Файл: Учебнометодическое пособие по лабораторным работам для студентов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 286
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Окончаниетабл.6.1
Значение силы тока, мА | Переменный ток частотой 50 Гц | Постоянный ток |
100 | Фибрилляция сердца через 2–3 с; через несколько секунд – паралич дыхания | Паралич дыхания при длительном протека- нии тока |
300 | То же за меньшее время | Фибрилляция сердца через 2–3 с, паралич дыхания |
Более 5000 | Немедленный паралич дыхания, возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) тяжелые ожоги, разрушение тканей. |
Для характеристики воздействия электрического тока установлены три критерия:
пороговый ощутимый ток (наименьшее значение силы тока, вызываю- щего при прохождении через организм человека ощутимые раздражения);
пороговый неотпускающий ток (наименьшее значение силы тока, вызываю- щего судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, что затруд- няет самостоятельное освобождение человека от контакта с токоведущей частью);
пороговый фибрилляционный ток (наименьшее значение силы тока, вы- зывающего фибрилляцию сердца, т. е. хаотические и разновременные сокращения отдельных групп волокон сердечной мышцы с частотой примерно в 10 раз более обычной,
в результате чего прекращается кровообращение, а затем и дыхание).
Пороговый фибрилляционный ток зависит от времени. При времени дей- ствия 1 с величина его около 70 мА, а при времени 0,1 с – 700 мА. В первом приближении значение тока, вызывающего фибрилляцию сердца в 0,5 % слу- чаев, можно определить по формуле
I0,5%
2,16m
12,8
, (6.1)
где m – масса человека, кг; t – время воздействия, с. Формула (6.1) справедлива для t от 0,03 до 3 с.
Условные значения силы тока при протекании по пути рука-рука, рука- нога приведены в табл. 6.2.
Таблица6.2
Условные значения силы тока при протекании по пути рука-рука, рука-нога
Род тока | Пороговый ощутимый ток, мА | Пороговый неотпускающий ток, мА | Пороговый фибрилляционный ток, мА |
Переменный ток частотой 50 Гц | 0,5 – 1,5 | 10 – 15 | 100 |
Постоянный ток | 5 – 7 | 50 – 80 | 300 |
Необходимо отметить, что выпрямленные токи, содержащие постоянную и переменную составляющие, совместно воздействуют на организм человека (в то время как приборы показывают только постоянную составляющую). Поэ- тому при однополупериодном выпрямлении пороговые значения тока по по- стоянной составляющей в 1,5 раза ниже, чем для постоянного
тока. Для двухполупериодного выпрямления пороговые значения выпрямленного и постоянного токов приблизительно одинаковы.
В литературе приводятся зависимости, связывающие величину силы тока, проходящего через тело человека, с приложенным напряжением. В частности, П. А. Долиным [1] предложена следующая формула:
I Uh (Uh 10) ,
(6.2)
h
h 0,3U 80
где Uh – напряжение прикосновения6, В; Ih – сила тока, проходящего через тело человека, мА.
Формула (6.2) справедлива при длительном (несколько секунд) приложе- нии напряжения Uh 5В на участках рука-рука, а также с некоторым приближе- нием рука-нога и нога-нога.
Степень поражения зависит также от рода и частоты тока. Переменный ток по характеру воздействия опаснее постоянного (см. табл. 6.1 и 6.2), но это характерно только для напряжений до 500 В; при больших напряжениях посто- янный ток опаснее переменного с частотой 50 Гц. Наиболее опасной частотой
6 Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек
переменного тока для человека является 50 – 60 Гц. От 0 до 50 Гц повышается опасность поражения в виде электроударов; дальнейшее повышение частоты снижает эту опасность, а при частотах 450 – 500 Гц она полностью исчезает, но сохраняется опасность ожогов. В целом наиболее опасными (с вероятностью 90 % и выше) являются токи с частотами 20–100 Гц.
Упрощенно изменение опасности тока с изменением частоты можно объ- яснить следующим образом. Если к клетке живой ткани приложить постоянное напряжение, то во внутриклеточном веществе, которое можно рассматривать как электролит, будет происходить распад молекул на положительные и отри-
цательные ионы. Эти ионы начнут перемещаться к оболочке клетки, причем по- ложительные ионы будут стремиться к отрицательному электроду, а отрица- тельные – к положительному, что вызовет нарушение нормального состояния клетки и протекающих в ней биохимических процессов.
При переменном токе ионы будут перемещаться то в одну, то в другую сторону, следуя за изменением полярности. Если частота тока такова, что за полупериод ион успевает пройти все внутриклеточное расстояние, а в течение следующего полупериода – то же расстояние, но в обратном направлении, то этот процесс соответствует большему нарушению нормального естественного состояния клетки.
При частоте тока выше некоторого предела (50 – 60 Гц) ион не успевает достигнуть оболочки клетки, как произойдет изменение полярности, что отве- чает меньшему нарушению нормального состояния клетки. А при дальнейшем повышении частоты длина пробега ионов будет сокращаться вплоть до полного прекращения движения ионов (на частотах выше 450 – 500 кГц).
Продолжительность протекания тока через тело человека очень сильно влияет на исход поражения в связи с тем, что с течением времени резко падает сопротивление тела человека, растет значение этого тока, накапливаются отри- цательные последствия воздействия тока на организм и, наконец, повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с уязвимой фазой кардиоцикла. Эта фаза (длительность около 0,2 с) характеризует оконча- ние сокращения желудочков сердца и переход их в расслабленное состояние,
при котором сердце имеет наибольшую чувствительность к току. При совпаде- нии времени прохождения тока с этой фазой кардиоцикла возникает фибрилля- ция сердца, а при несовпадении – вероятность ее возникновения резко умень- шается.
Наиболее опасным путем прохождения тока через тело человека является путь через жизненно важные органы – сердце, легкие, головной мозг. Статисти- ка показывает, что число травм с потерей сознания при прохождении тока по пути правая рука
– ноги составляет 87 %, голова – руки – 92 %, голова – ноги – 88 %, рука – рука – 83 %, нога – нога – 15 %.
На исход поражения током оказывает влияние величина электрического сопротивления тела человека. Следует иметь в виду, что сопротивление различ- ных тканей человека неодинаково. Это подтверждается следующими данными по удельному сопротивлению (в Омм) при токе частотой 50 Гц:
кожа сухая 3 103 – 2 104;
кости (без подкостницы) 104 – 2 106;
жировая ткань 30 – 60;
мышечная ткань 1,5 – 3;
кровь 1 – 2;
спинно-мозговая жидкость 0,3 – 0,6.
Общее электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже, измеренное при напряжении до 15 – 20 В, находится в пределах 3 – 1000 кОм, сопротивление внутренних тканей тела – 300 – 500 Ом.
Сопротивление отдельных частей тела с возрастом увеличивается. А с ро- стом напряжения сопротивление тела быстро падает из-за пробоя роговых слоев кожи. Нужно помнить, что наличие на коже влаги, царапин, порезов и т. д. резко уменьшает величину сопротивления. При расчетах, связанных с обес- печением электробезопасности, сопротивление тела человека принимают рав- ным 1 кОм.
Исход поражения током в значительной степени определяется индивиду- альными особенностями людей. Ток, вызывающий лишь слабые ощущения у одного человека, может быть неотпускающим для другого. Характер воздейст-
вия тока зависит от толщины изолирующего кожного покрова (эпидермиса), влажности кожи, возраста человека, состояния нервной системы, организма в целом, а также от веса человека и его физического развития. Отмечено, что для женщин пороговые значения тока приблизительно в 1,3 раза ниже, чем у муж- чин. Люди, страдающие болезнями сердца, легких, органов внутренней секре- ции, кожи, нервными заболеваниями