ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Исследование влияния электрического тока на организм человека
1. Краткое описание работы
1.1. Целевая установка. Исследовать воздействие электрического тока - переменного, постоянного с однополупериодным выпрямлением и постоянного - на организм человека. Ознакомиться с порядком нормирования предельно-допустимых величин тока, мерами первой помощи при поражении током, средствами защиты.
1.2. Материальное обеспечение. Лабораторная установка для исследования влияния тока на организм человека.
1.3. Теоретическая часть. Технический прогресс сопровождается широким внедрением электричества во все области промышленного производства и быта. Во время эксплуатации электрифицированного оборудования при определенных значениях величины тока и напряжения возникает опасность поражения обслуживающего персонала, которая усугубляется тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить ее дистанционно.
Для оптимального выбора методов безопасности важно иметь четкое представление о действии электрического тока на организм человека, знать допустимые величины тока и напряжения прикосновения, влияние на исход поражения рода тока, частоты и т.д.
Проходя через организм, ток производит термическое, электролитическое, биологическое и механическое действие. Термическое действие проявляется в перегреве тканей вплоть до ожогов отдельных участков тела, перегреве кровеносных сосудов, сердца, мозга и других органов, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства. Электролитическое воздействие вызывает разложение крови и плазмы, значительное нарушение их физико-химических составов и ткани в целом. Биологическое действие выражается в разделении и возбуждении живых тканей организма, что может сопровождаться непроизвольными судорожными сокращениями мыщц, сердца и легких. Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови.
Любое из этих действий тока может привести к электрическим травмам, которые условно можно разделить на местные электротравмы и электрические удары.
Местные электротравмы - это четко выраженные местные нарушения целостности тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Характерными местными электротравмами являются: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия. Металлизация кожи связана с проникновением в нее мельчайших частиц металла при его расплавлении под действием электрической дуги. Электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаз в результате воздействия ультрафиолетовых лучей электрической дуги.
Электрический удар представляет собой возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольным сокращением мышц. В зависимости от исхода поражения электрические удары делят на 4 степени:
I - судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;
III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности и (или) дыхания;
IY - клиническая (мнимая) смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
При клинической смерти у человека отсутствуют признаки жизни: нет дыхания, сердце не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга. Длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга и в большинстве случаев она составляет от 4 - 6 до 7 - 8 мин. Затем наступает биологическая смерть.
Электрическим ударам обычно подвергается свыше 80% пострадавших от тока, 55% из них сопровождается и местными электротравмами, в основном, ожогами.
На исход поражения человека электрическим током влияют сила тока, приложенное напряжение, род и частота тока, продолжительность его воздействия и путь прохождения через тело человека, сопротивление тела человека, индивидуальные особенности организма и состояние окружающей среды.
Основным фактором, обуславливающим степень поражения человека, является сила тока. Характер воздействия тока на человека в зависимости от силы и вида тока приведен в табл. 6.1. При этом следует учесть, что приведенные данные до некоторой степени являются условными и зависят от индивидуальных особенностей человека.
Для характеристики воздействия электрического тока установлены три критерия:
пороговый ощутимый ток (наименьшее значение силы тока, вызывающего при прохождении через организм человека ощутимые раздражения);
пороговый неотпускающий ток (наименьшее значение силы тока, вызывающего судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, что затрудняет самостоятельное освобождение человека от контакта с токоведущей частью);
пороговый фибрилляционный ток (наименьшее значение силы тока, вызывающего фибрилляцию сердца. т.е. хаотические и разновременные сокращения 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 действия 1с величина около 70 мА, а при времени 0,1 с - 700 мА. В первом приближении значение тока, вызывающего фибрилляцию сердца в 0,5% случаев можно определить по формуле:
,
(6.1)
где m - масса человека , кг; t - время воздействия, с.
Формула (6.1) справедлива для t от 0,03 до 3 с.
Условные значение силы тока при протекании по пути рука-рука, рука-нога приведены в табл. 6.2.
Таблица 6.1.
Характер воздействия тока на организм человека
(пути тока рука-рука, рука-нога, напряжение 220В)
Значение силы тока, мА |
Переменный ток, 50 Гц |
Постоянный ток |
0,6- 1,5
2,0 - 4,0 5,0 - 7,0
8,0 - 10,0
10 - 15
20 - 25
25 - 50
50 - 80
|
Начало ощущений - слабый зуд, пощипывание кожи под электродами Ощущение тока распространяется на запястье руки, слегка сводит руку Болевые ощущения усиливаются во всей кисти руки, сопровождаясь судорогами; слабые боли во всей руке Судороги в руках, трудно, но можно оторваться от электродов Едва переносимые боли во всей руке, усиливающиеся с увеличением времени протекания тока. Руки невозможно оторвать от электродов Руки парализуются мгновенно, сильные судороги и боли, дыхание затруднено Очень сильная боль в руках и груди, дыхание крайне затруднено. При длительном воздействии может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания Паралич дыхания, нарушение работы сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца |
Не ощущается
Не ощущается
Зуд, ощущение нагрева
Усиление ощущения нагрева
Еще большее усиление ощущения нагрева кожи под электродом
Еще большее усиление ощущения нагрева кожи, незначительные сокращения мышц рук Ощущение сильного нагрева, судороги рук, затруднение дыхания
То же
|