37.Действие электрического тока на организм человека.

Электрический ток действует на человека по-разному:

1. Тепловое воздействие:Q=I²R_h , где R_h — сопротивление человека.

2. Электролитическое воздействие (разложение крови и др. жидких составляющих)

3. Механическое воздействие (расслоение, разрыв из-за электродинамического эффекта).

4. Биологическое воздействие(сокращение мышц при прохождении через них электрического тока).

Электротравмы.

Электротравма — травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги.

Электротравмы — бывают двух видов: местные и общие(электрические удары).

Местная электротравма — ярко выраженное местное нарушение целостности тканей тела, в том числе костных тканей, вызванное воздействием электрического тока или электрической дуги. Чаще всего это поверхностные повреждения, т.е. поражения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей.

Виды местных электротравм:

1. Электрический ожог (прямы и косвенные, внешние и внутренние) при I> несколько Ампер. Бывают токовые (контактные) ожоги и дуговые.

2. Электрические знаки.

3. Металлизация кожи.

4. Механические повреждения.

5. Электроофтальмия.

Также можно добавить:

Фибрилляция сердца (при I=57 А) приблизительно 0.01 — используют при реанимации).

Электрический шок — нервно-рефлекторная реакция организма на действие электрического тока.

Электрический удар (80% людей гибнет от этого). Признаки: боль во всем теле, желто-зеленое мерцание в глазах.

Электрический удар — возбуждение живых тканей организма протекающим через него электрическим током, проявляющееся в не произвольных судорожных сокращениях различных мышц тела.

Электрический удар — является следствием протекания тока через тело человека; при этом под угрозой поражения оказывается весь организм из-за нарушения нормальной работы различных его органов и систем, в том числе сердца, легких, ЦНС.

Электрический удары можно условно разделить на 5 степеней:

1. Судорожное, едва ощутимое сокращение мышц.

2. Судорожное сокращение мышц, сопровождающееся сильными, едва переносимыми болями, без потери сознания.

3. Судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца.

4. Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности и\или дыхания.

5. Клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

38. Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током.

Характер и последствия воздействия на человека электрического тока зависят от следующих факторов:

- электрического сопротивления тела человека;

- величины напряжения и тока;

- продолжительности воздействия электрического тока;

- рода и частоты электрического тока;

- условий внешней среды.

Электрическое сопротивление тела человека.

Тело человека является проводником электрического тока, неоднородным по электрическому сопротивлению. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, поэтому сопротивление тела человека определяется главным образом сопротивлением кожи.

Кожа состоит из двух основных слоев: наружного - эпидермиса и внутреннего - дермы. Наружный слой - эпидермис в свою очередь имеет несколько слоев, из которых самый верхний слой называется роговым. Роговой слой в сухом и незагрязненном состоянии можно рассматривать как диэлектрик: его удельное объемное сопротивление достигает 10⁵-10⁶ Ом·м, т.е. в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи и внутренних тканей организма. Сопротивление внутреннего слоя кожи - дермы - незначительно: оно во много раз меньше сопротивления рогового слоя.

Сопротивление тела человека при сухой чистой и неповрежденной коже колеблется 3-100кОм и более, а сопротивление внутренних слоев тела составляет всего 300-500 Ом.

В качестве расчетной величины при переменном токе промышленной частоты применяют активное сопротивление тела человека равное 1000 Ом.

В действительных условиях сопротивление тела человека не является постоянной величиной. Оно зависит от ряда факторов, в том числе от состояния кожи, состояния окружающей среды, параметров электрической цепи.

Повреждение рогового слоя (порезы царапины, ссадины и др.) снижают сопротивление тела до 500-700 Ом, что увеличивает опасность поражения током.

Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом, загрязнение кожи вредными веществами (пыль, окалина).

На сопротивление тела человека оказывает влияние площадь контактов, а также место касания, так как у одного и того же человека сопротивление кожи неодинаково на различных участках. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладоней и, в особенности на стороне, обращенной к туловищу.

С ростом напряжения, приложенного к телу человека, сопротивление кожи уменьшается в десятки раз, приблизительно к сопротивлению внутренних органов (300-500 Ом). Это объясняется электрическим пробоем рогового слоя кожи, увеличением тока, проходящего через кожу.

Величина тока и напряжения.

Основным фактором, обусловливающим исход поражения электрическим током, является сила тока, проходящего через тело человека.

Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, но лишь постольку, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.

Ощутимый ток - электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения. Ощутимые раздражения вызывают ток (пороговый ощутимый ток) силой 0,6-1,5 мА (переменный) и 5-7 мА (постоянный).

Неотпускающий ток - электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый неотпускающий ток составляет 10-15 мА переменного тока и 50-60 мА постоянного. При таком токе человек не может уже самостоятельно разжать руку, в которой зажата токоведущая часть.

Фибрилляционный ток - электрический ток, вызывающий при прохождении через организм человека фибрилляцию сердца (Разновременное и разрозненное сокращение отдельных волокон сердечной мышцы, не способное поддерживать эффективную работу сердца и самостоятельно не проходящее). Пороговый фибрилляционный ток составляет 100 мА переменного и 300 мА постоянного тока при длительности действия 1-2 с по пути рука-рука, рука-ноги. Фибрилляционный ток может достичь 5А. Ток больше 5А фибрилляцию не вызывает. При таких токах происходит мгновенная остановка сердца (минуя состояние фибрилляции), а также паралич дыхания.

Продолжительность воздействия электрического тока

существенно влияет на исход поражения. Продолжительное воздействие тока приводит к тяжелым, а иногда к смертельным поражениям.

С повышением времени прохождения тока повышается вероятность прохождения тока через сердце с уязвимой для тока фазой Т сердечного цикла (кардиоцикла).

Каждый цикл состоит из двух периодов: диастола, когда желудочки сердца, находясь в расслабленном состоянии, заполняются кровью и систола, когда сердце сокращаясь, выталкивает кровь а артерии.

Наиболее уязвимым сердце оказывается в фазе Т (когда заканчивается сокращение желудочков и они переходят в расслабленное состояние), продолжительность которой 0,2с. Поэтому, если во время фазы Т через сердце проходит ток, то, как правило, возникает фибрилляции сердца.

Продолжительность прохождения тока через тело человека влияет на исход:

где - ток, проходящий через тело человека, мА (предельно допустимый);

t - продолжительность, с.

Формула действительна в пределе 0,1-1 с. Ее используют для определения допустимых токов, проходящих через человека по пути рука-ноги, необходимой для расчета защитных устройств.

Путь тока через тело человека

играет существенную роль в исходе поражения, т.к. ток может пройти через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг. Влияние пути тока на исход поражения определяется сопротивлением кожи человека на различных участках.

Возможных путей тока в теле человека, называемых петлями тока, достаточно много. Наиболее часто встречаются петли тока: рука-рука, рука-ноги, нога-нога.

Наиболее опасны петли: голова-руки, голова-ноги, но они возникают относительно редко.

Род и частота электрического тока,

Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного.

Это вытекает из сопоставления ощутимых пороговых токов, а также неотпускающих. Значительно меньшая опасность поражения постоянным током подтверждается и практикой эксплуатации электроустановок; случаев смертельного поражения людей током в установках постоянного тока в несколько раз меньше.

Это положение справедливо лишь до напряжений 250-300 В. При более высоких напряжениях постоянный ток более опасен, чем переменный с частотой (50 Гц).

Для переменного тока важную роль играет частота. С увеличением частоты полное сопротивление тела человека уменьшается

Наибольшую опасность представляет ток с частотой от 50-1000 Гц; при дальнейшем увеличении опасность поражения уменьшается и исчезает при 45-50 кГц. Эти токи сохраняют опасность ожогов.