Co wciąż bije: prąd czy napięcie?
We wczesnym wieku wielu z nas było przekonanych z własnego doświadczenia lub nauczyło się od naocznych świadków, że jeśli podłączysz żelazko do gniazdka elektrycznego i spróbujesz przeciąć przewód zasilający, na pewno doświadczysz bolesnego ciosu. Tak więc prąd elektryczny działa na ciało. W szkole piszą nad gniazdami: „220 V, to będzie niebezpieczne, zabije!”. Na podstacjach, w kabinach transformatorowych i innych instalacjach wysokiego napięcia umieszczane są znaki ostrzegawcze: „Zagrożenie życia, wysokie napięcie!”. Czym więc jest niebezpieczeństwo dla ludzi i dlaczego? Co uderza: prąd lub napięcie? Na początek zrozumiemy te pojęcia.
Warunki napięcia
Każda substancja składa się z atomów o dodatnim jądrze i ujemnie naładowanych elektronach.
Jeśli pod wpływem sił zewnętrznych pewna liczba elektronów zostanie zabrana z atomów, wówczas powstałe pole dodatnie będzie miało tendencję do zwracania nowych cząstek ujemnych na swoje miejsce.
Jeśli elektrony nie zostaną zabrane, ale dodane, pole będzie miało ładunek ujemny. Stwarza to pozytywne i negatywne potencjały. W interakcji między nimi występuje siła przyciągania. Im większa różnica potencjałów, tym silniejsze jest pole i powstaje wysokie napięcie.
Jak powstaje prąd
Jeśli za pomocą przewodnika połączymy potencjały przeciwnych ładunków, wówczas nastąpi ukierunkowany ruch naładowanych cząstek tzw Elektrycznośćdążenie do wyeliminowania potencjalnej różnicy.
To ruch kierunkowy naładowanych cząstek sprawia, że nasze urządzenia elektryczne wykonują użyteczne działanie: świecić, myć, ogrzewać, wiercić i tak dalej. Im większa różnica potencjałów, tym wyższa siła prądu. Jeśli obwód zostanie otwarty, prąd nie będzie płynął, bez względu na to, jak wysokie byłoby napięcie.
Wpływ na ciało
Ciało ludzkie, będąc przewodnikiem, może zwierać obwód elektryczny. Następnie przez ciało przepłynie prąd, którego siłę określa wzór:
I = U / R, gdzie:
- U jest wielkością napięcia przyłożonego do osoby;
- R jest oporem ciała.
W tym momencie ciało jest uszkodzone.
Tabela pokazuje, który prąd jest uważany za niebezpieczny dla ludzi:
- 15 mA, wartość nie zwalniająca, samoczynne zwolnienie nie jest możliwe;
- 50 mA prowadzi do migotania serca, zatrzymania oddechu, śmierci;
- 200 mA powoduje poważne oparzenia niezgodne z życiem.
Wstrząs występuje przy napięciu do 1000 woltów. Powyżej tej wartości zmiana przyjmuje postać oparzeń.
Nawet bez bezpośredniego kontaktu ze sprzętem wysokiego napięcia może dojść do poważnych obrażeń ciała. Tak więc, przebywając w niebezpiecznie blisko instalacji wysokiego napięcia, między ciałem a częściami przewodzącymi łuk elektrycznyw towarzystwie:
- jasny błysk niebezpieczny dla wzroku;
- natychmiastowe ogrzewanie powietrza do 10 000–15 000 stopni Celsjusza;
- topienie i odparowywanie metali, tworzenie aerozoli.
Konsekwencje wyładowania łukowego powodują obrażenia osób, które są niezgodne z życiem.
Do działania automatyki ochronnej wymagany jest skąpy czas. Ale kiedy pojawia się łuk, uwalniana jest ogromna ilość energii, która zabija osobę w tak krótkim czasie.
Czynniki wpływające na stopień uszkodzenia
Wstrząs DC jest niebezpieczny. Ale możesz pozbyć się jego efektów bez pomocy osób postronnych przy wartościach od 20 do 25 mA.
Niebezpieczne skutki dla prądu przemiennego o częstotliwości 50–500 Hz. Osoba może samodzielnie pozbyć się swojego wpływu tylko przy bardzo niskich wartościach, od 9 do 10 mA.
Jaka siła prądu w obwodzie zależy od napięcia w tym obwodzie i rezystancji wszystkich jego elementów, w tym rezystancji ludzkiego ciała. Sucha skóra ma wyższą oporność wynoszącą około 100 000 omów. Wilgotny - tylko około 1000 omów. Odporność narządów wewnętrznych mieści się w zakresie 500-1000 omów.
Jeśli napięcie przyłożone do ciała wzrośnie, opór ciała spadnie nieproporcjonalnie. To samo dzieje się ze wzrostem czasu trwania narażenia na elektryczność, a także ze złym stanem fizycznym i psychicznym osoby.
Wykres pokazuje, że jeśli napięcie wzrośnie od 0 do 140 woltów, rezystancja ciała spadnie z 10 000 do 800 omów. Ta nieliniowa zależność znajduje odzwierciedlenie w pierwszej krzywej. Druga krzywa pokazuje, że prąd przepływający przez ciało ludzkie rośnie wraz ze wzrostem napięcia.
Jak silny będzie porażenie prądem, zależy od czasu wystawienia go na działanie ciała. Jeśli efekt trwa kilka sekund, odpowiednio zmniejsza się opór ciała, prąd wzrasta, co prowadzi do poważnych konsekwencji. Jeśli czas ekspozycji jest krótszy niż jedna dziesiąta sekundy, prawdopodobieństwo migotania serca jest zmniejszone, a prawdopodobieństwo uratowania życia wzrasta.
Z tabeli wynika, że dla pozytywnego wyniku czas ekspozycji 65 mA przy obliczonym 65 V nie powinien przekraczać 1 sekundy.
Powtarzam, że w tabeli prądów znamionowych dla różnych napięć rezystancji ciała przyjmuje się ją jako 1000 Ω, w rzeczywistości nie można przewidzieć wielkości prądu, ponieważ rezystancja ciała zależy od wielu czynników.
Mechanizm działania elektryczności na ludzkie ciało jest złożony. Stało się tak, gdy w instalacjach wysokiego napięcia krótki cios kilku amperów nie doprowadził do śmierci. Natomiast napięcie 12–36 V i prąd kilku miliamperów były śmiertelne dla ludzi. Powodem jest uszkodzenie spowodowane dotknięciem przewodników najbardziej wrażliwej części ciała: szyi, policzka, ramienia, tylnej części dłoni.
Wniosek
Co więc zabija: prąd czy napięcie?
Ponieważ prąd elektryczny jest uporządkowanym ruchem naładowanych cząstek, a napięcie jest jedną z cech pola elektrycznego, pod wpływem którego ten ruch występuje, możemy założyć, że napięcie jest pierwotne.
Ale zabija prąd elektryczny, ponieważ to on przepływa przez ciało osoby, ale nie może przepływać przez ciało, jeśli napięcie jest zbyt niskie.
Okazuje się, że kalambur - zabija prąd, ale bez napięcia prąd nie płynie. Uważaj, nie sprawdzaj prawdziwości napisu „wysokie napięcie”. A potem nie boisz się żadnego ciosu, w tym elektrycznego.
Zalecamy również obejrzenie filmu, w którym autor wyraźnie ilustruje temat tego artykułu:
Powiązane materiały:
Ładowanie...
