4. Электрическое сопротивление человека

Зависит от индивидуальных особенности человека:

1.физиологический фактор

2.состояние кожи

3. состояние окружающей среды

4.параметры электрической сети

Разные ткани по разному проводят ток: одни лучше, другие хуже. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа. Другие ткани, в том числе мышечная и жировая, спинной и головной мозг, а также кровь имеют по сравнению с кожей весьма малое сопротивление.

Кожа состоит из двух основных слоев: наружного - эпидермиса, обладающего большим сопротивлением, и внутреннего - дермы, имеющего относительно малое сопротивление, близкое по значению к сопротивлению внутренних подкожных тканей тела. Таким образом, сопротивление тела человека, т.е. сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверхность тела, можно условно считать состоящим из трех последовательно включенных сопротивлений: двух одинаковых сопротивлений наружного слоя кожи - эпидермиса, каждый из которых называется наружным сопротивлением тела человека, и одного сопротивления внутренних тканей тела, называемого внутренним сопротивлением тела, которое включает в себя два сопротивления внутреннего слоя кожи - дермы и сопротивление подкожных тканей тела (рис.1.1а).

Сопротивление каждого наружного слоя кожи состоит из двух параллельно включенных сопротивлений: активного R_H, кОм, и емкостного, которое обусловлено тем, что в месте прикосновения токоведущей части (электрода) к телу человека образуется как бы конденсатор с некоторой емкостью C_H, мкФ (рис.1.1б). Обкладками этого конденсатора являются электрод и хорошо проводящие ток ткани тела человека, лежащие под наружным слоем кожи, а диэлектриком, разделяющим обкладки, этот слой (эпидермис).

Сопротивление внутренних тканей считается активным и обозначается R_B , кОм.

Полное сопротивление тела человека в комплексной форме ,кОм, в соответствии с эквивалентной схемой, показанной на рис.1б, выражается следующей зависимостью:

(1.1)

Здесь - полное сопротивление наружного слоя кожи в комплесной форме, кОм; w=2 - угловая частота, 1/с; f - частота тока, кГц.

с уменьшением частоты сопротивление тела человека возрастает и при f=0, т.е. при постоянном токе, сопротивление тела человека имеет наибольшее значение и оказывается равным сумме активных сопротивление обоих слоев эпидермиса и внутренних тканей тела:

(1.3)

где R_h0 - сопротивление тела человека постоянному току, кОм.

С ростом частоты Z_h уменьшается (за счет уменьшения емкостного сопротивления) и при f= 2,5 - 5 кГц ненамного отличается от внутреннего сопротивления , а при 10 кГц можно считать, что наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току, и, следовательно,

Z_h =R_B (1.4)

Эквивалентную схему (рис. 1.1б) можно упростить, представив сопротивление тела человека как параллельное соединение R_h=2R_H+R_B и емкости C_h=0.5C_H , которые назовем соответственно активным сопротивлением и емкостью тела человека (рис.1.1в).

2 3

1 1

а)

R_H R_H

R_B

C_H C_H

б)

R_h

C_h

в)

Рис.1.1. К определению сопротивления тела человека:

а - схема измерения сопротивления; б - эквивалентная схема сопротивления тела человека; в - упрощенная схема; 1 - электроды; 2 - наружный слой кожи - эпидермис; 3 - внутренние ткани тела (включая нижний слой кожи - дерму); R_H - актив ное сопротивление наружного слоя кожи; C_H - емкость образовавшегося конденсатора; R_B - сопротивление внутренних тканей тела; R_h - активное сопротивление тела; C_h - емкость тела.

В этом случае выражение полного сопротивления тела человека в действительной

форме будет, кОм,