Струмочасові характеристики тіла людини

Оглядову картину зміни в часі струму дотику (амперсекундні характеристики (АСХ) залежно від значення постійної напруги дотику дає рис. 5.

а)

б)

Рис. 5. АСХ тіла людини під дією постійної напруги (Л. О. Никонець, 10.04.2003р., шлях струму - «рука - рука», площа поверхні дотику F=0,8 см², а) - до 50 В, б) - вище 50 В).

Результати апроксимації амперсекундних характеристик серії дослідів (рис. 5) зведені в табл. 1.

Таблиця 1

Апроксимуючі функції амперсекундних характеристик.

Напруга дотику Uh, B	Апроксимаційні функції іh=f(t), мА
100,34	іh=0.001exp(-t/0.1)-0.7exp(-t/0.4)-2.6exp(-t/10)+4+2.72.10-21exp(5.62t)
90,38	іh=0.001exp(-t/0.1)-0.85exp(-t/0.3)-2(exp(-t/19.5))+2.372
80,12	іh=0.006exp(-t/2.8)-0.42exp(-t/0.27)-0.84(exp(-t/20))+1.755
70	іh=0.046exp(-t/2.8)-0.35exp(-t/0.25)-0.25(exp(-t/25))+0.865
59,2	іh=0.046exp(-t/2.8)-0.28exp(-t/0.29)-0.012exp(-t/90)+0.452
49,68	іh=0.076exp(-t/5.6)-0.072exp(-t/0.25)+0.185
39,91	іh=0.061exp(-t/6.7)-0.032exp(-t/0.28)+0.121
30	іh=0.024exp(-t/6.6)-0.026exp(-t/0.25)+0.076
20	іh=0.024exp(-t/4.1)-0.01exp(-t/0.16)+0.045
10,08	іh=0.00422exp(-t/4)-0.004exp(-t/0.22)+0.0193

З таблиці. 1 видно, що струм перехідного процесу, окрім вимушеної, має три вільні складові зі своїми постійними часу. Перша складова з с обумовлена явищем міжшарової поляризації, друга с – реакцією організму на зміну електричних властивостей тіла, а третя з с – реакцією організму на зменшення інтенсивності обміну речовин.

Залежно від значення прикладеної напруги коефіцієнти рівнянь вільних складових струмів змінюються монотонно, причому, для кожного значення напруги визначальними є тільки дві з трьох складових.

Через 7,5 с після прикладання напруги U_h=100,34 В потужність що виділяється в тілі досягла критичного значення P_кр=279 мВт і почався процес лавинного наростання струму що супроводжується травмуванням людини (рис. 5). Цей струм відображено у відповідній функції і_h (табл. 1) з початком необоротних процесів зростаючою експоненціальною складовою. Швидкість зростання струму збільшилася.

Для кожної моменту часу дії напруги дотику ВАХ були апроксимовані функціями виду :

U_h=A(t)lnI_h+B(t)+R_hзалI_h  для U_h>A (8)

та U_h=exp(M(t)lnI_h+N(t))+R_hзалI_h  для U_hA (9)

Залежність коефіцієнтів функцій (8), що апроксимують ВАХ, і (9) від тривалості дії наведені в табл. 2.

З табл. 2 видно, що коефіцієнти функцій (8) і (9) змінюються в часі монотонно. Залежності, що апроксимують їх, від часу мають вигляд:

A(t)=9.6exp(-t/9.5)+12.84+12.5exp(-t/0.37);

B(t)=10exp(-t/12)+70.24+30exp(-t/0.25);

M(t)=0.098 (1-exp(-t/13))+0.67;

N(t)=0.45(1-exp(-t/11))+4.9+0.15exp(-t/0.2).

Таблиця 2

Залежність коефіцієнтів функцій, що апроксимують вольтамперні характеристики, від тривалості дії t.

t, c	0	0.1	0.2	0.5	1	2	4	6	8
A(t)	35.775	31.870	29.463	26.212	24.259	21.621	19.933	18.739	17.876
B(t)	110.18	97.91	91.58	84.09	80.88	78.98	77.27	76.01	75.05
M(t)	0.693	0.696	0.696	0.694	0.691	0.692	0.675	0.680	0.714
N(t)	5.045	5.001	4.973	4.935	4.931	4.962	4.952	4.999	5.129
t, c	10	12	14	16	18	20	50	100	1000
A(t)	17.234	16.367	15.935	15.597	15.327	15.109	14.026	12.847	12.838
B(t)	74.30	72.78	72.30	72.91	72.58	72.30	70.63	70.27	70.22
M(t)	0.722	0.729	0.734	0.739	0.743	0.746	0.756	0.756	0.756
N(t)	5.168	5.201	5.227	5.247	5.263	5.275	5.312	5.313	5.313

Вольтамперсекундні характеристики людини за дії постійної напруги співпадають з амплітудними вольтамперними характеристиками цієї ж людини знятими за дії змінної напруги частотою f<1 Гц. Отриманий результат може бути використаний під час синтезу узагальненої моделі людини як елемента електричного кола.

3.Зміст звіту

1. Схема для зняття амперсекундних і вольтамперних характеристик.

2. Таблиці з експериментальними значеннями.

3. Результати розрахунку струму лавини на ЕОМ та пояснення до них.

4. Графіки амперсекундних і вольтамперних характеристик.

5. Висновки за результатами роботи.