34

Лабораторная работа №8

ИССЛЕДОВАНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ТОКУ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

При возможном прикосновении человека к токоведущим частям электроустановки протекающий через него ток ( Ir ) можно определить по формуле

где Uпр - напряжение прикосновения, В

Zг - сопротивление тела человека, к Ом.

Сопротивление тела человека определяется сопротивлением наружных

35

Измерение сопротивления внутренних тканей Rв можно производить с использованием токов высокой частоты, поскольку с увеличением частоты емкостное сопротивление слоя кожи Хск уменьшается, а оно определяется по формуле

где f - частота приложенного напряжения, кГц: Ск - емкость наружного слоя кожи, мкФ.

При частоте тока f больше 20 кГц полное сопротивление тела человека можно приравнять RВ, т.е.

(8.4)

При частоте тока f больше 0 емкостное сопротивление становится значительно большим активного сопротивления кожи, которое в этом случае

где Zr(0) - полное сопротивление тела человека почти постоянному току, кОм. Величина Zr(0) определяется графическим методом, поскольку сопротивление Zr есть функция частоты f и апроксимируется прямой. Для этого строится график в координатах Z и f по измеренным значениям и

экстраполируется до значения f = 0.

Емкость наружного слоя кожи можно рассчитать по формуле

Сk = (R2k – Z2k)0,5/6,3ZkRkf,

где Zk - полное сопротивление наружного слоя кожи на данной частоте f, кОм.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Лабораторная установка представляет собой универсальный лабораторный стенд, включающий генератор фиксированных частот 1, функциональный съемный блок 2. Они питаются от понижающего трансформатора 3 напряжением U = 22 В, который включается в трехфазную сеть с помощью специальной розетки 4. Установка схематически приведена на рис. 7.1. В комплект установки входит универсальный вольтметр 5.

36

Рис. 8.1. Лабораторная установка

Ручки управления установкой отмечены наклеенными цифрами. Частоты генерируемого напряжения изменяются от 20 Гц до 20 кГц ручкам 3,4.

Испытуемый плотно прикладывает ладони рук к дискам-электродам S1 S1 или S2 S2 при крайнем левом положении ручек 5 и 6. Плотность прижатия рук к электродам должна быть постоянной на протяжении всего опыта.

ПОДГОТОВКА УСТАНОВКИ К РАБОТЕ

Вилки 4, 8 питающих шнуров включить в сеть. Нажать кнопки на стенде 1 и 2 для включения установки. При ее исправности засветятся светодиоды рядом с кнопками. Нажать клавишу переменного тока на вольтметре. Если ручки 5, 6 находятся в крайнем левом положении, вольтметр должен показать "0" В (на диапазоне 30 В). Дать прогреться аппаратуре в течение 5-10 мин и приступить к экспериментам.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Ручками 5, 6 (ручка 5 - грубо поворачивается влево до отказа) на вольтметре 5 устанавливается в схеме напряжение прикосновения Uпр равное 15 В.

Переключателем 7 подключаются к схеме диски-электроды S1 = 25,0 см2

или S2 = 12,5 см2.

Один из членов бригады (испытуемый) охватывает руками головку электродов и к их поверхности плотно прижимает ладони (прижатие необходимо сохранять постоянным на протяжении всего опыта).

С помощью переключателя 3 установить соответствующую частоту, снять показания миллиамперметра и вольтметра, и данные записать в табл. 8.1 (частота 20 кГц устанавливается ручкой 3 (20 Гц) и ручкой множителя 4 (1000). Повторить эксперимент для вторых электродов.

Напряжение

прикосновен

ия

(U1/U2)пр, В

Сопротивле ние человека

(Z1/Z2)f, Ом

ПРИМЕЧАНИЕ. Опыты повторяются с остальными членами бригады.

37

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Графическим методом определяется полное сопротивление человека Zr(0). График строится для частот 20.......100 Гц.

По данным табл. 8.1 построить графики зависимостей Z1=G(lgf1) для S1

и Z2= G(lgf2) для S2.

В соответствии с формулой (8.4) определить внутреннее сопротивление человека Rв.

По формуле (8.2) определить сопротивление кожи человека Zк.

По формуле (8.5) определить активное сопротивление наружного слоя

кожи Rк.

По формулам (8.6) и (8.3) определить емкость (Ск) наружного слоя кожи и сопротивления Хск.

Полученные результаты занести в табл. 8.2.

Таблица 8.2

ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

( )ПРИМЕЧАНИЕ. Частота тока (Гц) задается преподавателем. Сделать выводы по работе.

ПРИМЕЧАНИЕ Обработку результатов экспериментов каждый член бригады производит по своим данным.

ТЕСТЫ К РАБОТЕ