Меню
Головна
 
Головна arrow БЖД arrow Безпека життєдіяльності
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Електричні параметри тіла людини

Електричний опір тіла людини являє собою багатогранний комплекс біофізичних, біохімічних і фізіологічних явищ. При потраплянні під напругу людина стає неоднорідною полупроводящей структурою. Нелінійність електричного опору непостійна і для кожної тканини і органу різна. Якщо розглядати питомі опору різних органів, то вони мають різні опору току. Так, питомий опір сухої чистої шкіри рук при протіканні струму промислової частоти (50 Гц) становить від (3-20) · 103 Ом·м

Таким чином, шкіра володіє найбільшою питомою опором, що є головним фактором, що визначає опір тіла людини. Шкіра складається з двох основних шарів: зовнішнього, званого епідермісом, і внутрішнього, званого дермою. Зовнішній шар шкіри (епідерміс) має кілька шарів, з яких самий верхній називається роговим. Роговий шар позбавлений кровоносних судин і нервів. Крім того, опір тіла людини може змінюватися від ряду фізіологічних факторів і впливу навколишнього середовища.

Якщо розглядати двополюсний дотик людини до струмоведучих частин, то тіло людини умовно можна розглядати як частину електричної ланцюга, що складається з трьох послідовних ділянок: шкіра - внутрішні органи і тканини - шкіра.

Опір ділянки кола, представленого шаром шкіри, володіє не тільки активної складової, але і з-за тонкого рогового шару шкіри, що є діелектриком, має ємнісну складову.

Таким чином, повний опір тіла людини, Ом, при будь-якій частоті

де Ζκ- повне опір зовнішнього шару шкіри, Ом;

Rвн - внутрішній опір тіла людини, Ом. Повне опір зовнішнього шару шкіри може бути визначена з формули

де RK- активний опір зовнішнього шару шкіри, Ом;

Хдо - ємнісне опір зовнішнього шару шкіри, Ом. Ємнісний опір Хдо змінюється в залежності від частоти за формулою

де ω - колова, або циклічна частота, рад/с;

f - частота струму, Гц;

З - ємність зовнішнього шару шкіри, Ф.

Електрична ємність З зовнішнього шару шкіри пропорційна площі поверхні дотику S з токоведущей частиною і обернено пропорційна товщині рогового шару шкіри d.

де εο- електрична постійна, рівна 8,85·10-12 Ф/м;

ε - відносна діелектрична проникність рогового шару шкіри, що дорівнює 200-250.

З аналізу формули для обчислення Хдо випливає, що із збільшенням частоти ємнісне опір зменшується і шунтує активне опір зовнішнього шару шкіри RK. Отже, при великих частотах порядку 5-20 кГц повне опір можна вважати рівним внутрішньому опору тіла людини.

Із зменшенням частоти ємнісне опір зростає, внаслідок чого на частотах від 20 до 500 Гц ємнісної складової можна знехтувати. У цьому випадку повний опір тіла людини Ζκ розраховується як

Таким чином, внаслідок значного опору шкіри спостерігаються найчастіше поверхневі опіки.

Фактори, що впливають на результат ураження людини електричним струмом

Тяжкість ураження електричним струмом залежить від цілого ряду чинників: значення сили струму, електричного опору тіла людини і тривалості протікання через нього струму, роду і частоти струму, індивідуальних властивостей людини і умов навколишнього середовища.

Основним чинником, що зумовлює ту чи іншу ступінь ураження людини, є сила струму (шлях: рука - рука, рука - ноги). В табл. 11.1 наведено дані щодо небезпеки змінного і постійного струму.

Таблиця 11.1

Рід струму

Пороговий відчутний струм, мА

Пороговий неот пускає струм, мА

Пороговий фибрилляционный струм, мА

Змінний струм

0,5-1,5

6-10

80-100

частотою 50 Гц

Постійний струм

5-7

50-80

300

Фібриляцією називається хаотичні і різночасові скорочення волокон серцевого м'яза, повністю порушують її роботу насоса. (Для жінок порогові значення струму в 1,5 рази менше, ніж для чоловіків.)

Постійний струм приблизно в 4-5 разів безпечніший змінного струму частотою 50 Гц. Однак це характерно для відносно невеликих напруг (до 250-300). При більш високих напругах, небезпека постійного струму зростає.

В інтервалі напруги 400-600 В небезпека постійного струму практично дорівнює небезпеки змінного струму з частотою 50 Гц, а при напрузі понад 600 постійний струм небезпечніший змінного.

Електричний опір тіла людини. Електричне опір організму людини при сухій, чистій і непошкодженій шкірі при напрузі 15-20 перебуває в межах від 3000 до 100 000 Ом, а іноді і більше. З видаленням верхнього шару шкіри опір знижується до 500-700 Ом. При повному видаленні шкіри опір внутрішніх тканин тіла складає всього лише 300-500 Ом. У розрахунках приймають опір організму людини, що дорівнює 1000 Ом.

При наявності на шкірі різних пошкоджень (подряпин, порізів, саден) різко зменшується її електричний опір в цих місцях.

Електричне опір організму людини падає при збільшенні струму і тривалості його проходження внаслідок посилення місцевого нагріву шкіри, що призводить до розширення судин, а отже, до посилення постачання цієї ділянки кров'ю і збільшенню виділення поту.

З підвищенням напруги, прикладеної до тіла людини, опір шкіри зменшується, а отже, і повний опір тіла, яке наближається до свого найменшим значенням 300-500 Ом Це пояснюється пробоєм рогового шару шкіри, збільшенням струму, що проходить через неї, і іншими факторами.

Опір тіла людини залежить від статі і віку: у жінок це опір менше, ніж у чоловіків, у дітей менший, ніж у дорослих, у молодих людей менший, ніж у літніх. Це пояснюється товщиною і ступенем огрубіння верхнього шару шкіри. Короткочасне (на кілька хвилин) зниження опору тіла людини (20-50%) викликає зовнішні, несподівано виникають фізичні подразнення: больові (удари, уколи), світлові та звукові.

На електричний опір впливають рід і частота струму. При частотах 10-20 кГц верхній шар шкіри практично втрачає опір електричному струму.

Крім того, є особливо вразливі ділянки тіла до дії електричного струму. Це так звані акупунктурні зони (область обличчя, долоні і ін) площею 2-3 мм2. Їх електричний опір завжди менше електричного опору зон, що лежать поза акупунктурних зон.

Тривалість протікання струму через тіло людини дуже сильно впливає на результат поразки у зв'язку з тим, що з плином часу падає опір шкіри людини, ймовірнішим стає ураження серця.

Шлях струму через тіло людини також має істотне значення. Найбільша небезпека виникає при безпосередньому проходженні струму через життєво важливі органи. Статистичні дані показують, що кількість травм з втратою свідомості при проходженні струму по шляху права рука - ноги складають 87%; по шляху нога - нога 15%. Найбільш характерні ланцюга струму через людину: рука - ноги, рука - рука, рука-тулуб (відповідно 56,7; 12,2 і 9,8% травм). Більш небезпечними вважаються ті ланцюга струму, при яких уражаються обидві руки й обидві ноги, ліва рука - ноги, рука - рука, голова - ноги.

Рід та частота струму також впливають на ступінь ураження. Найбільш небезпечним є змінний струм частотою від 20 до 1 000 Гц. Змінний струм небезпечніший постійного, але це характерно тільки для напруг до 250-300 В; при великих напругах стає небезпечніший постійний струм. З підвищенням частоти змінного струму, що проходить через тіло людини, повний опір тіла зменшується, а проходить струм збільшується. Однак зменшення опору можливе лише в межах частот від 0 до 50-60 Гц. Подальше ж підвищення частоти струму супроводжується зниженням небезпеки ураження, яка повністю зникає при частоті 450-500 кГц. Але ці струми можуть викликати опіки при виникненні електричної дуги, так і при проходженні їх безпосередньо через тіло людини. Зниження небезпеки ураження струмом з підвищенням частоти практично помітно при частоті 1000-2000 Гц.

Індивідуальні властивості людини та стан навколишнього середовища справляють помітний вплив на тяжкість ураження.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Схожі тими

Електричний струм, параметри, джерела небезпеки, вплив на людину
Вплив електричного струму на організм людини.
Захист людини від дії електричних і електромагнітних полів
Параметри мікроклімату та життєдіяльності людини
Дія електричного струму на організм людини
Причини електротравм та профілактика ураження електричним струмом
Захист від ураження електричним струмом
Умови ураження електричним струмом
Дія електричного струму на організм людини
Заходи захисту від ураження електричним струмом
 
Предмети
Банківська справа
БЖД
Бухоблік і аудит
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика і естетика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Соціологія
Страхова справа
Товарознавство
Філософія
Фінанси