухая подошва из кожи имеет сопротивление примерно 100 кОм, влажная подошва — 0,5 кОм; из резины соответственно 500 и 1,5 кОм. Сухой асфальтовый пол имеет сопротивление около 2000 кОм, мокрый — 0,8 кОм; бетонный соответственно 2000 и 0,1 кОм; деревянный — 30 и 0,3 кОм; земляной — 20 и 0,3 кОм; из керамической плитки — 25 и 0,3 кОм. Как видим, при влаж-ных или мокрых основаниях и обуви значительно возрастает электроопасность.

Поэтому при пользовании электричеством в сырую погоду, осо-бенно на воде, необходимо соблюдать особую осторожность и при-нимать повышенные меры обеспечения электробезопасности.

Для освещения, бытовых электроприборов, большого коли-чества приборов и оборудования на производстве, как правило, используется напряжение 220 В. Существуют электросети на 380, 660 и более вольт; во многих технических устройствах при-меняются напряжения в десятки и сотни тысяч вольт. Такие технические устройства представляют исключительно высокую опасность. Но и значительно меньшие напряжения (220, 36 и даже 12 В) могут быть опасными в зависимости от условий и электрического сопротивления цепи R..

Значительное влияние на исход поражения при электротравмах оказывают индивидуальные особенности человека.

Характер воздействия тока (табл.) зависит от массы человека и его фи-зического состояния. Здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары. Повышенная восприимчивость к электрическому току отмечена у лиц, страдающих болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секре-ции, нервными и др.

Табл. Характер воздействия тока

Более уязвимы к воздействию электрического тока люди, име-ющие повышенную потливость. Повышенная температура окружа-ющей среды и высокая влажность не единственная причина высо-кой потливости, интенсивное потоотделение часто наблюдается при вегетативных расстройствах нервной системы, а также в ре-зультате испуга, волнения.

В состоянии возбуждения нервной системы, депрессии, утом-ления, опьянения и после него люди более чувствительны к про-текающему току.

Предельно допустимые напряжения прикосновения и токи для человека устанавливаются ГОСТ 12.1.038—82* (табл. 2.14) при аварийном режиме работы электроустановок постоянного тока частотой 50 и 400 Гц. Для переменного тока частотой 50 Гц до-пустимое значение напряжения прикосновения составляет 2 В, а силы тока — 0,3 мА, для тока частотой 400 Гц соответственно — 2 В и 0,4 мА; для постоянного тока — 8 В и 1 мА. Указан-ные данные приведены для продолжительности воздействия тока не более 10 мин в сутки.

Таблица 2.14. Предельно допустимые уровни напряжения и токов

Анализ схем включения человека в электрическую цепь

Так как от сопротивления электрической цепи R существен-но зависит величина электрического тока, проходящего через человека, то тяжесть поражения во многом определяется схемой включения человека в цепь. Схемы образующихся при контакте человека с проводником цепей зависят от вида применяемой системы электроснабжения.

Наиболее распространены электрические сети, в которых ну-левой провод заземлен, т. е. накоротко соединен проводником с землей. Прикосновение к нулевому проводу практически не представляет опасности для человека, опасен только фазный провод. Однако разобраться, какой из двух проводов нулевой, сложно — по виду они одинаковы. Разобраться можно используя специальный прибор — определитель фазы.

На конкретных примерах рассмотрим возможные схемы включения человека в электрическую цепь при прикосновении к проводникам.

Двухфазное включение в цепь. Наиболее редким, но и наиболее опасным, является прикосновение человека к двум фазным про-водам или проводникам тока, соединенным с ними (рис. 2.29).

В этом случае человек окажется под действием линейного напряжения. Через человека потечет ток по пути «рука—рука», i. е. сопротивление цепи будет включать только сопротивление тела (Я).

Рис. 2.29. Двухфазное включение в цепь: а — изолированная нейтраль; б — за-земленная нейтраль

Если принять сопротивление тела в 1 кОм, а электрическую сеть напряжением 380/220 В, то сила тока, проходящего через че-ловека, будет равна

I ч = U л /R ч = 380 В / 1000 Ом = 0,38 А = 380 мА.

Это смертельно опасный ток. Тяжесть электротравмы или даже жизнь человека будет зависить прежде всего от того, как быстро он освободится от контакта с проводником тока (разо-рвет электрическую цепь), ибо время воздействия в этом случае является определяющим.

Значительно чаще встречаются случаи, когда человек одной рукой соприкасается с фазным проводом или частью прибора, аппарата, который случайно или преднамеренно электрически соединен с ним. Опасность поражения электрическим током в этом случае зависит от вида электрической сети (с заземленной или изолированной нейтралью).

Однофазное включение в цепь в сети с заземленной нейтралью (рис. 2.30). В этом случае ток проходит через человека по пути «рука—ноги» или «рука—рука», а человек будет находиться под фазным напряжением.

В первом случае сопротивление цепи будет определяться со-противлением тела человека (R ч, обуви (R o 6), основания (R oc), на котором стоит человек, сопротивлением заземления нейтрали (R н), и через человека потечет ток

I ч = U ф /(R ч + R o б + R 0 C + R н).

Сопротивление нейтрали R H невелико, и им можно принебречь по сравнению с другими сопротивлениями цепи. Для оцен-ки величины протекающего через человека тока примем напряжение сети 380/220 В. Если на человеке надета изолирующая сухая обувь (кожаная, резиновая), он стоит на сухом деревянном иолу, сопротивление цепи будет большим, а сила тока по закону Ома небольшой.

Например, сопротивление пола 30 кОм, кожаной обуви 100 кОм, сопротивление человека 1 кОм. Ток, проходящий через человека

I ч = 220 В / (30 000 + 100 000 + 1000) Ом = = 0,00168 А = 1,68 мА.

Этот ток близок к пороговому ощутимому току. Человек по-чувствует протекание тока, прекратит работу, устранит неис-правность.

Если человек стоит на влажной земле в сырой обуви или боси-ком, через тело будет проходить ток

I Ч = 220 В / (3000 + 1000) Ом = 0,055 А = 55 мА.

Этот ток может вызвать нарушение в работе легких и сердца, а при длительном воздействии и смерть.

Если человек стоит на влажной почве в сухих и целых резино-вых сапогах, через тело проходит ток

I ч = 220 В / (500 000 + 1000) Ом = 0,0004 А = 0,4 мА.

Воздействие такого тока человек может даже не почувство-вать. Однако даже небольшая трещина или прокол на подошве сапога может резко уменьшить сопротивление резиновой по-дошвы и сделать работу опасной.

Перед тем как приступить к работе с электрическими устройствами (особенно длительное время не находящимися в эксплуатации), их необходи-мо тщательно осмотреть на предмет отсутствия повреждений изоляции. Электрические устройства необходимо протереть от пыли и, если они влажные — просушить. Мокрые электрические устройства эксплуатиро-вать нельзя! Электрический инструмент, приборы, аппаратуру лучше хра-нить в полиэтиленовых пакетах, чтобы исключить попадание в них пыли или влаги. Работать надо в обуви. Если надежность электрического уст-ройства вызывает сомнения, надо подстраховаться — подложить под ноги сухой деревянный настил или резиновый коврик. Можно использовать рези-новые перчатки.

Рис. 2.30. Однофазное прикосновение в сети с заземленной нейтралью: а — нор-мальный режим работы; б — аварийный режим работы (повреждена вторая фаза)

Второй путь протекания тока возникает тогда, когда второй рукой человек соприкасается с электропроводящими предмета-ми, соединенными с землей (корпусом заземленного станка, металлической или железобетонной конструкцией здания, влажной деревянной стеной, водопроводной трубой, отопительной бата-реей и т. п.). В этом случае ток протекает по пути наименьшего электрического сопротивления. Указанные предметы практиче-ски накоротко соединены с землей, их электрическое сопротив-ление очень мало. Поэтому сопротивление цепи равно сопро-тивлению тела и через человека потечет ток

I ч = U Ф / R Ч = 220 В / 1000 Ом = 0,22 А = 220 мА.

Эта величина тока смертельно опасна .

При работе с электрическими устройствами не прикасайтесь второй рукой к предметам, которые могут быть электрически соединены с землей. Работа в сырых помещениях, при наличии вблизи от человека хорошо прово-дящих предметов, соединенных с землей, представляет исключительно вы-сокую опасность и требует соблюдения повышенных мер электрической безопасности.

В аварийном режиме (рис. 2.30, б), когда одна из фаз сети (другая фаза сети, отличная от фазы, к которой прикоснулся че-ловек) оказалась замкнутой на землю, происходит перераспреде-ление напряжения, и напряжение исправных фаз отличается от фазного напряжения сети. Прикасаясь к исправной фазе, чело-век попадает под напряжение, которое больше фазного, но меньше линейного. Поэтому при любом пути протекания тока этот случай более опасен.

Однофазное включение в цепь в сети с изолированной нейтра-лью (рис. 2.31). На производстве для электроснабжения силовых электроустановок находят применение трехпроводные электри-ческие сети с изолированной нейтралью. В таких сетях отсутст-вует четвертый заземленный нулевой провод, а имеются только три фазных провода. На этой схеме прямоугольниками условно показаны электрические сопротивления г А, г в, г с изоляции про-вода каждой фазы и емкости С А, С в, С с каждой фазы относи-тельно земли. Для упрощения анализа примем r A = r B =r c =r, л С А = С £ = С с = С

Рис. 2.31. Однофазное прикосновение в сети с изолированной нейтралью: а — нормальный режим работы; б — аварийный режим работы (повреждена вторая фаза)

Если человек прикоснется к одному из проводов или к како-му-нибудь предмету, электрически соединенному с ним, ток по-течет через человека, обувь, основание и через изоляцию и ем-кость проводов будет стекать на два других провода. Таким образом, образуется замкнутая электрическая цепь, в которую, в отличие от ранее рассмотренных случаев, включено сопротивле-ние изоляции фаз. Так как электрическое сопротивление ис-правной изоляции составляет десятки и сотни килоом, то общее электрическое сопротивление цепи значительно больше сопро-тивления цепи, образующейся в сети с заземленным нулевым проводом. Т. е. ток через человека в такой сети будет меньше, и прикосновение к одной из фаз сети с изолированной нейтралью безопаснее.

Ток через человека в этом случае определяется по следую-щей формуле:

где R ич = R ч + R об + R ос — электрическое сопротивление цепи че-ловека, ω = 2π f — круговая частота тока, рад/с (для тока про-мышленной частоты f = 50 Гц, поэтому ω = 100π).

Если емкость фаз невелика (это имеет место для непротя-женных воздушных сетей), можно принять С ≈ 0. Тогда выраже-ние для величины тока через человека примет вид:

Например, если сопротивление пола 30 кОм, кожаной обуви 100 кОм, сопротивление человека 1 кОм, а сопротивление изоляции фаз 300 кОм, ток, который проходит через человека (для сети 380/220 В), будет равен

I ч = 3 ? 220 В / Ом = = 0,00095 А = 0,95 мА.

Такой ток человек может даже не почувствовать .

Даже если не учитывать сопротивление цепи человека (человек стоит на влажной земле в сырой обуви), проходящий через человека ток будет безопасен:

I ч = 3 ? 220 В / 300 000 Ом = 0,0022 А = 2,2 мА.

Таким образом, хорошая изоляция фаз является залогом обеспечения безопасности. Однако при разветвленных электри-ческих сетях добиться этого нелегко. У протяженных и разветв-ленных сетей с большим числом потребителей сопротивление изоляции мало, и опасность возрастает.

Для протяженных электрических сетей, особенно кабельных линий, емкостью фаз нельзя пренебрегать (С≠0). Даже при очень хорошей изоляции фаз (r = ∞) ток потечет через человека через емкостное сопротивление фаз, и его величина будет опре-деляться по формуле:

I ч =

Таким образом, протяженные электрические цепи промыш-ленных предприятий, обладающие высокой емкостью, обладают высокой опасностью, даже при хорошей изоляции фаз.

При нарушении же изоляции какой-либо фазы прикоснове-ние к сети с изолированной нейтралью становится более опас-ным, чем к сети с заземленным нулевым проводом. В аварийном режиме работы (рис. 2.31, б) ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к исправной фазе, будет стекать по цепи за-мыкания на земле на аварийную фазу, и его величина будет оп-ределяться формулой:

I ч = U л / (R ич +R з).

Так как сопротивление замыкания R з аварийной фазы на земле обычно мало, то человек будет находиться под линейным напряжением, а сопротивление образовавшейся цепи будет рав-но сопротивлению цепи человека R з , что очень опасно.

По этим соображениям, а также из-за удобства использова-ния (возможность получения напряжения 220 и 380 В) четырехпроводные сети с заземленным нулевым проводом на напряже-ние 380/220 В получили наибольшее распространение.

Мы рассмотрели далеко не все возможные схемы электриче-ских сетей и варианты прикосновения. На производстве вы мо-жете иметь дело с более сложными схемами электроснабжения, находящимися под значительно большими напряжениями, а значит, и более опасными. Однако основные выводы и рекомен-дации для обеспечения безопасности практически такие же.

Электрический ток очень схож с потоком воды, только вместо ее молекул, движущихся вниз по реке, заряженные частицы движутся по проводнику.

Для того чтобы электрический ток протекал через тело, оно должно стать частью электрической цепи.

Постоянный и переменный ток

Степень поражающего действия электрического тока на организм человека будет зависеть от его вида.

Если ток протекает только в одном направлении, он называется постоянным (DC).

Если ток меняет направление, он называется переменным (AC). Переменный ток - лучший способ передачи электроэнергии на большие расстояния.

AC с тем же напряжением, что и DC, является более опасным и вызывает худшие последствия. Действие электрического тока на организм человека в этом случае может вызвать эффект "замораживание мышцы руки". То есть произойдет настолько сильное сокращение мышц (тетания), которое человек будет не в состоянии преодолеть.

Пути получения удара

Прямой контакт с электричеством произойдет, когда кто-то коснется токопроводящей части, например, неизолированного провода. В частных домах это возможно в редких случаях. Косвенный контакт возникает, когда происходит взаимодействие с какой-либо техникой или электроприбором, а из-за неисправности или нарушении правил хранения и эксплуатации корпус устройства может ударить током.

Интересный факт: почему птицы никогда не подвергаются электрическому удару от сидения на кабелях?

Это потому, что между пернатой и кабелем электропередач не возникает разницы напряжений. Ведь земли она не касается, как и другого кабеля. Отсюда совпадает напряжение птицы и кабеля. Но если вдруг крыло птицы коснется, допустим, металлической обмотки на столбе, удар тока не заставит себя ждать.

Сила удара и его последствия

Рассмотрим действие электрического тока на организм человека кратко:

Когда ток протекает через тело, нервная система испытывает электрический шок. Интенсивность удара зависит главным образом от силы тока, его пути, проходящего через тело, и продолжительности контакта. В крайних случаях шок вызывает перебои в обычной работе сердца и легких, приводящие к бессознательному состоянию или смерти. Виды действия электрического тока на организм человека подразделяются в зависимости от того, какие осложнения ток нанес организму.

Электролиз

Тут все просто: удар током поспособствует изменению химического состава крови и других жидкостей в организме. Что в дальнейшем скажется на работе всех систем в целом. Если постоянный ток проходит через ткани тела в течение нескольких минут, начинается изъязвление. Такие язвы, хотя обычно не смертельны, могут быть болезненными и лечиться долго.

Ожоги

Термическое действие электрического тока на организм человека проявляется в виде ожогов. Когда электрический ток проходит через любое вещество, имеющее электрическое сопротивление, выделяется тепло. Количество тепла зависит от рассеиваемой мощности.

Электрические ожоги часто оказываются наиболее заметны вблизи участка входа тока в тело, хотя довольно часто возникают и внутренние ожоги, которые, если они не смертельны, могут вызывать долговременную и болезненную травму.

Мышечные судороги

Раздражая и возбуждая живые ткани, электрический разряд поступает к мышце, мышца противоестественно и судорожно начинает сжиматься. Происходят различные нарушения в работе организма. Так проявляется биологическое действие электрического тока на организм человека. Длительное непроизвольное сокращение мышц, вызванное внешним электрическим стимулом, несет за собой одно неблагоприятное последствие, когда человек, который держит электрический объект, не может его отпустить.

Остановка дыхания и сердца

Мускулы между ребрами (межреберные мышцы) должны многократно сокращаться и расслабляться, чтобы человек дышал. Таким образом, длительное сокращение этих мышц может препятствовать дыханию.

Сердце - это мускулистый орган, который должен постоянно сокращаться и расслабляться, чтобы выполнять свою функцию в качестве насоса для перекачки крови. Длительное сокращение сердечной мускулатуры будет препятствовать данному процессу и приведет к его остановке.

Фибрилляция желудочков

Желудочки - это камеры, ответственные за перекачку крови из сердца. При ударе током мускулатура желудочков будет претерпевать нерегулярные, несогласованные подергивания, в результате перестанет работать "насосная" функция в сердце. Этот фактор может оказаться фатальным, если не будет исправлен за очень короткий промежуток времени.

Фибрилляция желудочков может быть вызвана очень небольшими электрическими раздражителями. Достаточно тока 20 мкА, проходящего непосредственно через сердце. Именно по этой причине большинство смертей обусловлено возникновением фибрилляции желудочков.

Факторы естественной защиты

У тела есть собственное сопротивление действиям, оказываемым электрическим током на организм человека в виде кожи. Однако оно зависит от множества факторов: от части тела (более толстая или более тонкая кожа), влажности кожи и площади тела, на которую оказывается вредное воздействие. Сухая и влажная кожа имеют очень разные значения сопротивления, но не являются единственным аспектом, который следует учитывать при поражении электрическим током. Порезы и глубокие ссадины способствуют значительному снижению сопротивляемости. Конечно же, сопротивление кожи будет зависеть и от мощности поступаемого тока. Но все-таки существует немало случаев, когда из-за высокой сопротивляемости кожи человек, кроме неприятного удара током, не получал ни единой электротравмы. Действие электрического тока на организм человека не приносило никаких нежелательных последствий.

Как предотвратить поражение электрическим током

Предотвращение ударов электрическим током, особенно в обыденной жизни, является обязательным условием для безопасной жизни. Используется изоляция для любых токоведущих частей. Например, кабели представляют собой изолированные электрические провода, что позволяет их использование без риска каких-либо электрических ударов, а выключатели света, заключенные в коробки, предотвращают доступ к находящимся под напряжением деталям.

Существуют специальные низковольтные аппараты, которые обеспечивают дополнительную защиту от получения электрического удара.

Могут обеспечивать дополнительную электробезопасность. Действие электрического тока на организм человека в этом случае будет нулевым. Данное устройство в случае нежелательной утечки за несколько секунд отключит поврежденный участок электропроводки или неисправный электроприбор, чем не только спасет человека от получения тока, но и убережет от пожара.

Дифавтомат, помимо описанных выше возможностей, обладает защитой от перегрузок и короткого замыкания.

Важно убедиться, что любая электрическая работа, проводимая в доме, осуществляется квалифицированным специалистом-электриком, у которого есть технические знания и опыт, чтобы обеспечить безопасность работы.

Сила электричества в живых существах

Электрохимическая энергия производится в каждой клетке каждого живого организма. Нервная система животного или человека посылает свои сигналы посредством электрохимических реакций.

Практически каждый электрохимический процесс и его технологическое применение играют определенную роль в современной медицине.

В фильме о Франкенштейне используется специфическое действие электрического тока на организм человека. Сила электричества превращает мертвого мужчину в живого монстра. Хотя использование электричества в таком контексте все еще невозможно, электрохимические силы необходимы для того, чтобы наши тела функционировали. Понимание этих сил очень помогло развитию медицины.

Действие электрического тока: первые эксперименты

С 1730 года, после опытов Стивена Грея по передаче электрического тока на расстояние, в течение следующих пятидесяти лет другие исследователи обнаружили, что прикосновение электрически заряженного стержня может привести к сокращению мускулов мертвых животных. Типичным примером влияния электрического тока на биологический объект является ряд экспериментов итальянского врача, физика и биолога Луиджи Гальвани, который считается одним из отцов-основателей электрохимии. В этих экспериментах он посылал электрический ток через нервы в лапку лягушки, и это вызывало сокращение мышц и движение конечности.

В конце девятнадцатого века некоторые врачи начали изучать действие электрического тока на организм человека, но не мертвого, а живого! Это позволило им сделать более подробные карты мышечной системы, которые ранее были недоступны.

Электротерапия и фокусы

В течение восемнадцатого и начала девятнадцатого столетий электрический ток использовался повсеместно. Врачи, ученые и шарлатаны, не всегда отличающиеся друг от друга, использовали электрохимические удары, чтобы лечить любую болезнь, особенно паралич и радикулит.

Тогда же появились специфические шоу, одновременно ужасающие и приводящие в дикий восторг. Суть таковых состояла в том, чтобы оживить труп. Преуспел в этом деле Джованни Альдини, который с помощью электрического тока делал так, чтобы мертвец "оживал": открывал глаза, шевелил конечностями, приподнимался.

Ток в современной медицине

Действие электрического тока на организм человека, помимо лечения (как пример, физиотерапия), также может быть использовано для раннего обнаружения проблем со здоровьем. Специальные устройства записи теперь превращают естественную электрическую активность тела в диаграммы, которые затем используют доктора для анализа отклонений. Врачи теперь диагностируют сердечные аномалии с помощью электрокардиограмм (ЭКГ), нарушения мозга с помощью электроэнцефалограмм (ЭЭГ) и потери нервной функции с помощью электромиограмм (ЭМГ).

Жизнь благодаря электрическому току

Одним из наиболее драматических применений электричества является дефибрилляция, которая в фильмах иногда показана как «запуск» сердца, которое уже перестало работать.

Действительно, запуск кратковременного импульса значительной величины может иногда (но очень редко) перезапускать сердце. Однако чаще дефибрилляторы используются для коррекции аритмии и восстановления его нормального состояния. Современные автоматизированные внешние дефибрилляторы могут регистрировать электрическую активность сердца, определять фибрилляцию желудочков сердца, а затем вычислять силу тока, необходимую для пациента на основе этих факторов. Многие общественные места теперь имеют дефибрилляторы, для того чтобы электрический ток и его действие на организм человека в этом случае предотвратил смерти, вызванные дисфункцией сердца.

Следует также упомянуть искусственные кардиостимуляторы, которые контролируют сокращения сердца. Эти устройства имплантируются под кожу или под мышцы груди пациента и передают импульсы электрического тока около 3 В через электрод и сердечную мышцу. Это стимулирует нормальный сердечный ритм. Современные кардиостимуляторы могут работать в течение 14 лет, прежде чем их нужно будет заменить.

Действие электрического тока на организм человека стало обыденным и не только в медицине, но и физиотерапии.