Электрическое сопротивление тела человека

Значение тока через тело человека сильно влияет на тяжесть электротравм. В свою очередь сам ток согласно закону Ома определяется сопротивлением тела человека и приложенным к нему напряжением, т.е. напряжением прикосновения.

Сопротивление тела человека является комплексной переменной величиной, имеющей нелинейную зависимость от множества факторов, в том числе от состояния кожи, окружающей среды, центральной нервной системы, физиологических факторов. Электрическое сопротивление различных тканей тела человека не одинаково: кожа, кости, сухожилия и хрящи имеют относительно большое сопротивление, а мышечная ткань, кровь, лимфа, пот и особенно нервные пути, спинной и головной мозг – малое сопротивление.

Электрическое сопротивление тела человека, т.е. сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверхность тела, в основном определяется сопротивлением кожи. Кожа состоит из двух основных слоёв: наружного, называемого эпидермисом, и внутреннего, называемого дермой. Эпидермис можно условно представить состоящим из мёртвых ороговевших клеток, он лишён кровеносных сосудов и нервов и поэтому является слоем неживой ткани. Толщина этого слоя колеблется в пределах 0,05 – 0,2 мм. В сухом и незагрязнённом состоянии его можно рассматривать как диэлектрик, обладающий большим удельным сопротивлением. Внутренний слой кожи содержит кровеносные и лимфатические сосуды, нервные окончания, корни волос, а также потовые и сальные железы. Дерма обладает малым сопротивлением току.

Полное сопротивление тела человека есть сумма сопротивлений тканей, расположенных на пути протекания тока. Основным фактором, определяющим величину полного сопротивления тела человека, является состояние кожного покрова в цепи тока. При сухой, чистой и неповреждённой коже сопротивление тела человека, измеренное при напряжении до 15 В, составляет 3…100 кОм. Если на участке кожи, где прикладываются электроды, удалить эпидермис, сопротивление тела составит 500…700 Ом. Если под электродами полностью удалить кожу, то будет измерено сопротивление внутренних тканей, которое составляет 300…500 Ом.

Электрическое сопротивление тела человека зависит от ряда факторов. Его могут снизить повреждения рогового слоя, увлажнение кожи, воздействие теплового облучения, повышенная температура окружающей среды.

Сопротивление наружного слоя кожи R_н уменьшается с увеличением площади электродов и зависит от места приложения электродов, что объясняется различной толщиной эпидермиса, неравномерным распределением потовых желёз на поверхности тела, неодинаковой степенью наполнения кровью сосудов кожи. Повышение напряжения, приложенного к телу человека, вызывает уменьшение его сопротивления, которое при напряжениях 200 В и выше приближается к величине сопротивления внутренних тканей тела (R_вн).

При оценке опасности поражения электрическим током и расчёте защитных мер в электроустановках сопротивление тела человека (R_h) принимают равным 1 кОм.

Н

Рис. 4.1. Эквивалентная схема электрического

Сопротивления тела человека

а рис. 4.1 приведён упрощённый вариант эквивалентной схемы цепи протекания электрического тока через те­ло человека, где обозначено: 1 – элект­роды; 2 – эпидермис; 3 – внут­­ренние ткани и органы тела человека, включая дерму; Í_h – ток, протекающий через тело человека; Ú_h – напряжение, приложенное к электродам; R_н – активная состав­ляющая сопротивления наружного слоя кожи; C_н – ёмкость условного конденсатора, обкладками которого являются электрод и хорошо про­водящие ток ткани тела человека, расположенные под эпидермисом, а диэлектриком – сам эпидермис; R_вн – активное сопротивление внутренних тканей, включая дерму.

Из схемы на рис. 4.1 следует, что комплексное сопротивление тела человека определяется соотношением:

где X_н = 1/ j C_н – величина ёмкостной составляющей сопротивления тела человека;

   f , f – частота действующего тока.

Для практических применений используют модуль комплексного сопротивления тела человека:

Оглавление