Это важно: чем выше значение тока и напряжения, тем быстрее ток будет уходить по своему пути. Например, 65 В — 1 секунда, 220 — 0,1 секунда.
Что бьёт и убивает: ток или напряжение?
Опасность электричества — это не миф; несмотря на общую осведомленность об этом факте, почти каждый может сказать, что при определенных обстоятельствах его ударило током. Последствия такого воздействия не обязательно катастрофичны, но риск смерти является следствием небрежного обращения с электричеством.
По этой причине на электрооборудовании размещаются предупреждающие знаки, например, «Высокое напряжение! Есть опасность для жизни!» или «Не подходите! Это убьет тебя!». Это приводит к тому, что многие люди не понимают, что такое электричество или напряжение и на что следует обращать внимание.
В чем отличие между током и напряжением?
Если рассматривать физический процесс, то электричество обладает множеством различных свойств, наиболее распространенными из которых являются напряжение и ток. Следует сразу сказать, что это не одно и то же, а взаимосвязанные вещи.
Каждое вещество содержит бесчисленное множество крошечных атомов, в которых существует электромагнитное взаимодействие между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами, вращающимися вокруг ядра. В нормальном состоянии элементарные частицы находятся в равновесии — заряд ядра полностью компенсируется зарядами электронов. Однако из-за воздействия электромагнитного поля на атомы электроны, находящиеся дальше, приходят в движение, и атомы выходят из равновесия — они приобретают определенный заряд.
Интенсивность следует понимать как разницу между двумя зарядами — в одной точке энергии больше, а в другой меньше. Можно провести аналогию с сообщающимися сосудами: Если в одной трубе воды больше, а в другой меньше, то при их соединении вода будет перетекать из первой во вторую. То же самое относится и к напряжению — потенциально каждая точка имеет некоторый энергетический заряд, созданный электромагнитным полем, но если эти точки не соединены цепью, заряженные частицы не будут двигаться в одном направлении.
Однако если существует соединительная цепь, то напряжение между двумя точками заставит заряженные частицы двигаться в определенном направлении. Это явление называется электрическим током.
В зависимости от свойств источника тока может передаваться как напряжение, так и ток:
- постоянный характер – не зависимо от наличия или отсутствия нагрузки, величина напряжения не меняется, относится к источникам неограниченной мощности;
- изменяться в зависимости от величины нагрузки – относятся к источника с ограниченной мощностью, где величина питающего напряжения снижается при замыкании цепи;
- временный – при подключении нагрузки к источнику питания заряд полностью рассеивается через короткий промежуток времени, это конденсаторы, в некоторых ситуациях наведенное напряжение.
Поэтому ток не может протекать без напряжения в части цепи, но именно ток определяет интенсивность воздействия электричества на атом.
Воздействие тока и напряжения на организм
Чтобы определить степень воздействия на человека, следует отметить, что тело является электрическим проводником, через который ток может протекать беспрепятственно. Однако, согласно закону Ома, ток в любой части электрической цепи прямо пропорционален напряжению, приложенному к этой части, и обратно пропорционален сопротивлению:
- I – сила тока;
- U – величина приложенного напряжения;
- R – сопротивление тела человека.
Чем больше омическое сопротивление, тем меньше ток протекает через атом, как можно заключить из приведенного выше выражения. Напряжение сети постоянно и почти не зависит от того, что к ней подключено.
Сопротивление атома, с другой стороны, зависит от многих факторов:
- состояние кожных покровов в местах прикосновения к токоведущим частям;
- увлажненность кожи;
- общее физиологическое состояние организма;
- состав крови.
Кроме того, протекание тока также зависит от характера заземления, когда цепь замкнута ножками. Среднее сопротивление человека составляет 1 000 Ом, а сухая кожа может иметь сопротивление 100 000 Ом. Если представить себе ситуацию, когда 220 вольт подается на человека с сопротивлением 1 000 Ом, то удар током составит 0,22 А или 220 мА, а это опасная величина.
Чтобы получить представление, вам необходимо знать следующее:
- при 1 – 10 мА удар электрическим током не ощущается, человек свободно отпустит токоведущий элемент без угрозы для собственной жизни;
- от 15 – 50 мА воздействие электричества вызывает сокращения мышц и болезненные ощущения, самостоятельное освобождение человека может оказаться затруднительным;
- от 50 – 100 мА воздействие электрического тока затрагивает сердце, поэтому становится опасным для жизни;
- от 100 – 200 мА поражение электрической энергией может нанести летальный урон организму.
Приведенные выше данные относятся к переменному току с частотой 50 Гц, что обусловлено наличием амплитудных составляющих и пикового значения, как положительного, так и отрицательного. Для постоянного тока значение 300 мА и более считается опасным для жизни.
Более подробно о воздействии электрического тока на организм человека мы рассказывали в нашей статье: https://www.asutpp.ru/dejstvie-elektricheskogo-toka-na-organizm-cheloveka.html.
Исход поражения электротоком
Поскольку ситуации разные, то и эффект от удара током тоже разный. Сильные удары электрическим током вызывают нарушения кровообращения и дыхания. Тяжелые случаи характеризуются фибрилляцией сердца: Сердечные мышцы сокращаются хаотично. Это происходит потому, что сердце перестает нормально работать, поэтому в такой ситуации требуется немедленное медицинское вмешательство.
Электрические разряды часто достигают 1 000 В. Ожоги возникают, когда ток превышает 1 А. Наиболее распространенной причиной является несоблюдение правил техники безопасности. Элемент, через который проходит ток, находится близко к телу человека, в результате чего возникает искровой разряд, вызывающий ожоги различной степени. При случайном искровом разряде ток при контакте с телом нагревает ткани до 60 градусов Цельсия. Белок начинает свертываться, и на пораженном участке возникает ожог. Электрические ожоги опасны тем, что их трудно лечить.
Удар электротоком может иметь различные последствия
Опасные величины тока
Электротравма имеет множество различных форм и зависит от трех факторов:
- Какова частота: постоянный или переменный;
- Сила;
- В каком направлении движется, проходя через тело.
Электричество также различают в зависимости от того, как оно влияет на здоровье человека:
- Ощутимый – только раздражает кожу. Безопасная величина – не более 0.6 милиампер;
- Неотпускающий – переменный с периодическими импульсами, из-за которых человек «прилипает» к источнику электричества. Случается, если сила тока превышает 0.025 ампер;
- Фибрилляционный – из-за него вызывается фибрилляция внутренних органов, в первую очередь, сердца. Если сила электричества превышает 0.1 ампер, орган может остановиться.
Существует два различных типа поражения электрическим током. Человеческое тело сопротивляется электричеству. Сила удара зависит от многих факторов: здоровья пострадавшего в момент удара, его психического состояния и даже качества обуви. Значения сопротивления используются для определения напряжения, опасного для человеческого тела.
Следующие значения напряжения являются опасными с точки зрения безопасности:
- 65 вольт – жилые помещения и общественные здания, которые отапливаются и имеют внутреннюю влажность до 60%;
- 36 вольт – помещения с повышенным уровнем влажности (до 75%). Это подвальные помещения, кухни и так далее;
- 12 вольт – очень влажные пространства (100%): бассейн, баня, прачечная, котельная и так далее.
Обратите внимание! Частота электрического тока также играет определенную роль. Значение от 50 до 60 Герц считается опасным для человека.
Опасность переменного и постоянного тока
Известно, что существует как постоянный, так и переменный ток, но не все понимают разницу между ними и не знают, какой из двух видов оказывает более серьезное воздействие на организм. На вопрос, какой ток опаснее, ответ — переменный.
Причина в том, что постоянный ток должен быть в три раза сильнее переменного, чтобы быть смертельным для здоровья человека. AC быстрее и сильнее, что оказывает большее воздействие на нервные окончания и мышечную ткань (особенно сердечную). Электрическое сопротивление человека перекрывает мощность постоянного тока (не более 50 миллиампер), а для переменного тока предел снижается до 10 миллиампер. Когда электрическое напряжение достигает 500 вольт, оба вида тока оказывают одинаково вредное воздействие. Если значение увеличивается, то в данной ситуации постоянный ток более опасен.
Биологическое воздействие электричества напрямую зависит от интенсивности, с которой организм подвергается его воздействию, и это является важным фактором, вызывающим фибрилляцию желудочков сердца. Смертельным электрическим током для человека является длительный контакт с электрическими проводниками силой 0,25-80 мА. Это приводит к спазму дыхательных мышц и последующему острому удушью.
Электричество распространяется по телу только в том случае, если есть точка входа и выхода тока. Это означает, что необходимо одновременно касаться двух электродов. Это биполярное соединение или контакт с одним электродом. Если часть тела заземлена, это называется однополярным соединением. Существует также частичная интеграция, когда человек, изолированный от земли, касается полюсов, принадлежащих разным полюсам. В этом случае он протекает через ту часть руки, которая обычно не представляет опасного тока. При наличии высокого напряжения электрический ток может протекать даже при отсутствии прямого контакта с проводником, т.е. на расстоянии через дугу, которая образуется при приближении. Ионизация воздуха является причиной контакта человека с оборудованием или кабелями под напряжением. Электрические токи опасны для людей, особенно в сырую погоду, поскольку электропроводность воздуха увеличивается. При очень высоком напряжении дуга может достигать длины до 35 см.
Электрический ток опасен для человеческого организма, поэтому необходимо соблюдать основные меры предосторожности. Электрический ток может быть постоянным или переменным и влияет на всех по-разному. Работа с электрооборудованием безопасна, если вы соблюдаете все правила и используете средства защиты.
Чем опасен постоянный ток
Постоянный электрический ток течет от одного полюса цепи к другому без изменения направления. Классическим примером этого в электротехнике является снабжение потребителей электроэнергией от аккумуляторов.
Он считается менее опасным, поскольку при возбуждении вызывает спазм. Спазм проходит при снятии напряжения, что снижает вероятность критических последствий для здоровья.
Однако он безопасен только при низких напряжениях постоянного тока. Чем выше уровень напряжения, тем выше риск. При напряжении выше 500 В постоянный ток может быть более опасным, чем переменный.
Особенностью воздействия высоких напряжений является более сильный эффект отскока по сравнению с переменным напряжением. Это может привести к падениям и травмам с серьезными последствиями для здоровья и даже к смерти.
Какой ток опаснее и в чем состоит главный риск для человека
Наиболее опасной для человека формой электричества является переменный ток. Это заболевание часто приводит к летальному исходу, поскольку может вызвать фибрилляцию желудочков сердца.
Но и прямое электричество нельзя считать безопасным. Последствия воздействия могут быть не менее серьезными, включая тяжелые электрические и механические травмы, если пострадавшего отбросило. Важным отличием является то, что высокие потенциалы — выше 500 В — представляют серьезную опасность. Обычно люди не испытывают таких напряжений дома. Однако он довольно часто встречается на промышленных предприятиях.
Следует помнить, что электрическое напряжение, как правило, безвредно для человека. Опасность представляет ток, возникающий при таком напряжении. Значение этого параметра определяет степень опасности. Например, переменный ток до 10 миллиампер считается безопасным.
Серьезную опасность могут представлять постоянные токи с силой тока более 50 мА. Смертельная величина переменного тока составляет 90-100 мА. Постоянный ток также считается смертельным для человека при таких уровнях.
Опасная для жизни человека сила тока
Электричество может оказывать различное воздействие. Если электрический ток слабый, он может быть совершенно незаметен или вызывать лишь легкий дискомфорт. Если значение находится в диапазоне ампер, действие тока опасно для жизни. Воздействие двух видов тока с разной силой тока можно оценить по таблице:
| Значение силы тока, мА (миллиампер) | Характер действия электротока | |
| Постоянный | Переменный | |
| 0,6-1,5 мА | не проявляется | слабый зуд и покалывания |
| 2-3 мА | не проявляется | появляются небольшие судороги |
| 5-7 мА | возникает минимальная гипертермия кожи и легкое покалывание | усиливаются судороги, появляются болезненные ощущения |
| 8-10 мА | становятся более интенсивными покалывания и гипертермия | боль усиливается, пострадавший еще в состоянии освободиться от действия тока своими силами |
| 20-25 мА | помимо усиливающейся гипертермии и покалываний, появляются небольшие судороги | затрудняется дыхание, наступает паралич конечностей, пострадавший не имеет возможности освободиться своими силами |
| 50-80 мА | сильная гипертермия кожи, судорожные сокращения мышц, затрудненное дыхание | появляется аритмия, наступает паралич дыхательной мускулатуры |
| 90-100 мА | наступает паралич дыхательных мышц, способный привести к смерти | Смертельная сила тока. На 3 секунде действия развивается фибрилляция сердечных желудочков, наступает остановка дыхания, спасение возможно только при экстренной реанимации |
Из таблицы ясно видно, что переменный ток наиболее опасен для человека.
Какой ток опаснее: постоянный или переменный
После понимания основ нам необходимо определить, какой ток более опасен для жизни — постоянный или переменный. Ответ на этот вопрос прост: переменный ток более опасен, чем постоянный. И в этом причина:
Читайте также: Молниезащита плоских крыш.
- одинаковый эффект обоих типов тока может быть только в том случае, когда мощность постоянного превысит переменный в 4 раза;
- причиной летального исхода становится фибрилляция желудочков, риск получений которой значительно выше, когда на организм воздействует переменный ток;
- существует правило: если частота меньше, то сопротивление выше, однако для переменного, минимальное значение частоты которого почти что всегда достигает 50 Гц, сопротивление низкое.
Избежать таких последствий можно не только соблюдая правила техники безопасности, но и соблюдая правила устройства электроустановок.
Из-за чего опасный тот или иной ток
Тяжесть травмы человеческого тела зависит от многих факторов:
- Силы тока и напряжения;
- Продолжительности воздействия;
- Типа тока и частоты;
- Сопротивления человеческого тела — величины непостоянной, зависящей от множества факторов.
Различные травмы, вызванные ударом током, обусловлены типом движения частиц: переменный ток приводит к хаотичным спазмам внутренних органов, постоянный ток — к нагреванию, ожогам и разрушению тканей тела.
Сила тока и напряжение
Важным параметром, определяющим риск получения травмы, является сила тока. Переменный ток 10-15 мА и более считается опасным, а постоянный ток 50-80 мА — опасным.
Вам может быть интересно, сколько ватт составляет 1 кВ.
Для человека переменный ток опаснее постоянного тока при напряжениях, с которыми он чаще всего сталкивается в повседневной жизни. Удар постоянным током происходит при напряжении 120 В; для переменного тока аналогичный удар происходит при U=42 В.
При высоком напряжении (500 В и выше) постоянный ток так же опасен для организма, как и переменный. При более высоких значениях U он становится еще более опасным для человека.
Измерение с помощью амперметра
Длительность поражающего воздействия
С увеличением времени воздействия кожа в месте контакта разрушается, уменьшая сопротивление человеческого тела и увеличивая силу тока, проходящего через тело. Повышенное потоотделение в этом месте может снизить сопротивление в десять раз. Длительный контакт с электричеством приводит к накоплению негативных эффектов в тканях организма.
Сопротивление человеческого тела
Закон физики гласит, что чем больше сопротивление, тем меньше ток в цепи. Состояние кожи во многом определяет общую сопротивляемость организма человека (до 90 %). Неповрежденная, сухая, грубая кожа обладает диэлектрическими свойствами. Удельное сопротивление человеческого тела в этом случае составляет 40 000-100 000 Ом.
Причины пониженной сопротивляемости человеческого организма
Значение не является постоянным. Она зависит от площади воздействия и плотности контакта, продолжительности прохождения тока через тело. Толщина кожи имеет большое значение — у женщин и детей кожа тоньше и подвержена большему воздействию.
Причины пониженной устойчивости:
- Высокая температура, потоотделение;
- Повреждения эпидермиса;
- Повышенная влажность в помещении.
Это важно: люди, находящиеся под воздействием алкоголя, особенно подвержены риску поражения электрическим током из-за резкого падения сопротивления.
Тип тока и частота
Число колебаний полюсов в электросети называется частотой. В России и СНГ принято стандартное значение 50 Гц, что означает, что направление переменного тока меняется 50 раз в секунду. Эта единица измерения не имеет ничего общего с постоянным током; электроны движутся в одном направлении.
Читайте также: Рабочие формы для электриков: выбор, требования, стандарты
Информация! Наибольший риск возникает при неисправностях с частотой от 50 до 500 Гц.
Какой ток опасней для жизни человека
Переменный ток гораздо чаще используется в промышленности и в частных домах. Он используется уже давно, и мало кто знает, что Никола Тесла и Томас Эдисон развязали в 19 веке настоящую «электрическую войну», исход которой определил дальнейший ход промышленного развития.
Линия электропередач
Одним из аргументов Эдисона в пользу постоянного тока было то, что он менее опасен для человека, чем переменный ток. При тех же условиях (до 500 В) действие переменного тока на организм в 2-4 раза сильнее.
В конце концов, идея переменного тока возобладала. Его гораздо легче передавать на большие расстояния с меньшими потерями, он легко преобразуется и больше подходит для работы электродвигателей.
Воздействие электричества на организм человека:
- Термическое (до 60%) — нагрев кожи и внутренних тканей вплоть до ожогов;
- Электролитическое — разложение и нарушение физико-химического состава органических жидкостей (крови, лимфы);
- Механическое — расслоение и разрыв внутренних органов под воздействием электродинамического удара;
- Биологическое — судорожные сокращения мышечной и нервной ткани.
Предупреждение. Потеря сознания и нарушение работы сердца и легких происходит, когда частота электрического тока и сердце бьются одновременно.
Переменный
Электрический ток, сила и направление которого изменяются с течением времени. Электронный ток непрерывно колеблется с определенной частотой.
Синусоидальное движение электронов
Почему переменный ток более опасен для жизни человека, чем постоянный ток
- В силу своей природы вызывает возбуждение нервной системы, сокращение и расслабление мышц, что повышает вероятность фибрилляции предсердий, приводящей к остановке сердца;
- Частота проходящего импульса снижает сопротивление человеческого тела;
- Электропроводник с переменным током обладает высокой силой притяжения.
Возможно, вас заинтересуют свойства индукционной катушки
Обратите внимание. Максимальное значение переменного тока, не вызывающее травм и серьезных последствий, составляет 1,2 мА.
Постоянный
Электрический ток — это движение заряженных частиц от отрицательных к положительным, полярность и напряжение которых постоянны. Поток электронов является линейным и не колеблется. Тяжесть повреждения прямо пропорциональна приложенному напряжению.
Генератор постоянного тока
Причины, по которым постоянный ток менее опасен, чем переменный
- Вызывает спазм мускулатуры, но не приводит к нарушениям сердечных сокращений;
- Сопротивление человеческого тела выше при частоте колебаний электронов равной нулю;
- Одиночный удар позволяет быстрее прекратить прямой контакт с электропроводником, отбрасывает человека, уменьшая длительность воздействия поражающих факторов на организм.
Предупреждение. Верхний предел безопасного воздействия постоянного тока гораздо выше — 7 мА.
Сравните воздействие на организм переменного и постоянного тока, чтобы определить, какой ток опаснее.
Как воздействует ток и напряжение на человеческий организм
Чтобы понять, чего бояться — тока или напряжения, нужно знать, что и как на вас влияет. Подробнее об этом ниже.
Из электротехники вы можете помнить, что человеческое тело представляет собой раствор солей и других органических веществ в воде. Было установлено, что электрический ток, вступающий в контакт с телом, вызывает соответствующий шок. Это связано с тем, что электричество также «любит» воду.
Если сила тока проникает в тело, то велика вероятность того, что человек получит травмы различного характера:
- Термическое. Произойдет нагревание всех частей организма, через которые будет проходить электричество. В результате есть риск получить внешние и внутренние ожоги, не совместимые с жизнью.
- Электролитическое. Происходят химические реакции в крови и других жидкостях человеческого организма, что тоже способно вызвать мгновенный летальный исход. Такое вмешательство не дает организму нормально функционировать.
- Биологическое. В этом случае происходит раздражение нервных окончаний кожи и других органов, имеющих их.
- Механическое. Не менее опасно, чем другие. В результате такого воздействия происходят разрывы мягких тканей и внутренних органов. Возможны даже переломы костей в суставах и связок.
Электротравмы, полученные человеком, можно разделить на три группы:
- общие. Вследствие них возникает полное поражение тела человека под воздействием электрического тока;
- местные. Остаются пораженными только те места, через которые проходил ток (обычно их фиксируют в виде разрывов или ожогов);
- ожоги глаз. Происходят при воздействии электрической дуги, возникшей вследствие ультрафиолетового излучения.
Осторожно. Все перечисленные электротравмы могут быть несовместимы с жизнью, поэтому не стоит полагать, что все они безопасны в природе.
Степень поражения и от чего она зависит
Часто возникает вопрос о том, какой ток и напряжение считается опасным. Это зависит от ряда факторов, но именно электрическое сопротивление кожи требует особого внимания. Например, если на поверхности нет влаги и она абсолютно сухая, сопротивление при приложенном напряжении 5-10 В составляет около 100 кОм.
Если кожа влажная или имеет даже небольшое количество влаги, значение падает до 1 кОм. Следовательно, нынешний нагон воды будет во много раз сильнее, а ущерб будет очень серьезным. Сопротивление внутренних органов, независимо от состояния кожи, составляет от 0,5 до 1 кОм. Плохое здоровье также негативно сказывается на сопротивляемости человеческого организма.
Чем меньше сопротивление, тем больше воздействие электричества. Текущий ущерб также увеличивается при длительном воздействии и плохом состоянии здоровья: сюда входят сердечно-сосудистые, циркуляторные и респираторные заболевания.
Степень повреждения может также зависеть от пути прохождения электрического тока через тело. Самыми опасными считаются: Рука-нога и рука-рука. В этих случаях он проникает в грудную клетку и тем самым поражает расположенные там органы.
Это важно: чем выше значение тока и напряжения, тем быстрее ток будет уходить по своему пути. Например, 65 В — 1 секунда, 220 — 0,1 секунда.
Если человек находится под воздействием тока в течение длительного времени, существует высокий риск развития фибрилляции желудочков и остановки сердца. В этих случаях сердечно-легочная реанимация — единственный способ выжить. Однако важно помнить, что сначала необходимо отстранить человека от электричества и только потом принимать меры по спасению.
Как ощущается ток человеком
Человеческое тело может ощущать воздействие электричества по-разному. Все зависит от силы. Есть:
- 1-10 мА. Данный ток не ощущается человеком. Он самостоятельно сможет отпустить токоведущий предмет без угрозы для здоровья и жизни;
- 15-50 мА. Ток такой силы будет раздражительно воздействовать на мышцы и вызывать болезненные ощущения. Самостоятельно отпустить проводник будет проблематично.
- 50-100 мА. Такая сила тока затрагивает сердечную мышцу, соответственно несет опасность для жизни. Обводиться самостоятельно от электричества невозможно;
- 100-200 мА. Воздействие такого тока крайне опасно. Он наносит не только критический вред здоровью, но и вероятно приведет к летальному исходу.
