Яку дію має електричний струм на людину. Дії електричного струму: теплове, хімічне, магнітне, світлове та механічне

Дія електричного струму на організм людини носить складний та різнобічний характер. Проходячи через організм людини, електричний струм справляє термічний, електролітичний та біологічний вплив.

Термічна дія струму проявляється у опіках окремих ділянок тіла, а також у нагріванні до високих температур інших органів.

Електролітична дія струму виявляється у розкладанні органічних рідин, викликаючи значні порушення їхнього фізико-хімічного складу.

Біологічна дія струму проявляється у подразненні та збудженні живих тканин організму, а також у порушенні внутрішніх біоелектричних процесів.

На які види можна поділити електротравми?

Електротравми умовно можна поділити на два види: місцеві електротравми та електричні удари.

Під місцевими електротравмами розуміються чітко виражені місцеві порушення цілості тканин організму. Найчастіше це поверхневі ушкодження, т. е. ушкодження шкіри, котрий іноді інших м'яких тканин, і навіть зв'язок і кісток. Зазвичай місцеві електротравми виліковуються і працездатність відновлюється повністю або частково. Іноді (при тяжких опіках) людина гине. Безпосередньою причиною смерті є не електричний струм (або дуга), а місцеве ушкодження організму, спричинене струмом (дугою). Характерні види місцевих електротравм – електричні опіки, електричні знаки, металізація шкіри, електроофтальмія та механічні пошкодження.

Що таке електронний опік?

Електричні опіки найбільш поширені електротравми: вони виникають у більшості постраждалих (60-65%), причому близько третини їх супроводжуються іншими електротравмами.

Опіки бувають двох видів: струмовий (або контактний) та дуговий. Струменевий опік виходить в результаті контакту людини з струмопровідною частиною і є наслідком перетворення електричної енергії в теплову. Ці опіки виникають в електроустановках щодо невеликої напруги – не вище 1-2 кВ, у більшості випадків вони порівняно легкі.

Дуговий опік обумовлений впливом на тіло електричної дуги, що має високу температуру і велику енергію. Цей опік виникає зазвичай у електроустановках напругою вище 1 кВ і, зазвичай, носить важкий характер. Електрична дуга може спричинити великі опіки тіла, вигоряння тканин на велику глибину та безслідне згоряння великих ділянок тіла.

Чим характеризуються електричні знаки?

Електричні знаки (знаки струму або електричні мітки) є чітко окресленими плямами сірого або блідо-жовтого кольору на поверхні шкіри людини, що зазнала дії струму. Знаки мають круглу або овальну форму із заглибленням у центрі. Вони бувають у вигляді подряпин невеликих ран або забитих місць, бородавок, крововиливів у шкірі та мозолів. Іноді їх форма відповідає формі струмоведучої частини, до якої торкнувся постраждалий, а також нагадує форму молії.

У більшості випадків електричні знаки безболісні, і їх лікування закінчується благополучно: з часом верхній шар шкіри і уражене місце набувають початкового кольору, еластичність та чутливості. Знаки з'являються приблизно у 20% постраждалих від струму.

Що таке металізація шкіри?

Металізація шкіри - проникнення у її верхні шари найдрібніших частинок металу, що розплавився під впливом електричної дуги. Це може статися при коротких замиканнях, відключеннях роз'єднувачів і рубильників під навантаженням і т. п. Потерпілий у місці ураження відчуває напругу шкіри від присутності в ній стороннього тіла та біль від опіку за рахунок теплоти занесеного в шкіру металу. З часом хвора шкіра сходить, уражена ділянка набуває нормального вигляду і хворобливі відчуття зникають. При ураженні очей лікування може виявитися тривалим та складним.

Металізація шкіри спостерігається приблизно у 10% постраждалих.

Які умови виникнення електроофтальмії?

Електроофтальмія - запалення зовнішніх оболонок очей, що виникає внаслідок впливу потужного потоку ультрафіолетових променів, які енергійно поглинаються клітинами організму та викликають у них хімічні зміни. Таке опромінення можливе за наявності електричної дуги (наприклад, при короткому замиканні), яка є джерелом інтенсивного випромінювання не тільки видимого світла, але й ультрафіолетових та інфрачервоних променів.

Електроофтальмія виникає порівняно рідко – у 1-2% постраждалих.

Чим характеризуються механічні ушкодження?

Механічні ушкодження виникають у результаті різких, мимовільних, судомних скорочень м'язів під дією струму, що проходить через тіло людини. В результаті можуть відбутися розриви шкіри, кровоносних судин та нервової тканини, а також вивихи суглобів та переломи кісток. Механічні пошкодження, як правило, серйозні травми, що вимагають тривалого лікування. Вони відбуваються порівняно рідко.

Що таке електричний удар?

Електричний удар - це збудження живих тканин організму електричним струмом, що проходить через нього, що супроводжується скороченнями м'язів. Результат впливу струму на організм при цьому може бути різним - від легкого, ледь відчутного судомного скорочення м'язів пальців руки до припинення роботи серця або легень, тобто до смертельного ураження.

Електричні удари умовно можна розділити на чотири ступені:

• I – судомне скорочення м'язів без втрати свідомості;
• II - судомне скорочення м'язів із втратою свідомості, але з диханням, що збереглося, і роботою серця;
• III - втрата свідомості та порушення серцевої діяльності або дихання (або того й іншого разом);
• IV - клінічна смерть, тобто відсутність дихання та кровообігу.

Чим характеризується клінічна (уявна) смерть?

Клінічна (уявна) смерть-перехідний період від життя до смерті, що настає з моменту припинення діяльності серця та легень.

Людина, яка перебуває в стані клінічної смерті, не дихає, її серце не працює, болючі роздратування не викликають жодних реакцій, зіниці очей розширені і не реагують на світло. Однак у цей період майже у всіх тканинах організму ще тривають слабкі обмінні процеси, достатні підтримки мінімальної життєдіяльності.

При клінічній смерті першими починають гинути чутливі до кисневого голодування клітини кори головного мозку, з діяльністю яких пов'язані свідомість та мислення. Тому тривалість клінічної смерті визначається часом з моменту припинення серцевої діяльності та дихання до початку загибелі клітин кори головного мозку: у більшості випадків вона становить 4-5 хв, а при загибелі здорової людини від випадкової причини, наприклад, від електричного струму, - 7-8 хв. . У стані клінічної смерті шляхом впливу на органи дихання та кровообігу можливе відновлення згасаючих або щойно згаслих функцій, тобто пожвавлення вмираючого організму.

Що таке біологічна (справжня) смерть?

Під біологічною смертю розуміють незворотне явище, що характеризується припиненням біологічних процесів у клітинах та тканинах організму та розпадом білкових структур. Вона настає після клінічної смерті.

Причинами смерті від електричного струму можуть бути: припинення роботи серця, дихання та електричний шок.

Чим викликається припинення роботи серця?

Припинення роботи серця - результат прямого впливу струму на м'яз серця, т. е. проходження струму у сфері серця, котрий іноді результат рефлекторного дії. В обох випадках може статися зупинка серця або його фібриляція.

Що таке фібриляція?

Фібриляція - це хаотичні та різночасні скорочення волокон серцевої м'язи (фібрил), при яких серце перестає виконувати функції насоса, тобто воно не в змозі забезпечити рух крові по судинах. В результаті в організмі порушується кровообіг і як наслідок припиняється доставка кисню кров'ю з легенів до тканин та органів, що викликає загибель організму.

Які причини припинення дихання?

Припинення дихання викликається прямим і деяких випадках рефлекторним впливом струму на м'язи грудної клітини, що у процесі дихання. Людина відчуває утруднення дихання вже за змінного струму, що дорівнює 20-25 мА, яке посилюється зі зростанням сили струму. При тривалому вплив такого струму (кілька хвилин) настає асфіксія (задуха) внаслідок нестачі кисню та надлишку вуглекислоти в організмі. Дихання зупиняється також внаслідок короткочасного (кілька секунд) впливу великого струму (кілька сотень міліампер).

Чим характеризується електричний шок?

Електричний шок - своєрідна важка нервово-рефлекторна реакція організму у відповідь на сильне подразнення електричним струмом. Вона супроводжується небезпечними розладами кровообігу, дихання, обміну речовин тощо. Шоковий стан триває від кількох хвилин до доби. Після цього може настати або загибель організму в результаті повного згасання життєво важливих функцій, або одужання після активного активного лікувального втручання.

Які фактори визначають небезпеку ураження електричним струмом?

Небезпека впливу електричного струму на людину залежить від опору тіла людини і величини прикладеної до неї напруги, сили струму, що проходить через, тіло, тривалості його впливу, шляхи проходження, роду і частоти струму, індивідуальних властивостей постраждалого і факторів навколишнього середовища.

Що таке електричний опір тіла людини?

Тіло людини є провідником електричного струму. Різні тканини тіла чинять току різний опір: шкіра, кістки, жирова тканина - велике, а м'язова тканина, кров і особливо спинний і головний мозок -мале. Найбільший опір у порівнянні з іншими тканинами має шкіра і головним чином її верхній шар, званий епідерміс.

Електричний опір тіла людини при сухій, чистій та непошкодженій шкірі при напрузі 15-20 В знаходиться в межах від 3000 до 100 000 Ом, а іноді й більше. При видаленні верхнього шару шкіри опір знижується до 500-700 Ом. При повному видаленні шкіри опір внутрішніх тканин тіла складе лише 300-500 Ом. При розрахунках зазвичай беруть опір тіла людини, що дорівнює 1000 Ом. Насправді це величина змінна, що залежить від багатьох факторів, у тому числі стану шкіри, параметрів електричного ланцюга, фізіологічних факторів і стану навколишнього середовища (вологість, температура тощо). Стан шкіри сильно впливає електричний опір тіла людини. Так, ушкодження рогового шару, у тому числі порізи, подряпини та інші мікротравми, можуть знизити опір до величини, близької до величини внутрішнього опору, при цьому збільшується небезпека ураження струмом людини. Такий же вплив надає і зволоження шкіри водою або потім, а також забруднення, її струмопровідним пилом і брудом.

У зв'язку з різним електричним опором шкіри різних ділянках тіла на опір загалом впливають місце докладання контактів та його площа.

Опір тіла людини падає зі збільшенням значення струму і тривалості його проходження з допомогою посилення місцевого нагріву шкіри, що призводить до розширення судин, отже, до посилення постачання цієї ділянки кров'ю і збільшення потовиділення.

Підвищення напруги, прикладеного до тіла людини, зменшує в десятки разів опір шкіри, а отже, і повний опір тіла, що наближається до свого найменшого значення 300-500 Ом. Це пояснюється пробоєм рогового шару шкіри, зростанням струму, що проходить через шкіру та іншими факторами.

Рід струму та частота також впливають на значення електричного опору. При частотах 10-20 кГц зовнішній шар шкіри практично втрачає опір електричного струму.

Як впливає величина струму результат поразки?

Сила електричного струму, що проходить через тіло людини, і є основним фактором, що зумовлює результат ураження.

Людина починає відчувати вплив змінного струму, що проходить через нього, величиною 0,6-1,5 мА. Цей струм називається пороговим відчутним.

При струмі в 10-15 мА людина не може відірвати рук від електропроводів, самостійно розірвати ланцюг струму, що вражає його. Такий струм прийнято називати таким, що не відпускає. Струм меншого значення називають відпускаючим.

Струм у 50 мА вражає органи дихання та серцево-судинну систему. При 100 мА настає фібриляція серця, що полягає у безладному, хаотичному скороченні та розслабленні м'язових волокон серця. Воно зупиняється, кровообіг припиняється.

Струм більше 5 А, як правило, фібриляцію серця не викликає. При таких струмах відбувається негайна зупинка серця та параліч дихання. Якщо дія струму короткочасна (до 1-2 с) і не викликає пошкодження серця (внаслідок нагрівання, опіку тощо), то після відключення струму серце самостійно відновлює нормальну діяльність, а для відновлення дихання потрібна негайна допомога у вигляді штучного дихання. .

Який вплив має результат поразки тривалість проходження струму через організм людини?

Чим триваліша дія струму, тим більша ймовірність важкого чи смертельного результату. Така залежність пояснюється тим, що зі збільшенням часу впливу струму на живу тканину зростає значення цього струму (за рахунок зменшення опору тіла), накопичуються наслідки впливу струму на організм та підвищується ймовірність збігу моменту проходження струму через серце з особливо вразливою для струму фазою Т серцевого циклу (Кардіоцикла).

Яке значення у результаті поразки має шлях струму у тілі потерпілого?

Якщо на шляху струму виявляються життєво важливі органи – серце, легені, головний мозок, небезпека їх ураження дуже велика. Якщо ж струм проходить іншими шляхами, то його вплив на життєво важливі органи може бути рефлекторним, т. е. через центральну нервову систему, завдяки чому ймовірність важкого результату різко зменшується.

Оскільки шлях струму залежить від того, якими ділянками тіла потерпілий торкається струмоведучих частин, його вплив на результат ураження проявляється ще й тому, що опір шкіри на різних ділянках тіла по-різному. Найбільш небезпечний шлях – права рука – ноги, найменш небезпечний – нога – нога.

Як впливає рід та частота струму на результат ураження?

Постійний струм приблизно в 4-5 разів безпечніший за змінний струм частотою 50 Гц. Однак це характерно для відносно невеликої напруги - до 250-300 В. При більш високих напругах небезпека постійного струму зростає.

Зі збільшенням частоти змінного струму, що проходить через тіло людини, повний опір тіла зменшується, а величина струму, що проходить, зростає. Однак зменшення опору можливе лише в межах частот від 0 до 50-60 Гц; подальше підвищення частоти супроводжується зниженням небезпеки ураження, яка повністю зникає при частоті 450- 500 кГц. Але ці струми зберігають небезпеку опіків як у разі виникнення електричної дуги, і під час проходження їх безпосередньо через тіло людини. Зниження небезпеки ураження струмом із збільшенням частоти стає практично помітним при частоті 1000-2000 Гц.

Яким є вплив індивідуальних властивостей людини на результат ураження електричним струмом?

Встановлено, що здорові та фізично міцні люди легше переносять електричні удари, ніж хворі та слабкі. Підвищеною сприйнятливістю до електричного струму мають особи, які страждають на низку захворювань, в першу чергу хворобами шкіри, серцево-судинної системи, органів внутрішньої секреції, нервовими та ін.

Як впливає зовнішнє середовище на механізм ураження?

Присутність у повітрі приміщень ряду виробництв хімічно активних та токсичних газів, що потрапляють в організм людини, знижує електричний опір тіла. У вологих та сирих приміщеннях відбувається зволоження шкіри, що значною мірою знижує її опір. Волога, що потрапила на шкіру, розчиняє мінеральні речовини і жирні кислоти, що знаходяться на ній, виведені з організму разом з потом і шкірним салом, тому шкіра стає більш електропровідною.

При роботі в приміщеннях з високою температурою навколишнього середовища шкіра нагрівається та відбувається посилене потовиділення. Пот - добрий провідник електричного струму. Отже, робота в таких умовах посилює небезпеку впливу електричного струму на людину. Останніми дослідженнями встановлено, що величина опору тіла людини у подібних умовах значно зменшується. Вона залежить як від тривалості перебування у середовищі з підвищеною температурою, так і від температури цього середовища та інтенсивності теплових навантажень.

У ряді випадків має місце забруднення шкіри різними речовинами, що добре проводять електричний струм, що знижує її опір. Люди з такою шкірою схильні до більшої небезпеки ураження електричним струмом.

В окремих виробничих приміщеннях виникають шум та вібрації, що негативно діють на весь організм людини: підвищується кров'яний тиск,

порушується ритм дихання. Ці чинники, і навіть недоліки висвітлення низки виробництв викликають уповільнення психічних реакцій, знижують увагу, що грає не останню роль помилкових діях персоналу і призводить до аварій і нещасним випадкам, зокрема і електротравм.

Чи відомі випадки віддалених наслідків електротравми?

Так, відомо. Через тривалий час після електротравми спостерігалися випадки розвитку діабету, захворювань щитовидних залоз, статевих органів, відмічені різні хвороби алергічної природи (кропивниці, екземи та ін.), а також стійкі органічні зміни серцево-судинної системи та вегетативно-ендокринні розлади.

Описано випадки пізніх ускладнень у вигляді нервово-психічних розладів (шизофренія, істерія, психоневрози, імпотенція), розвитку катаракт через 3-6 місяців після електротравм.

У електромонтерів частіше, ніж в інших професій, спостерігається ранній розвиток артеріосклерозу, ендоартриту, вегетативних та інших розладів.

Таким чином, дія електричного струму не завжди проходить безслідно і нерідко веде до зниження працездатності, а іноді і до хронічних захворювань.

Техніка безпеки (ТБ) – система організаційних та технічних заходів та засобів, що забезпечують захист людей від впливу небезпечних та шкідливих факторів.

Електробезпека– захист від електричного струму, електричної дуги, статичної та атмосферної електрики.

3.1 Вплив електричного струму на організм людини

Проходячи через тіло людини, електричний струм чинить на нього біологічні(скорочення м'язів, параліч дихання та серця, подразнення та збудження нервових закінчень), електролітичні(Розкладання крові та плазми), термічні(опіки, нагрівання тканин та біологічних середовищ) та механічні(розрив та розшарування тканин) впливу.

При дії електричних струму або дуги можуть виникнути електричні удари- Внутрішні, загальні ураження організму людини, пов'язані: з ледь відчутним скороченням м'язів; судомними скороченнями м'язів, що супроводжуються сильним болем без втрати свідомості; втратою свідомості та порушенням серцевої діяльності та (або) дихання; втратою свідомості, але з диханням, що збереглося, і роботою серця; станом клінічної смерті внаслідок фібриляції серця чи асфіксії. При місцевому впливі електричного струму виникають електротравми: контактні, дугові або змішані електроопіки (чотири ступені); металізація шкіри частинками металу, що розплавився; електричні знаки (мітки різної форми та кольору, безболісні, що зникають з часом); електроофтальмія (запалення зовнішньої оболонки очей); механічні травми, спричинені мимовільним скороченням м'язів. Тяжкість ураження електричним струмом залежить від сили струму, опору тіла людини, шляху та часу перебігу струму через організм, роду (змінний чи постійний) та частоти струму, умов середовища та індивідуальних особливостей людини.

Еквівалентну схему при протіканні струму через тіло людини можна подати у вигляді послідовно включених опорів внутрішніх органів і шкіри (епідерми) у місці контакту (на вході та виході) з джерелом струму (рисунок 3.1). Місткість людського тіла незначна, і її не враховують у практичних розрахунках. Опір тіла людинипри різних розрахунках, пов'язаних із забезпеченням безпеки, приймають активним та рівним 1000 Ом, хоча і змінюється у межах. Найбільшим опороммає зовнішній шар шкіритовщиною близько 0,2 мм, що складається з мертвих ороговілих клітин, найменшим – спинно-мозкова рідина. Суха, чиста, неушкоджена шкіра має опір значно більше, ніж волога, з великим pH, спітніла шкіра. Зі збільшенням сили струму та часом його протікання опір тіла людини зменшується. Найбільша небезпекавиникає при проходженні струму через головний мозок, легені, серце. Найбільш небезпечним є струм промислових частот (20 – 1000 Гц). Постійний струм напруг 250 – 300 менш небезпечний, ніж змінний. Деякі захворювання людини (серцево-судинні, шкірні) роблять його сприйнятливим до електричного струму. Тому до обслуговування електроустановок допускаються особи, які пройшли медичний огляд.

Рисунок 3.1 – Схема заміщення тіла людини

За ступенем фізіологічного впливу можна назвати такі струми промислової частоти впливом понад 1 секунди:

0,5 – 1,5 мА – пороговий відчутний струм(Тобто найменше значення струму, яке людина починає відчувати);

10 - 20 мА - пороговий струм, що не відпускає(коли через судомне скорочення рук людина самостійно не може звільнитися від струмовідних частин);

80 - 100 мА - пороговий фібриляційний струм(Розрахунковий вражаючий струм), що викликає неритмічні судомні скорочення серця, які називаються фібриляцією.

Ураження електричним струмом можливе лише у стані повного спокою серця людини. При тривалості дії не більше 10 хвилин на добу в неаварійному режимі за нормальних метеорологічних умов гранично допустимі значення струму: частотою 50 Гц дорівнює 0,3 мА, частотою 400 Гц - 0,4 мА, постійного струму - 1 мА.

Вражаюча дія електричного струму на організм людини називається електротравматизмом. Необхідно взяти до уваги, що цьому виду виробничих травм властива велика кількість наслідків з важкими і навіть летальними наслідками. Нижче наведено графік, що демонструє відсоткове співвідношення між ними.

Як показує статистика, найбільший відсоток електротравм (від 60 до 70%) посідає експлуатацію електрообладнання до 1000 вольт. Такий показник пояснюється як поширеністю установок цього класу, і слабкою підготовкою робочого персоналу.

У більшості випадків отримання електротравм пов'язане з порушенням норм безпеки та незнанням елементарних законів електротехніки. Наприклад, електробезпека не допускає використовувати пінні вогнегасники як первинні засоби пожежогасіння електроустаткування.

Охорона праці вимагає, щоб усі, хто працює з електроустаткуванням, обов'язково проходили інструктаж електробезпеки. Де розповідається про небезпеку електроструму, які заходи необхідно вживати при електротравмах, а також способи надання необхідної у цих випадках допомоги.

Зауважимо, що кількість електротравм значно нижча серед осіб, які обслуговують електрообладнання з напругою понад 1000В, це вказує на підготовку таких фахівців.

Чинники, що впливають результат ураження електричним струмом

Є кілька домінуючих причин, від яких залежить характер пошкоджень при електротавмі:

Види впливу

Електрострум силою від 0,5 до 1,5 мА вважається мінімальним для сприйняття людиною, коли відбувається перевищення цього порогового значення, починає з'являтися відчуття дискомфорту, яке виявляється у мимовільному скороченні м'язової тканини.

При 15 мА і більше втрачається контроль над м'язовою системою. У цьому стані без сторонньої допомоги відірватися від електричного джерела неможливо, тому цю порогову величину сили електроструму називають невідпускною.

При силі електроструму, що переходить межу 25 мА, відбувається параліч м'язів, які відповідають за роботу дихальної системи, що загрожує задухою. Якщо цей поріг значно перевищується, настає фібриляція (збій серцевого ритму).

Відео: дія електричного струму на організм людини

Нижче наведено таблицю, де вказано допустиму величину напруги, струму та часу їх впливу.

Електротравми можуть зробити такі види впливів:

• теплове, з'являються опіки різного ступеня, які можуть порушити роботу кровоносних судин, так і внутрішніх органів. Звернемо увагу, що термічний прояв дії електроструму спостерігається при більшості електротравм;
• вплив електролітичного характеру стає причиною зміни фізичного та хімічного складу тканин, внаслідок розщеплення крові та інших рідин організму;
• фізіологічне, призводить до судомних скорочень м'язових тканин. Зауважимо, що біологічна дія електроструму також порушує роботу та інших важливих органів, наприклад, серця та легень.

Види електротравм

Вплив електроструму викликає такі характерні ушкодження:

• електроопіки можуть виникнути внаслідок проходження електроструму або бути викликані електричною дугою. Зауважимо, що такі електротравми зустрічаються найчастіше (близько 60%);
• поява на шкірі овальних плям сірого або жовтого кольору у місцях проходження електроструму. Омертвілий шар шкірного покриву огрубує, через якийсь час таке утворення, зване електричним знаком, самостійно сходить;
• проникнення дрібних частинок металу (що оплавився від КЗ або електродуги) у шкірний покрив. Такий вид травми називають металізацією шкіри. Для уражених ділянок характерний темно-металевий відтінок, дотик до нього викликає болючі відчуття;
• світлова дія стає причиною електроофтальмії (запального процесу очної оболонки) через ультрафіолетове випромінювання, характерне для елетродуги. Для захисту достатньо використовувати спеціальні окуляри чи маску;
• механічна дія (електричний удар) відбувається внаслідок мимовільного скорочення м'язової тканини, внаслідок цього може статися розрив шкірного покриву чи інших органів.

Зауважимо, що з усіх описаних вище електротравм найбільшу небезпеку становлять наслідки електричного удару, їх поділяють за ступенем впливу:

1. викликають скорочення м'язової тканини, при цьому потерпілий не втрачає свідомості;
2. судомні скорочення м'язових тканин, що супроводжується втратою свідомості, кровоносна та дихальна системи продовжують функціонувати;
3. відбувається параліч дихальної системи та порушення серцевого ритму;
4. настання клінічної смерті (дихання відсутнє, серце зупиняється).

Крокова напруга

Враховуючи нерідкі випадки поразки від крокової напруги, є сенс розповісти докладніше про механізм його впливу. Обрив лінії електропередач або порушення цілісності ізоляції в прокладеному під землею кабелі призводять до утворення навколо провідника небезпечної зони, в якій відбувається розтікання струму.

При попаданні в цю зону можна зазнати впливу напруги кроку, його величина залежить від різниці потенціалів між місцями, де людина стосується землі. На малюнку наочно продемонстровано, як це відбувається.

На малюнку зазначено:

• 1 – електропроводка;
• 2 – місце падіння обірваного дроту;
• 3 – людина, яка потрапила до зони розтікання електроструму;
• U 1 і U 2 – потенціали у точках, де ноги стикаються із землею.

Напруга кроку (V ш) визначається наступним виразом: U 1 -U 2 (В).

Як видно з формули, чим більше буде відстань між ступнями, тим значніша різниця потенціалів і вища V ш. Тобто, при попаданні на ділянку, де відбувається розтікання електроструму, для виходу з нього не можна робити великих кроків.

Як необхідно діяти, надаючи допомогу при електротравмах

Перша допомога при ураженні електричним струмом полягає у певній послідовності дій:

Електричний струм має на людину термічну, електролітичну, біологічну та механічну дію.

Термічневплив струмупроявляється опіками окремих ділянок тіла, нагріванням до високої температури органів, що викликає в них значні функціональні розлади.

Електролітичневплив у розкладанні різних рідин організму (води, крові, лімфи) на іони, внаслідок чого відбувається порушення їх фізико-хімічного складу та властивостей.

Біологічне дія струму проявляється у вигляді подразнення та збудження тканин організму, судомного скорочення м'язів, а також порушення внутрішніх біологічних процесів.

Механічневплив призводить до розшарування, розриву тканин організму.

Дія електричного струму на людину призводить до трав-мам або загибелі людей.

Електричні травми поділяються на загальні (електричні удари) та місцеві електротравми (рис. 2.26).

Найбільшу небезпеку становлять електричні удари.

Електричний удар- Це збудження живих тканин проходить через людину електричним струмом, що супроводжується судомними скороченнями м'язів; в залежності від результату впливу струму розрізняють чотири ступені електричних ударів:

I - судомне скорочення м'язів без втрати свідомості;

II - судомне скорочення м'язів з втратою свідомості, але з диханням, що збереглися, і роботою серця;

III - втрата свідомості та порушення серцевої діяльності або дихання (або того й іншого разом);

IV - клінічна смерть, тобто відсутність дихання та кровообігу.

Крім зупинки серця та припинення дихання причиною смерті може бути електричний шок -тяжка нервово-рефлекторна реакція організму на сильне подразнення електричним струмом. Шоковий стан триває від кількох десятків хвилин до доби, після чого може настати загибель або одужання в результаті інтенсивних лікувальних заходів.

Мал. 2.26. Класифікація електричних травм

Місцеві електротравми - це місцеві порушення цілісності тканин організму. До місцевих електротравм відносяться:

- електричний опік - буває струмовим та дуговим; струмовий опік пов'язаний з проходженням струму через тіло людини і є наслідком перетворення електричної енергії в теплову (як правило, виникає при відносно невисоких напругах електричної мережі); при високих напругах електричної мережі між провідником струму і тілом людини може утворитися електрична дуга, виникає більш важкий опік - дуговий, тому що електрична дуга має дуже велику температуру - понад 3500 ° С;

- Електричні знаки- Плями сірого або блідо-жовтого кольору на поверхні шкіри людини, що утворюються в місці контакту з провідником струму; як правило, знаки мають круглу або овальну форму з розмірами 1-5 мм; ця травма не становить серйозної небезпеки і достатньо
швидко минає;

- металізація шкіри — проникнення у верхні шари шкіри найдрібніших частинок металу, що розплавився під дією електричної дуги; залежно від місця ураження травма може бути дуже болючої, з плином часу уражена шкіра сходить; поразка ж очей може закінчитися погіршенням чи навіть втратою зору;

- електроофтальмія - запалення зовнішніх оболонок очей під дією потоку ультрафіолетових променів, що випускаються електричною дугою; з цієї причини не можна дивитися на зварювальну електродугу; травма супроводжується сильним болем і різьбою в очах, тимчасовою втратою зору, при сильному ураженні лікування може бути складним та тривалим; на електричну дугу без спеціальних захисних окулярів чи масок дивитися не можна;

- механічні пошкодженнявиникають в результаті різких судомних скорочень м'язів під дією проходить через людину струму, при мимовільних м'язових скороченнях можуть відбутися розриви шкіри, кровоносних судин, а також вивихи суглобів, розриви зв'язок і навіть переломи кісток; крім того, при переляку і шоку людина може впасти з висоти та отримати травму.

Як бачимо, електричний струм дуже небезпечний і поводження з ним потребує великої обережності та знання заходів забезпечення електробезпеки.

Параметри, що визначають тяжкість ураження електричним струмом(Рис. 2.27). Основними факторами, що визначають ступінь ураження електричним струмом, є: сила струму, що протікає через людину, частота струму, час дії та шлях протікання струму через тіло людини.

Сила струму.Протікання через організм змінного струму промислової частоти (50 Гц), що широко використовується в промисловості і в побуті, людина починає відчувати при силі струму 0,6 ... 1,5 мА (мА - міліампер дорівнює 0,001 А). Цей струм називають пороговим відчутним струмом.

Великі струми викликають у людини болючі відчуття, які зі збільшенням струму посилюються. Наприклад, при струмі 3...5 мА подразнююча дія струму відчувається всім пензлем, при 8...10 мА — різкий біль охоплює всю руку і супроводжується судорожними скороченнями м'язів кисті та передпліччя.

При 10...15 мА судоми м'язів руки стають настільки сильними, що людина не може їх подолати та звільнитися від провідника струму. Такий струм називається пороговим струмом, що не відпускає.

При струмі величиною 25...50 мА відбуваються порушення в роботі легень і серця, при тривалому впливі такого струму може статися зупинка серця і припинення дихання.

Мал. 2.27. Параметри, що визначають тяжкість ураження електричним струмом

Починаючи з величини 100 мАпротікання струму через людину викликає фібриляціюсерця- Судорожні неритмічні скорочення серця; серце перестає працювати як насос, що перекачує кров. Такий струм називається пороговий фібриляційний струм.Струм більше 5А викликає негайну зупинку серця, минаючи стан фібриляції.

Частота струму.Найбільш небезпечний струм промислової часто-ти - 50 Гц. Постійний струм і струм великих частот менш небезпечний, і порогові значення для нього більше.

Так, для постійного струму:

Пороговий відчутний струм – 5...7 мА;

Пороговий струм, що не відпускає, — 50...80 мА;

Фібриляційний струм – 300 мА.

Шлях протікання струму. Небезпека ураження електричним струмом залежить від шляху протікання струму через тіло людини, оскільки шлях визначає частку загального струму, яка проходить через серце. Найбільш небезпечний шлях «права рука-ноги» (якраз правою рукою найчастіше працює людина). Потім за ступенем зниження небезпеки йдуть: «ліва рука-ноги», «рука-рука», «но-гі-ноги». На рис. 2.28 зображені можливі шляхи перебігу струму через людину.

Мал. 2.28. Характерні шляхи струму в тілі людини: 1 — рука-рука; 2 - Права рука-ноги; 3 - Ліва рука-ноги; 4 — права рука-права нога; 5 - Права рука-ліва нога; 6 - Ліва рука-ліва нога; 7 - ліва рука-права нога; 8 — обидві руки-обидві ноги; 9 — нога-нога; 10 - Голова-руки; 11 — голова-ноги; 12 — голова-права рука: 13 - Голова-ліва рука; 14 — голова-права нога; 15 - голова-ліва нога

Час дії електричного струму.Чим довше протікає струм через людину, тим він небезпечніший. При протіканні електричного струму через людину в місці контакту з проводником верхній шар шкіри (епідерміс) швидко руйнується, електричний опір тіла зменшується, струм зростає, і негативна дія електроструму посилюється. Крім того, з часом ростуть (накопичуються) негативні наслідки впливу струму на організм.

Визначальну роль у вражаючій дії струму відіграє величина сили електричного струму,протікає через організм людини. Електричний струм виникає тоді, коли створюється замкнутий електричний ланцюг, в який виявляється включеним людина. За законом Ома сила електричного струму / дорівнює електричній напрузі U,поділеному на опір електричного ланцюга R:1 = U / R.

Таким чином, чим більше напруга, тим більше і небезпечніший електричний струм. Чим більший електричний опір ланцюга, тим менше струм і небезпека ураження людини.

Електричний опір ланцюгаодно сумі опорів всіх ділянок, що становлять ланцюг (провідників, статі, взуття та ін). До загального електричного опору обов'язково входить і опір тіла людини.

Електричний опір тіла людинипри сухій, чистій та неушкодженій шкірі може змінюватися в досить широких межах - від 3 до 100 кОм (1 кОм = 1000 Ом), а іноді і більше. Основний внесок в електричний опір людини вносить зовнішній шар шкіри - епідерміс, Що складається з ороговілих клітин. Опір внутрішніх тканин тіла невеликий — лише 300...500 Ом.

Тому при ніжній, вологій і спітнілій шкірі або пошкодженні епідермісу (садна, рани) електричний опір тіла може бути дуже невеликим. Людина з такою шкірою найбільш уразлива для електричного струму. У дівчат ніжніша шкіра і тонкий шар епідермісу, ніж у юнаків; у чоловіків, що мають мозолисті руки, електричний опір тіла може досягати дуже великих величин, і небезпека їх ураження електрострумом знижується. У розрахунках на електробезпеку зазвичай приймають величину опору тіла людини, що дорівнює 1000 Ом.

Електричний опір ізоляціїпровідників струму, якщо вона не пошкоджена, становить, як правило, 100 і більше кілом.

Електричний опір взуття та основи (підлоги)залежить від матеріалу, з якого зроблено основу та підошву взуття, та їх стану – сухі або мокрі (вологі). Наприклад, суха підошва зі шкіри має опір приблизно 100 кОм, волога підошва - 0,5 кОм; з гуми відповідно 500 та 1,5 ком. Суха асфальтова підлога має опір близько 2000 кОм, мокра - 0,8 кОм; бетонний відповідно 2000 та 0,1 кОм; дерев'яний - 30 і 0,3 ком; земляний - 20 і 0,3 ком; з керамічної плитки - 25 і 0,3 ком. Як бачимо, при вологих або мокрих підставах та взутті значно зростає електронебезпека.

Тому при користуванні електрикою в сиру погоду, особливо на воді, необхідно дотримуватися особливої ​​обережності і вживати підвищених заходів забезпечення електробезпеки.

Для освітлення, побутових електроприладів, великої кількості приладів та обладнання на виробництві, як правило, використовується напруга 220 В. Існують електромережі на 380, 660 і більше вольт; у багатьох технічних пристроях застосовуються напруги в десятки і сотні тисяч вольт. Такі технічні пристрої є виключно високою небезпекою. Але й значно менші напруги (220, 36 і навіть 12 В) можуть бути небезпечними залежно від умов та електричного опору ланцюга R.

Значний вплив на результат ураження при електротравмах мають індивідуальні особливості людини.

Характер впливу струму (табл.) залежить від маси людини та її фізичного стану. Здорові та фізично міцні люди легше переносять електричні удари. Підвищена сприйнятливість до електричного струму відзначена в осіб, які страждають на хвороби шкіри, серцево-судинної системи, органів внутрішньої секреції, нервовими та ін.

Табл. Характер впливу струму

Найбільш уразливі до впливу електричного струму люди, що мають підвищену пітливість. Підвищена температура навколишнього середовища і висока вологість не єдина причина високої пітливості, інтенсивне потовиділення часто спостерігається при вегетативних розладах нервової системи, а також в результаті переляку, хвилювання.

У стані збудження нервової системи, депресії, втоми, сп'яніння і після нього люди більш чутливі до струму, що протікає.

Гранично допустима напруга дотику та струмудля людини встановлюються ГОСТ 12.1.038-82 * (табл. 2.14) за аварійного режиму роботи електроустановок постійного струму частотою 50 і 400 Гц. Для змінного струму частотою 50 Гц допустиме значення напруги дотику становить 2 В, а сили струму - 0,3 мА, для струму частотою 400 Гц відповідно - 2 В і 0,4 мА; для постійного струму - 8 В та 1 мА. Вказані дані наведені для тривалості впливу струму не більше 10 хв на добу.

Таблиця 2.14.Гранично допустимі рівні напруги та струмів

Аналіз схем включення людини в електричний ланцюг

Тому що від опору електричного ланцюга RСуттєво залежить величина електричного струму, що проходить через людину, то тяжкість поразки багато в чому визначається схемою включення людини в ланцюг. Схеми що утворюються при контакті людини з провідником ланцюгів залежить від виду застосовуваної системи електропостачання.

Найбільш поширені електричні мережі, у яких ну-лівий провід заземлений, т. е. коротко з'єднаний провідником із землею. Дотик до нульового дроту практично не становить небезпеки для людини, небезпечний тільки фазний провід. Однак розібратися, який із двох проводів нульовий, складно — на вигляд вони однакові. Розібратися можна за допомогою спеціального приладу — визначника фази.

На конкретних прикладах розглянемо можливі схеми включення людини в електричний ланцюг при дотику до провідників.

Двофазне включення в ланцюг.Найбільш рідкісним, але і найбільш небезпечним, є дотик людини до двох фазних проводів або провідників струму, з'єднаних з ними (рис. 2.29).

У цьому випадку людина опиниться під дією лінійної напруги. Через людину потече струм шляхом «рука-рука», i. е. опір ланцюга буде включати тільки опір тіла (Я).

Мал. 2.29. Двофазне включення в ланцюг: а- Ізольована нейтраль; б- Заземлена нейтраль

Якщо прийняти опір тіла в 1 кОм, а електричну мережу напругою 380/220 В, то сила струму, що проходить через людину, дорівнюватиме

Iгод = U л /R год= 380 В/1000 Ом = 0,38 А = 380 мА.

Це смертельно небезпечний струм. Тяжкість електротравми або навіть життя людини буде залежати насамперед від того, як швидко вона звільниться від контакту з провідником струму (розірве електричний ланцюг), бо час впливу в цьому випадку є визначальним.

Значно частіше трапляються випадки, коли людина однією рукою стикається з фазним проводом або частиною приладу, апарату, який випадково або навмисно електрично з'єднаний з ним. Небезпека ураження електричним струмом у разі залежить від виду електричної мережі (із заземленою чи ізольованою нейтраллю).

Однофазне включення в ланцюг у мережі із заземленою нейтраллю(Рис. 2.30). У цьому випадку струм проходить через людину шляхом «рука-ноги» або «рука-рука», а людина перебуватиме під фазною напругою.

У першому випадку опір ланцюга визначатиметься опором тіла людини (R год,взуття (R o 6),основи (R oc),на якому стоїть людина, опором заземлення нейтралі ( Rн), і через людину потече струм

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

Опір нейтралі R Hневелико, і їх можна нехтувати проти іншими опорами ланцюга. Для оцінки величини струму, що протікає через людину, приймемо напругу мережі 380/220 В. Якщо на людині надіта ізолююче сухе взуття (шкіряне, гумове), він стоїть на сухому дерев'яному іолу, опір ланцюга буде великим, а сила струму за законом Ома невеликий.

Наприклад, опір підлоги 30 кОм, шкіряного взуття 100 кОм, опір людини 1 кОм. Струм, що проходить через людину

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

Цей струм близький до порогового відчутного струму. Людина відчуває протікання струму, припинить роботу, усуне несправність.

Якщо людина стоїть на вологій землі у сирому взутті або босоніж, через тіло проходитиме струм

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

Цей струм може спричинити порушення в роботі легенів та серця, а при тривалому впливі та смерть.

Якщо людина стоїть на вологому грунті в сухих і цілих гумових чоботях, через тіло проходить струм

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

Вплив такого струму людина може навіть не відчути. Однак навіть невелика тріщина або прокол на підошві чобота може різко зменшити опір гумової підошви і зробити роботу небезпечною.

Перед тим як приступити до роботи з електричними пристроями (особливо тривалий час не перебувають в експлуатації), їх необхідно ретельно оглянути на предмет відсутності пошкоджень ізоляції. Електричні пристрої необхідно протерти від пилу і, якщо вони вологі просушити. Мокрі електричні пристрої експлуатувати не можна! Електричний інструмент, прилади, апаратуру краще зберігати в поліетиленових пакетах, щоб унеможливити попадання в них пилу або вологи. Працювати треба у взутті. Якщо надійність електричного пристрою викликає сумніви, треба підстрахуватися - підкласти під ноги сухий дерев'яний настил або гумовий килимок. Можна використовувати гумові рукавички.

Мал. 2.30. Однофазний дотик у мережі із заземленою нейтраллю: а- Нормальний режим роботи; б -аварійний режим роботи (пошкоджено другу фазу)

Другий шлях протікання струму виникає тоді, коли другою рукою людина стикається з електропровідними предметами, з'єднаними із землею (корпусом заземленого верстата, металевою або залізобетонною конструкцією будівлі, вологою дерев'яною стіною, водопровідною трубою, опалювальною батареєю і т. п.). І тут струм протікає шляхом найменшого електричного опору. Зазначені предмети практично коротко з'єднані із землею, їх електричний опір дуже мало. Тому опір ланцюга дорівнює опору тіла і через людину потече струм

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

Ця величина струму смертельно небезпечна.

При роботі з електричними пристроями не торкайтеся другою рукою до предметів, які можуть бути електрично з'єднані із землею. Робота в сирих приміщеннях, за наявності поблизу від людини добре проводять предметів, з'єднаних із землею, представляє виключно високу небезпеку і вимагає дотримання підвищених заходів електричної безпеки.

В аварійному режимі (рис. 2.30, б),коли одна з фаз мережі (інша фаза мережі, відмінна від фази, до якої торкнувся людина) виявилася замкненою на землю, відбувається перерозподіл напруги, і напруга справних фаз відрізняється від фазної напруги мережі. Торкаючись справної фази, людина потрапляє під напругу, яка більше фазного, але менше лінійного. Тому за будь-якого шляху протікання струму цей випадок більш небезпечний.

Однофазне включення в ланцюг у мережі із ізольованою нейтра-лью(Рис. 2.31). На виробництві для електропостачання силових електроустановок знаходять застосування трипровідні електричні мережі з ізольованою нейтраллю. У таких мережах відсутній четвертий заземлений нульовий провід, а є тільки три фазних проводи. На цій схемі прямокутниками умовно показані електричні опори. г А, г в, г сізоляції про-вода кожної фази та ємності С А, С, Скожної фази щодо землі. Для спрощення аналізу приймемо r A = r B = r c = r, л С А= С £ = С с = С

Мал. 2.31. Однофазний дотик у мережі із ізольованою нейтраллю: а -нормальний режим роботи; б— аварійний режим роботи (пошкоджено другу фазу)

Якщо людина торкнеться одного з проводів чи якогось предмета, електрично з'єднаного з нею, струм потече через людини, взуття, основу і через ізоляцію і ємність проводів стікатиме на два інших проводи. Таким чином, утворюється замкнутий електричний ланцюг, в який, на відміну від раніше розглянутих випадків, включено опір ізоляції фаз. Оскільки електричне опір исправной ізоляції становить десятки і сотні кілоом, то загальний електричний опір ланцюга значно більше опору ланцюга, що утворюється в мережі із заземленим нульовим проводом. Т. е. Струм через людину в такій мережі буде менше, і дотик до однієї з фаз мережі з ізольованою нейтраллю безпечніше.

Струм через людину в цьому випадку визначається за такою формулою:

де R ич = R год + R про + R ос- Електричний опір ланцюга людини, ω = 2π f- Кругова частота струму, рад / с (для струму промислової частоти f= 50 Гц, тому ω = 100?).

Якщо ємність фаз невелика (це має місце для непротяжених повітряних мереж), можна прийняти З ≈ 0. Тоді вираз для величини струму через людину набуде вигляду:

Наприклад, якщо опір підлоги 30 кОм, шкіряному взуттю 100 кОм, опір людини 1 кОм, а опір ізоляції фаз 300 кОм, струм, який проходить через людину (для мережі 380/220 В), дорівнюватиме

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

Такий струм людина може навіть не відчути.

Навіть якщо не враховувати опір ланцюга людини (людина стоїть на вологій землі у сирому взутті), струм, що проходить через людину, буде безпечний:

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

Таким чином, хороша ізоляція фаз є запорукою забезпечення безпеки. Однак при розгалужених електричних мережах домогтися цього нелегко. У протяжних і розгалужених мереж з великою кількістю споживачів опір ізоляції мало, і небезпека зростає.

Для протяжних електричних мереж, особливо кабельних ліній, ємністю фаз не можна нехтувати (С 0). Навіть при дуже гарній ізоляції фаз (r =∞) струм потече через людину через ємнісний опір фаз, і його величина буде визначатися за формулою:

Iгод =

Таким чином, протяжні електричні ланцюги промислових підприємств, що володіють високою ємністю, мають високу небезпеку, навіть при гарній ізоляції фаз.

При порушенні ж ізоляції будь-якої фази дотик до мережі з ізольованою нейтраллю стає більш небезпечним, ніж до мережі із заземленим нульовим проводом. В аварійному режимі роботи (рис. 2.31, б)Струм, що проходить через людину, що доторкнувся до справної фази, буде стікати по ланцюгу замикання на землі на аварійну фазу, і його величина буде визначатися формулою:

Iгод = U л / (R іч + R з).

Оскільки опір замикання R заварійної фази на землі зазвичай мало, то людина перебуватиме під лінійною напругою, а опір ланцюга, що утворився, буде рівно опору ланцюга людини R зщо дуже небезпечно.

З цих міркувань, а також через зручність використання (можливість отримання напруги 220 і 380 В) чотирипровідні мережі із заземленим нульовим проводом на напругу 380/220 В отримали найбільшого поширення.

Ми розглянули далеко не всі можливі схеми електричних мереж та варіанти дотику. На виробництві ви можете мати справу з більш складними схемами електропостачання, що знаходяться під значно більшими напругами, а значить, і більш небезпечними. Однак основні висновки та рекомендації для забезпечення безпеки практично такі ж.

Електричний струм дуже схожий з потоком води, тільки замість її молекул, що рухаються вниз річкою, заряджені частинки рухаються провідником.

Для того, щоб електричний струм протікав через тіло, воно має стати частиною електричного ланцюга.

Постійний та змінний струм

Ступінь вражаючої дії електричного струму на організм людини залежатиме від її виду.

Якщо струм протікає лише одному напрямку, він називається постійним (DC).

Якщо струм змінює напрямок, він називається змінним (AC). Змінний струм – найкращий спосіб передачі електроенергії на великі відстані.

AC з тією ж напругою, як і DC, є більш небезпечним і викликає найгірші наслідки. Дія електричного струму на організм людини в цьому випадку може спричинити ефект "заморожування м'яза руки". Тобто відбудеться настільки сильне скорочення м'язів (тетанія), яке людина не зможе подолати.

Шляхи отримання удару

Прямий контакт з електрикою відбудеться, коли хтось торкнеться струмопровідної частини, наприклад, неізольованого дроту. У приватних будинках це можливо у поодиноких випадках. Непрямий контакт виникає, коли відбувається взаємодія з якоюсь технікою або електроприладом, а через несправність або порушення правил зберігання та експлуатації корпус пристрою може вдарити струмом.

Цікавий факт: чому птахи ніколи не зазнають електричного удару від сидіння на кабелях?

Це тому, що між пернатою та кабелем електропередач не виникає різниці напруги. Адже землі вона не стосується, як іншого кабелю. Звідси збігається напруга птаха та кабелю. Але якщо раптом крило птаха торкнеться, припустимо, металевої обмотки на стовпі, удар струму не забариться.

Сила удару та його наслідки

Розглянемо дію електричного струму на організм людини:

Коли струм протікає через тіло, нервова система зазнає електричного шоку. Інтенсивність удару залежить головним чином від сили струму, його шляху, що проходить через тіло, та тривалості контакту. У крайніх випадках шок викликає перебої у звичайній роботі серця та легень, що призводять до несвідомого стану чи смерті. Види дії електричного струму на організм людини поділяються залежно від того, які ускладнення струм завдав організму.

Електроліз

Тут все просто: удар струмом сприятиме зміні хімічного складу крові та інших рідин в організмі. Що надалі позначиться на роботі всіх систем загалом. Якщо постійний струм проходить через тканини тіла протягом декількох хвилин, починається виразка. Такі виразки, хоча зазвичай не смертельні, можуть бути болючими і лікуватися довго.

Опіки

Термічна дія електричного струму на організм людини проявляється у вигляді опіків. Коли електричний струм проходить через будь-яку речовину, що має електричний опір, виділяється тепло. Кількість тепла залежить від потужності, що розсіюється.

Електричні опіки часто виявляються найпомітнішими поблизу ділянки входу струму в тіло, хоча досить часто виникають і внутрішні опіки, які, якщо вони не смертельні, можуть спричиняти довготривалу та хворобливу травму.

М'язові судоми

Дратуючи і збуджуючи живі тканини, електричний розряд надходить до м'яза, м'яз протиприродно і судомно починає стискатися. Відбуваються різні порушення у роботі організму. Так проявляється біологічна дія електричного струму на організм людини. Тривале мимовільне скорочення м'язів, викликане зовнішнім електричним стимулом, несе у собі одне несприятливе наслідок, коли людина, який тримає електричний об'єкт, неспроможна його відпустити.

Зупинка дихання та серця

М'язи між ребрами (міжреберні м'язи) повинні багаторазово скорочуватися і розслаблятися, щоб людина дихала. Таким чином, тривале скорочення цих м'язів може перешкоджати диханню.

Серце - це м'язистий орган, який повинен постійно скорочуватися і розслаблятися, щоб виконувати свою функцію як насос для перекачування крові. Тривале скорочення серцевої мускулатури перешкоджатиме цьому процесу і призведе до його зупинки.

Фібриляція шлуночків

Шлуночки - це камери, відповідальні за перекачування крові із серця. При ударі струмом мускулатура шлуночків зазнаватиме нерегулярних, неузгоджених посмикань, в результаті перестане працювати "насосна" функція в серці. Цей фактор може бути фатальним, якщо не буде виправлено за дуже короткий проміжок часу.

Фібриляція шлуночків може бути викликана дуже невеликими електричними подразниками. Достатньо струму 20 мкА, що проходить безпосередньо через серце. Саме з цієї причини більшість смертей зумовлено виникненням фібриляції шлуночків.

Фактори природного захисту

Тіло має власний опір діям, що надаються електричним струмом на організм людини у вигляді шкіри. Однак воно залежить від безлічі факторів: від частини тіла (товстіша або більш тонка шкіра), вологості шкіри і площі тіла, на яку виявляється шкідливий вплив. Суха та волога шкіра мають дуже різні значення опору, але не є єдиним аспектом, який слід враховувати під час ураження електричним струмом. Порізи та глибокі садна сприяють значному зниженню опірності. Звичайно ж, опір шкіри залежатиме і від потужності струму, що поступає. Але все-таки існує чимало випадків, коли через високу опірність шкіри людина, крім неприємного удару струмом, не отримувала жодної електротравми. Дія електричного струму на організм людини не давала жодних небажаних наслідків.

Як запобігти ураженню електричним струмом

Запобігання ударам електричним струмом, особливо у повсякденному житті, є обов'язковою умовою для безпечного життя. Використовується ізоляція для будь-яких струмопровідних частин. Наприклад, кабелі є ізольованими електричними проводами, що дозволяє їх використання без ризику будь-яких електричних ударів, а вимикачі світла, укладені в коробки, запобігають доступу до деталей, що знаходяться під напругою.

Існують спеціальні низьковольтні апарати, які забезпечують додатковий захист від отримання електричного удару.

Можуть забезпечувати додаткову електробезпеку. Дія електричного струму на організм людини в цьому випадку буде нульовою. У разі небажаного витоку пристрій за кілька секунд відключить пошкоджену ділянку електропроводки або несправний електроприлад, чим не тільки врятує людину від отримання струму, а й убереже від пожежі.

Дифавтомат, крім описаних вище можливостей, має захист від перевантажень та короткого замикання.

Важливо переконатися, що будь-яка електрична робота, що проводиться в будинку, здійснюється кваліфікованим спеціалістом-електриком, який має технічні знання та досвід, щоб забезпечити безпеку роботи.

Сила електрики у живих істотах

Електрохімічна енергія виробляється у кожній клітині кожного живого організму. Нервова система тварини чи людини посилає свої сигнали у вигляді електрохімічних реакцій.

Практично кожен електрохімічний процес та його технологічне застосування відіграють певну роль у сучасній медицині.

У фільмі про Франкенштейна використовується специфічна дія електричного струму на організм людини. Сила електрики перетворює мертвого чоловіка на живого монстра. Хоча використання електрики в такому контексті все ще неможливе, електрохімічні сили необхідні для того, щоб наші тіла функціонували. Розуміння цих сил допомогло розвитку медицини.

Дія електричного струму: перші експерименти

З 1730, після дослідів Стівена Грея з передачі електричного струму на відстань, протягом наступних п'ятдесяти років інші дослідники виявили, що дотик електрично зарядженого стрижня може призвести до скорочення м'язів мертвих тварин. Типовим прикладом впливу електричного струму на біологічний об'єкт є низка експериментів італійського лікаря, фізика та біолога Луїджі Гальвані, який вважається одним із батьків-засновників електрохімії. У цих експериментах він посилав електричний струм через нерви в лапку жаби, і це викликало скорочення м'язів та рух кінцівки.

Наприкінці ХІХ століття деякі лікарі почали вивчати дію електричного струму на організм людини, але не мертвого, а живого! Це дозволило їм зробити докладніші карти м'язової системи, які раніше були недоступні.

Електротерапія та фокуси

Протягом вісімнадцятого та початку дев'ятнадцятого століть електричний струм використовувався повсюдно. Лікарі, вчені та шарлатани, які не завжди відрізняються один від одного, використовували електрохімічні удари, щоб лікувати будь-яку хворобу, особливо параліч і радикуліт.

Тоді ж з'явилися специфічні шоу, які одночасно жахливі і приводять у дике захоплення. Суть таких полягала в тому, щоб пожвавити труп. Досяг успіху в цій справі Джованні Альдіні, який за допомогою електричного струму робив так, щоб мертвий "оживав": відкривав очі, ворушив кінцівками, підводився.

Струм у сучасній медицині

Дія електричного струму на організм людини, крім лікування (наприклад, фізіотерапія), також може бути використана для виявлення проблем зі здоров'ям. Спеціальні пристрої запису тепер перетворюють природну електричну активність тіла на діаграми, які потім використовують лікарі для аналізу відхилень. Лікарі тепер діагностують серцеві аномалії за допомогою електрокардіограм (ЕКГ), порушення мозку за допомогою електроенцефалограм (ЕЕГ) та втрати нервової функції за допомогою електроміограм (ЕМГ).

Життя завдяки електричному струму

Одним із найбільш драматичних застосувань електрики є дефібриляція, яка у фільмах іноді показана як «запуск» серця, яке вже перестало працювати.

Справді, запуск короткочасного імпульсу значної величини може іноді (але дуже рідко) перезапускати серце. Однак частіше дефібрилятори використовуються для корекції аритмії та відновлення його нормального стану. Сучасні автоматизовані зовнішні дефібрилятори можуть реєструвати електричну активність серця, визначати фібриляцію серцевих шлуночків, а потім обчислювати силу струму, необхідну для пацієнта на основі цих факторів. Багато громадських місць тепер мають дефібрилятори, щоб електричний струм і його вплив на організм людини у разі запобіг смерті, викликані дисфункцією серця.

Слід також згадати штучні кардіостимулятори, які контролюють скорочення серця. Ці пристрої імплантуються під шкіру або під м'язи грудей пацієнта і передають імпульси електричного струму близько 3 через електрод і серцевий м'яз. Це стимулює нормальний серцевий ритм. Сучасні кардіостимулятори можуть працювати протягом 14 років, перш ніж їх потрібно замінити.

Дія електричного струму на організм людини стала повсякденною і не тільки в медицині, а й фізіотерапії.