2018-02-14
521
Действие электрического тока на организм
Человека
Методические указания к выполнению лабораторной
работы по дисциплине "Безопасность жизнедеятельности" для
студентов всех специальностей и форм обучения АлтГТУ
Барнаул 2002
УДК 621. 316.9.658.382.
Стуров Д.С. Действие электрического тока на организм человека: Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине "Безопасность жизнедеятельности" для студентов всех форм обучения. /Алт.Гос. Тех. ун-т им. И.И. Ползунова.-Барнаул.
Издательство АлтГТУ, 2002 – 16с
В работе исследуется действие электротока на организм человека и опытным путем определяется зависимость сопротивления тела человека от различных факторов окружающей среды. Эксперименты проводятся на специальном стенде, разработанном и изготовленном кафедрой электроснабжения сельского хозяйства АГТУ по техническому заданию кафедры БЖД. В методических указаниях приводятся необходимые сведения по электробезопасности, пояснения, рисунки, указан также объем задания, содержание отчета, контрольные вопросы и литература.
|
|
|
Рассмотрены и одобрены на заседании ка-
федры "Безопасность жизнедеятельности"
Цель работы - ознакомить студентов с действием электрического тока на организм человека и уяснить влияние различных факторов на степень тяжести поражения электротоком.
План проведения работы:
1. Ознакомиться с содержанием методических указаний.
2. Получить вариант задания у преподавателя или выбрать его самостоятельно, но обязательно согласовав с руководителем.
3. Произвести измерения по выбранному варианту.
4. Уяснить контрольные вопросы.
5. Оформить отчет и защитить его у преподавателя.
Общие сведения
Особенности действия электротока на живую ткань человека и животных.
Электроток один из наиболее опасных факторов производственного риска для живых организмов. Опасность обуславливается его специфическими свойствами:
а - электрический ток не имеет цвета, запаха, звука и т.п., поэтому наличие или отсутствие тока, его сила и напряжение внешне не воспринимаются органами чувств человека;
б - очень высокий уровень электротравматизма со смертельным исходом - до 85%;
в - кратковременное воздействие электротока бытовой сети (более 0,5 сек) приводит к тяжелым непоправимым последствиям.
В отличие от других опасных и вредных факторов действие электротока на живую ткань носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электроток производит одновременно три действия: термическое электролитическое и биологическое.
|
|
|
Термическое действие проявляется в нагреве тканей, вплоть до ожогов отдельных участков тела в местах контакта с проводником, перегрева крови и других жидкостных тканей организма, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства.
Электролитическое действие вызывает разложение крови и других органических жидкостей, что приводит к нарушению их физико-химического состава.
Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что может сопровождаться непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц сердца и легких. При этом может наступить паралич деятельности сердца и легких, а также их остановку.
Раздражающее действие электротока на ткани организма может быть прямым, когда он проходит непосредственно по этим тканям, и рефлекторным, т.е. через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих тканей организма.
Выше указанные три действия электротока приводят к двум видам электротравматизма:
а - местные травмы;
б - общие травмы.
Местные электротравмы - это:
1.Электрические ожоги от контакта с проводником или от действия электрической (вольтовой) дуги;
2. Электрические знаки - места входа и выхода электрического тока на теле человека;
3. Металлизация кожи - проникновение под кожу частиц металла проводника под действием электородуги;
4.Электроофтальмия - воспаление глаз от действия ультрафиолетовых лучей электродуги (например, при сварке металлов, попадание в поле зрения сварочного "зайчика" - электродуги)
5.Механические повреждения от падения при действии электрического тока, или разрывы тканей, сухожилий, переломы костей при сильных судорожных сокращениях мышц.
Общие электротравмы или электрические удары - это возбуждение живых тканей, пораженных электротоком, сопровождающиеся непроизвольными судорогами, а также последствия электролитического и термического действия электрического тока в организме.
Различают четыре степени электроударов (общих электротравм):
1 - Судорожные сокращения мышц без потери сознания;
2 - Судороги с потерей сознания, но сердце и легкие еще работают;
3 - Потеря сознания с остановкой сердца или легких (т.е. остановка кровообращения или дыхания);
4 - Отсутствие признаков жизни - клиническая смерть, т.е. отсутствуют сознание, кровообращение (нет пульса) и дыхание.
Если не оказать срочную помощь пострадавшему, то через 7-8 минут наступит биологическая (истинная) смерть, и тогда уже никакая медицина не поможет.
При клинической смерти от недостатка кислорода в организме человека первыми отмирают клетки головного мозга и следовательно, разрушается центральная нервная система - основа жизни организма.
Основные факторы, влияющие на тяжесть (исход) поражения
Электротоком
1.2.1. При поражении человека электрическим током основным поражающим фактором является величина электрического тока, проходящая через его тело. Вместе с этим большое влияние оказывают длительность действия, частота и род электрического тока, и другие факторы.
Человек начинает ощущать переменный ток величиной 0,6 - 1,5 мА. Эта величина называется - пороговый ощутимый ток.
Переменный ток величиной 10-15 мА вызывает болезненные ощущения и появление судорог. При этом человек без посторонней помощи не в состоянии освободиться от действия электрического тока. Эта величина называется - пороговый не отпускающий ток.
При электрическом токе 25–50 мА возможна остановка дыхания, а при длительном воздействии (несколько минут) может наступить смерть.
Ток величиной 50–80 мА вызывает фибриляцию (дрожание) и остановку сердца через 1–3 сек.
|
|
|
1.2.2. Длительность прохождения электрического тока через тело человека существенно влияет на исход поражения:
– чем продолжительнее действие, тем большая вероятность тяжелого или даже смертельного исхода.
1.2.3. Путь прохождения электрического тока по телу человека имеет важное значение в исходе поражения. Так, если на пути тока оказываются жизненно важные органы – сердце, легкие, головной мозг, то вероятность тяжелого исхода весьма велика, поскольку ток будет воздействовать на эти органы. Наиболее опасными считаются пути прохождения тока – от руки к руке, рука – голова, ноги – голова.
1.2.4. Род и частота электрического тока, проходящего через тело человека, оказывает большое влияние на исход поражения:
– постоянный ток в 4 –5 раз менее опасен переменного тока;
– наиболее опасен переменный ток частотой 20 – 100 Гц;
– токи высокой частоты (ƒ > 2000 Гц) не оказывают раздражающего действия, но очень опасны сильными ожогами при контакте с проводником.
Электрическое сопротивление тела человека
Тело человека является проводником электрического тока. Различные ткани тела оказывают току разное сопротивление: например,
– кожа, кости, жировая ткань – большое, а мышечная ткань, кровь и спинномозговая жидкость – малое сопротивление.
Так при промышленной частоте электрического тока в 50 Гц удельное объемное сопротивление составляет, Ом
– кожа сухая – 3 ·103 ÷2 · 104
– кости – 104 ÷ 2 · 106
– жировая ткань – 30 ÷ 60
– мышечная ткань – 1,5 ÷ 3,0
– кровь – 1,0 ÷ 2,0
– спинномозговая ткань – 0,5 ÷ 0,6
Из этих данных следует, что по сравнению с другими тканями организма, кожа обладает большим удельным сопротивлением, которое является главным защитным фактором человека при решении некоторых вопросов электробезопасности.
В качестве среднестатистической расчетной величины сопротивление тела человека принято равным во всех странах - 1000 Ом.
Сопротивление тела схематически (рис.1) состоит из последовательно включенных двух сопротивлений: наружного слоя кожи (эпидермиса) и внутренних тканей, включая внутренние слои кожи (дерму).
|
|
|
Рис. 1 Схема измерения (а) и эквивалентная электросхема (б) сопротивления тела человека:
1 – электроды; 2,3 - наружный и внутренний слои кожи; 4 - внутренние ткани организма; Rн, Rв – наружное и внутреннее сопротивление тела человека; Сн – емкость образовавшегося конденсатора (1,4 – обкладки, 2– диэлектрик).
На основании этой схемы полное сопротивление тела человека Ź ч определяется выражением: 
, (1)
где Rн, Rв – наружное и внутреннее сопротивление тела;
Сн – емкость конденсатора;
δ – толщина стенок конденсатора
ω=2πƒ – круговая частота тока
