Какой ток опасен для человека

Опасность тока и напряжения: есть ли разница

Делая сравнительную характеристику вопроса, что опаснее ток или напряжение, можно смело ответить, что все зависит от сопротивления, которое создается телом человека, контактирующим с электрическим током. Чтобы понять, как работают две разные величины предлагаем изучить эту статью до конца. Возможно, вы найдете ответы на вопросы, которые так долго искали.

Ток и напряжение: отличительные качества

Электрическая энергия — это целый комплекс значений и показателей. При этом напряжение — это характеристика потенциальной энергии, которая максимально может достичь объекта. В то же время ток — это само воздействие на объект, которое возникает между точками схемы.

Рассмотрим на примере принцип существования электроэнергии. Известно, что любое вещество содержит в себе миллиарды атомов. Отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг ядра (положительно заряженного). Близкого взаимодействия частиц при этом не происходит. Но как только на них начинает свое взаимодействие электромагнитное поле, частицы вокруг ядра начнут движение. За счет этого образуется заряд определенной силы. Он связывает частицы. Его и принято называть током.

Характер тока и напряжения

Так как ток и напряжение — взаимосвязанные между собой понятия, то их объединение можно условно поделить на три группы по характеру:

• Постоянный. В данном случае нет зависимости есть нагрузка или нет нагрузки, ток и напряжение будут носить постоянный характер, не меняясь при контакте с чем-либо. Обычной такое электричество можно встретить в источниках, отличающихся неограниченной мощностью.
• Изменчивый от нагрузки. Данный ток является составляющей источников, у которых предусмотрена ограниченная мощность. Напряжение будет снижаться в случае замыкания электрической цепи.
• Временный. Если подключается нагрузка к источнику питания, то весь заряд полностью рассеиваться спустя небольшой промежуток времени. Такое обычно происходит с конденсаторами.

Очевидно, что электрический ток не имеет возможности протекать через цепи, если на ней не зафиксирована нагрузка.

Как воздействует ток и напряжение на человеческий организм

Чтобы понимать, чего все-таки следует бояться: электрического тока или напряжения, нужно знать, что и как воздействует на человека. Об этом ниже.

Из электротехники можно вспомнить, что тело человека является раствором солей и прочих органических веществ в воде. Получается, если ток начнет контакт с телом, то соответственно, тело получит удар. Так как электричество тоже «любит» воду.

Получается, если сила тока пройдет через весь организм, то с высокой вероятностью 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, которые получил человек 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.

На заметку! Все перечисленные электротравмы могут быть несовместимы с жизнью, поэтому не стоит полагать, что какая-либо по характеру может быть безопасной.

Степень поражения и от чего она зависит

Часто задают вопрос, какой ток и напряжение считаются опасными. Это зависит от различных факторов, но особое внимание заслуживает именно электрическое сопротивление кожи. Например, если на поверхности нет влаги, она абсолютно сухая, то сопротивление составит около 100 кОм, при воздействующем напряжении 5-10 В.

На тот случай, если кожа мокрая или имеет даже незначительный процент влажности, тогда падает до 1 кОм. Соответственно удар тока будет в разы сильнее и поражения будут весьма серьезные. Сопротивление внутренних органов независимо от состояния кожных покровов будут составлять от 0,5 до 1 кОм. Также негативно влияют на способность к сопротивлению человеческого тела плохое самочувствие.

Чем ниже сопротивление, тем выше воздействие на него электричества. Также ущерб от тока увеличивается при его длительном воздействии на человека и плохом состоянии здоровья: сюда относят сердечно-сосудистые заболевания, болезни кровеносной и дыхательной системы.

Степень поражения еще может зависеть от того, какой путь имел электрический ток при прохождении через организм. Самыми опасными считаются: рука-ноги и рука-рука. В таких случаях, он проходит через грудную клетку, соответственно затрагивает органы, которые находятся в ней.

Важно! Чем выше сила тока и величина напряжения, тем быстрее он будет протекать по своему пути. Например, 65В —1 секунда; 220 — 0,1 секунда.

В случае, если человек находится под длительным воздействием тока, то велика вероятность возникновении фибрилляции желудочков сердца, как следствие — его остановка. В таких случаях спасти может только искусственное дыхание. Но важно помнить, что прежде нужно освободить человека от тока, а только потом принимать меры по спасению.

Как ощущается ток человеком

Человеческий организм может ощущать воздействие на него электрического тока по-разному. Все зависит от его силы. Бывают:

• 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.

Заключение

В результате можно сделать вывод, что ток не опаснее напряжения, а напряжение не опаснее тока. Обе составляющие взаимосвязаны и воздействуют на организм комплексно. Поэтому отдельная величина, независимо от ее интенсивности, оказывать влияние на человеческий организм никак не может.

Что убивает ток или напряжение: какое электричество смертельно для человека

Электричество несет в себе опасности, это знают практически все. Чтобы избежать поражения электрическим током, надо понимать сущность воздействия, которое вызывает напряжение, приложенное к человеческому организму.

Термины ток и напряжение

Чтобы понять природу опасности электричества, сначала стоит разобраться с базовыми электротехническими понятиями и уяснить разницу между током и напряжением.

Напряжение представляет собой разность потенциалов. Упрощенно говоря, это разность между наличием зарядов в двух точках электрической цепи. Чем больше в одной точке носителей зарядов относительно другой точки, тем больше разность потенциалов (тем выше напряжение, которое измеряется в вольтах).

За уровень с нулевым потенциалом обычно принимают поверхность Земли.

Можно привести аналогию с сосудами с водой. Пусть есть два сосуда, один поднят относительно другого (или относительно земли) на определенную высоту. Можно провести аналогию между разностью высот (точнее, разностью потенциальной энергии воды) и разностью потенциалов.

Аналогия разности высот и разности потенциалов

Теперь можно соединить сосуды трубкой (или опустить трубку из сосуда до земли). Вода потечет из верхнего сосуда, производя какое-то воздействие (шум, разбрызгивание, размывание земли) в соответствии со своей кинетической энергией, которая зависит:

• от разности высот (аналогия с напряжением);
• от сечения трубки (аналогия с электрическим сопротивлением).

Кинетическую энергию потока воды можно сравнить с величиной электрического тока (он измеряется в амперах) и провести воздействие водяного потока с воздействием тока (нагревание проводника, возникновение магнитного поля и т.д.). Очевидно, что чем больше разность высот, тем больше брызг, тем больше шума и т.д. Увеличение сечения трубки тоже ведет к этому эффекту.

На самом деле электрический ток проявляется, как направленное движение носителей заряда. Чем больше заряда за единицу времени переносится, тем выше сила тока.

Водяная аналогия электрического тока

Можно резюмировать, что напряжение может существовать без тока (разомкнутая цепь), а ток без напряжения (разности потенциалов) – нет.

Еще можно сделать два важных вывода:

1. При одном и том же напряжении через разное сопротивление может течь разный ток.
2. Равный ток может быть вызван разным напряжением при различающемся сопротивлении проводника.

Оба вывода важны для понимания последующих разделов.

Что убивает ток или напряжение

В быту и в Интернете часто можно услышать расхожую фразу – «убивает не напряжение, убивает ток». Она в целом верна, но зачастую ее понимают неправильно. Отсюда пугалки, подобные той, что автомобильный аккумулятор выдает напряжение 12 вольт, но ток до 100 ампер, поэтому он может убить человека.

На самом деле выше разобрано, что ток создается напряжением, приложенным к определенному сопротивлению. Это значит, что чтобы создать ток в 0,1 А (100 мА), который считается смертельным для человеческого организма, аккумулятор должен быть нагружен на сопротивление 120 Ом, что гораздо ниже сопротивления тела человека (считается, что в среднем оно составляет 50 кОм, а фактически находится в пределах от 2 кОм до 2 Мом, в зависимости от состояния кожи и пути прохождения).

Чтобы создать ток в 0,1 А (100 мА) через человеческий организм (если принять сопротивление тела за 50 кОм) потребуется 500 вольт. А если сопротивление человеческого тела по какой-либо причине ниже 50 кОм, смертельным может стать и напряжение бытовой сети 220 В. Аккумулятор же в таких условиях выдаст 0,00024 А или 0,24 мА, что не создаст даже неприятных ощущений. Даже если сопротивление тела будет минимальным, низковольтный источник электричества опасного тока создать не сможет .

Автомобильный аккумулятор может выдать ток силой до 100 А, но не через человеческое тело

Вывод: убивает ток, но для его создания нужно соответствующее напряжение. Поэтому изначально для человека смертельно напряжение, и уровень опасности определяют по величине напряжения.

Ток различного уровня по-разному влияет на человеческий организм. По мере повышения силы тока вредное воздействие увеличивается.

Сила тока, мА	1,5..5	3..7	10..17	17..30	30..80	80..120
Ощущение	Легкое покалывание	Легкое дрожание пальцев, кистей рук	Судороги мыщц, жжение	Сильные судороги, боль	Перебои в работе сердца, затруднение дыхания	Остановка сердца и дыхания

Какое напряжение опаснее переменное или постоянное

Электрическая дуга – причина тяжелых ожогов

При прохождении электрического тока через человеческое тело он производит несколько видов воздействия:

• тепловое (нагрев тканей), включая прямой нагрев и воздействие электрической дуги;
• электрохимическое (электролитическое разложение крови, лимфы и других биологических жидкостей);
• биологическое (неуправляемое сокращение мыщц, включая миокард).

Если тепловое и электрохимическое действие переменного и постоянного тока примерно одинаково вредно, то с биологическим воздействием есть отличия. Периодическое изменение направления тока несколько десятков раз в секунду сбивает нормальный ритм сокращения сердечной мышцы и может привести к фибрилляции (некоординированному дрожанию) желудочков, что может привести с смертельному исходу. Поэтому переменный ток считается опаснее постоянно.

Что бьёт и убивает: ток или напряжение?

Опасность электричества не миф, хуже того, несмотря на всеобщую осведомленность об этом факте, практически каждый человек может сказать, что ему доводилось при каких-то обстоятельствах ощутить на собственной шкуре электрический удар. Исход подобного воздействия не обязательно плачевен, однако, опасность летального исхода – это неотъемлемый спутник халатного обращения с электричеством.

Именно поэтому на электроустановках устанавливают предупреждающие плакаты, например, «Высокое напряжение! Опасно для жизни!» или «Не влезай! Убьет!». В связи с чем у многих возникает путаница, что убивает ток или напряжение, чего же им стоит опасаться.

В чем отличие между током и напряжением?

Если рассмотреть физический процесс, то электрическая энергия имеет множество различных характеристик, среди которых наиболее часто рассматриваются напряжение и ток. Сразу заметим, что это не одно и то же, но обе они взаимосвязаны.

В каждом веществе присутствует несчетное количество мельчайших атомов, в которых происходит электромагнитное взаимодействие между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами, вращающимися вокруг ядра. В нормальном состоянии элементарные частицы находятся в балансе – заряд ядра полностью скомпенсирован зарядами электронов. Но, воздействие электромагнитного поля на атомы приводит наиболее удаленные электроны в движение, и атомы выходят из равновесия – получают определенный заряд.

Рис. 1. Строение атома

Под напряжением следует понимать разницу между двумя зарядами – в одной точке энергии больше, а в другой меньше. Можно провести аналогию с сообщающимися сосудами, если воды в одной трубке больше, а во второй меньше, то при их соединении вода из первой будет перетекать во вторую. Так же и с напряжением – потенциально в каждой точке имеется определенный заряд энергии, созданный электромагнитным полем, но до тех пор, пока эти точки не соединятся электрической цепью, заряженные частицы не начнут направленного движения.

Рис. 2. Что такое напряжение

Но, с появлением связующей цепи, напряжение между двумя точками приведет к направленному движению заряженных частиц. Это явление получило название электрического тока.

В зависимости от особенностей источника электрической энергии напряжение и ток могут носить:

• 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 наличия напряжения на участке цепи, но именно ток определяет интенсивность воздействия электрической энергии на человека.

Воздействие тока и напряжения на организм

Чтобы определить степень воздействия на человека, следует отметить, что тело представляет собой проводник электрической энергии, через который может свободно протекать электрический ток. Однако, согласно закону Ома, сила тока на любом участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку и обратно пропорциональна сопротивлению:

• I – сила тока;
• U – величина приложенного напряжения;
• R – сопротивление тела человека.

Как можно судить из вышеприведенного выражения, чем больше омическое сопротивление, тем меньше ток, протекающий через человека. Напряжение электрической сети – величина постоянная и мало зависящая от того, что к ней подключено.

А вот на сопротивление человека влияют многие факторы:

• состояние кожных покровов в местах прикосновения к токоведущим частям;
• увлажненность кожи;
• общее физиологическое состояние организма;
• состав крови.

Помимо этого прохождение тока будет зависеть и от состава напольного покрытия, если цепь замкнется через ноги. В среднем, сопротивление человека принимается равным 1000 Ом, сухая кожа может иметь сопротивление в 100 000 Ом, но рассчитывать на такой показатель не стоит. Если рассмотреть ситуацию, когда 220 вольт приложено к человеку с сопротивлением 1000 Ом, то удар током достигнет 0,22А или 220 мА, а это опасная величина.

Чтобы представлять себе всю картину, нужно 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.

Вышеприведенные данные справедливы для переменного тока частотой 50 Гц, это обуславливается наличием амплитудных составляющих и пикового значения, как в положительную, так и в отрицательную сторону. При постоянном токе опасное для жизни значение считается от 300 мА и выше.

Более детально о воздействии электрического тока на организм человека было изложено в нашей статье: https://www.asutpp.ru/dejstvie-elektricheskogo-toka-na-organizm-cheloveka.html

Подводя итоги

Как видите, токовая составляющая, воздействующая на человека, и определяет, какие ситуации считаются опасными, а какие нет. Но, в то же время, без разности потенциалов электрический ток вообще протекать через человека не будет. Прямой тому пример – выполнение работ под напряжением, когда человек свободно касается проводов, а смертельно опасное электричество его не бьет. Проблема решается изолирующей вставкой между землей и ногами человека, которая разрывает электрическую цепь.

Рис. 4. Работа под напряжением с изолированной вышки

Помимо этого существует целый разряд электроустановок, которые относятся к безопасным за счет питания низким напряжением. Так, потенциально безопасными можно назвать уровни не более 42 В переменного и 100 В постоянного, а все остальные относятся к опасному или высокому напряжению. Но не испытывайте судьбу, лучше перестраховаться и воспользоваться средствами индивидуальной защиты, а в любой непонятной ситуации воздержаться от взаимодействия с электроустановкой, оборванными проводами или корпусом поломанного бытового прибора, включенного в сеть.

Опасная сила тока

Электричество, несмотря на то что является давним и надежным спутником человека, не прощает пренебрежительного отношения к себе. Электрический ток сам по себе представляет потенциальную угрозу не только здоровью, но и жизни человека. Если говорить более грамотным языком, то опасной для человека является сила тока, воздействие которой на организм может привести к плачевным последствиям.

Какая сила тока опасна для человека

Необходимо понимать, что угрозу для любого живого организма представляет именно сила тока, которая характеризует отношение количества заряда, прошедшего через определенную поверхность за единицу времени. Напряжение не убивает, так является только лишь разницей потенциалов, оно только косвенно влияет на силу тока. Для наглядности рассмотрим закон Ома, который описывает данную зависимость. Формула выглядит так:

I = U/R, где у нас I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

В системе СИ эти величины измеряются в амперах (А), вольтах (В), омах (Ом) соответственно.

Из формулы закона Ома видно, сила тока будет увеличиваться при увеличении напряжения или уменьшении сопротивления. Таким образом, с учетом постоянного сопротивления, для человека представляют большую опасность электрические сети с высоким напряжением.

Следующий момент, на который необходимо обратить внимание! Сопротивление человеческого тела является индивидуальной величиной. Оно может зависеть от особенностей организма, частоты кожного покрова и даже психоэмоционального состояния. Поэтому все числовые параметры силы тока, которые считаются опасными или смертельно опасными и приводятся в литературе, являются приблизительными значениями.

Что понимается под опасной силой тока для человека

Чтобы избежать нежелательных последствий необходимо усвоить, что опасной можно считать любую силу тока. Возражения о том, что зачастую электричество применяют в медицинских целях, в частности при электрофорезе, и оно не представляет угрозу для человека, верны отчасти. Необходимо помнить о таком параметре как время. Чем больше по длительности контакт участка тела с проводником, тем выше вероятность негативного проявления.

В отдельных источниках встречается информация, что опасной для человека силой тока является величина в 0,05 мА, а в других можно обнаружить значения в 0,1 мА. Как отмечалось выше, все эти данные необходимо воспринимать как справочную информацию. И тем более не стоит, измерив силу тока мультиметром, приступать к ремонту оборудования под напряжением. Есть люди, которые в силу особенностей своего организма могут спокойно работать под напряжением 220 В и не испытывать дискомфорта. Но для некоторых и в несколько раз меньшие значения могут оказаться несовместимыми с жизнью.

Как проявляется воздействие опасной силы тока

Однозначно можно утверждать, что опасной можно считать силу тока, при воздействии которой, последствия носят травматический характер, но человек остается жив. Травма бывает в виде термического ожога и может сопровождаться:

• покраснением участка тела в месте контакта;
• образованием волдырей и омертвлением верхних и средних слоев кожного покрова;
• обугливанием тканей, мышц и костного скелета.

Смертельно опасная сила тока для человека

Смертельной является сила электрического тока, приводящая к летальному исходу. Как правило, это проявляется в остановке сердца или параличе дыхательных путей. При достижении определенной величины, ток начинает проходить через тело человека как через обыкновенный проводник по пути наименьшего сопротивления, т.е. через внутренние органы. Также к смертельному исходу может привести воздействие электрического тока на человеческий мозг.

Напомним, что одним из определяющих параметров воздействия электрического тока на организм человека является время. Ток относительно небольшой величины может привести к необратимым последствиям при длительном контакте. Здесь уместно будет пояснить такое понятие как не отпускающий ток.

При контакте с токоведущим проводником при силе тока около 10 мА происходит непроизвольное сокращение мышц. Примером может служить контакт с проводником внутренней стороной ладони. В этом случае мышцы кисти руки сокращаются и освободиться самостоятельно практически невозможно. Следовательно, увеличивается время контакта со всеми вытекающими последствиями в виде опасных для жизни травм или остановки сердца. Поэтому опытные электрики, вне зависимости под напряжением сеть или нет первоначальный контакт осуществляют тыльной стороной ладони. Если окажется что сила тока смертельна или опасна, то рука будет отброшена от проводника.

В заключение напомним, чтобы избежать опасного воздействия электрического тока, вне зависимости от его силы и напряжения в сети, все работы с электротехническими устройствами, необходимо проводить используя средства индивидуальной защиты и соответствующий инструмент.