Jak elektrický proud působí na lidské tělo?

1. Shchutsky V.I., Sidorov A.I. Bezpečnost při provozu elektrických systémů: Učebnice – Čeljabinsk: Nakladatelství SUSU, 2001. – 159-167 s.

2. Kuzněcov N.M., Savvinov P.V., Semenov A.S., Podryasova L.V. Laboratorní workshop na disciplínu „Elektrická bezpečnost v těžebním průmyslu“. M.: Nakladatelství „Sputnik +“, 2013. – 28 s.

V době technologického pokroku si člověk nedokáže představit své každodenní činnosti bez přístrojů, které využívají elektrickou energii. Ale neměli bychom zapomínat, že elektrický proud představuje velké nebezpečí pro lidský život.

Elektrická bezpečnost je systém organizačních a technických opatření a prostředků, které zajišťují ochranu osob před škodlivými a nebezpečnými účinky elektrického proudu, elektrického oblouku, elektromagnetického pole a statické elektřiny.

Existuje stejnosměrný a střídavý elektrický proud. Dnes je běžné používat střídavý proud o frekvenci 50 Hz až 300 GHz. Podívejme se na tento rozsah podrobněji:

1) Průmyslový frekvenční proud, 50 Hz, se používá v průmyslových a domácích elektrifikačních systémech;

2) Nízkofrekvenční proud, 3-300 kHz – v rozhlasovém vysílání, při tavení, svařování, tepelném zpracování kovů;

3) Středofrekvenční proud, 0,3-3,0 MHz – v rozhlasovém vysílání, při indukčním ohřevu kovů a jiných materiálů;

4) Vysokofrekvenční proud, 3,0-30 MHz – v rozhlasovém vysílání, televizi, medicíně, při svařování polymerů;

5) Velmi vysokofrekvenční proud, 30-300 MHz – v rozhlasovém vysílání, televizi, medicíně, při svařování polymerů;

6) Ultra-vysokofrekvenční proud, 0,3-3,0 GHz – v radaru, vícekanálové radiokomunikaci, radioastronomii, radiové spektroskopii, radionavigaci, radioreléové komunikaci, telekomunikaci, detekci defektů, geodézii, fyzioterapii, sterilizaci a vaření atd. ;

7) Ultravysokofrekvenční proud. 3-30 GHz;

8) Extrémně vysokofrekvenční proud, 30-300 GHz;

Pro výpočet množství proudu procházejícího osobou, když je vystavena elektrickému napětí o frekvenci 50 Hz, se běžně předpokládá odpor lidského těla 1 kOhm. Tato hodnota má malý vztah ke skutečnému odporu lidského těla.

V závislosti na druhu a síle proudu může mít na člověka různé účinky. Tepelný efekt se projevuje popáleninami jednotlivých částí těla, prohřátím cév a nervových vláken. Elektrolytický účinek se projevuje rozkladem krve a jiných organických kapalin, což způsobuje významné poruchy jejich fyzikálního a chemického složení. Biologický účinek se projevuje podrážděním a excitací živých tkání těla, které může být doprovázeno mimovolním křečovitým stahováním svalů, včetně svalů srdce a plic. V důsledku toho může dojít k různým poruchám v těle, včetně narušení a dokonce úplného zastavení dýchacího a oběhového systému. Dráždivé působení proudu na tkáň může být přímé, kdy proud prochází přímo těmito tkáněmi, a reflexní, tedy centrálním nervovým systémem, kdy dráha proudu leží mimo tyto orgány. Veškerá rozmanitost účinků elektrického proudu vede ke dvěma typům poškození: úrazům elektrickým proudem a úrazům elektrickým proudem. Elektrická poranění jsou jasně definovaná lokální poškození tělesných tkání způsobená působením elektrického proudu nebo elektrického oblouku (elektrické popáleniny, elektrické stopy, metalizace kůže, mechanické poškození).

Tato zpráva informuje o míře vlivu elektrického proudu v závislosti na jeho parametrech. Experimentálně byl získán vzorek měření elektrického odporu člověka. Měření byla provedena pomocí zařízení: „Zařízení pro studium odolnosti lidského těla“ (obr. 1).

Obr.1. Zařízení pro studium odolnosti lidského těla

Po sérii měření byly získány následující grafy:

Obr.2. Graf odporu versus napětí

Na prvním grafu vidíme, že s rostoucím napětím klesá lidský odpor. Nízké napětí je pro člověka relativně bezpečné, ale jak se zvyšuje, zvyšuje se riziko úrazu elektrickým proudem.

Rýže. 3. Graf odporu versus frekvence

Na druhém grafu vidíme, že s rostoucí frekvencí klesá odpor člověka. Při frekvenci proudu vyšší než 10 kHz je odpor kůže extrémně nízký. Ale elektrický proud nemá škodlivý účinek na vnitřní orgány. Tato závislost vysvětluje jev, kdy může být člověk vystaven vysokofrekvenčnímu obloukovému výboji po dobu několika minut.

Samostatně stojí za zmínku, že zvláště nebezpečné jsou proudy s frekvencemi od 50 Hz do 200 Hz, což jsou násobky srdeční frekvence, protože mohou způsobit fibrilaci. Také takové proudy narušují biochemické funkce buňky.