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:
- При одном и том же напряжении через разное сопротивление может течь разный ток.
- 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 убивает ток или напряжение для чайников
В раннем возрасте многие из нас убедились на собственном опыте или узнали из рассказов очевидцев о том, что, если включить утюг в розетку и попытаться разрезать питающий шнур, обязательно испытаешь на себе болезненный удар. Так воздействует на организм электрический ток. В школе над розетками пишут: «220 В, опасно, убьёт!». На подстанциях, в трансформаторных будках и в других высоковольтных установках вывешивают предостерегающие таблички: «Опасно для жизни, высокое напряжение!». Так что же именно представляет опасность для человека и почему? Что бьёт: ток или напряжение? Для начала разберемся в этих понятиях.
Условия возникновения напряжения
Любое вещество состоит из атомов, имеющих положительное ядро и отрицательно заряженные электроны.
Если, под воздействием внешних сил, из атомов отнять некоторое количество электронов, то образовавшееся положительное поле будет стремиться вернуть на их место новые отрицательные частицы.
Если электроны не отнимать, а добавлять, то поле будет иметь отрицательный заряд. Так создаётся положительный и отрицательный потенциалы. При взаимодействии между ними возникает сила притяжения. Чем больше разность потенциалов, тем более сильное поле и высокое напряжение образуется.
Как возникает ток
Если при помощи проводника соединить потенциалы противоположных зарядов, то возникнет направленное движение заряженных частиц так называемый электрический ток, стремящийся ликвидировать разницу потенциалов.
Именно направленное движение заряженных частиц заставляет наши электроприборы совершать полезное действие: светить, стирать, греть, сверлить и так далее. Чем больше разность потенциалов, тем выше сила тока. Если цепь разомкнуть, ток течь не будет, каким высоким не было бы напряжение.
Воздействие на организм
Тело человека, являясь проводником, может замкнуть электрическую цепь. Тогда через организм потечет ток, сила которого определяется по формуле:
- U – величина напряжения, приложенного к человеку;
- R – сопротивление тела.
В этот момент и происходит поражение организма.
Из таблицы видно, какой ток считается опасным для человека:
- 15 мА, неотпускающая величина, самостоятельное освобождение невозможно;
- 50 мА приводит к фибрилляции сердца, остановке дыхания, смерти;
- 200 мА вызывает сильные ожоги, несовместимые с жизнью.
Удар происходит при напряжении до 1000 Вольт. Свыше данной величины поражение имеет вид ожогов.
Даже без непосредственного прикосновения к оборудованию, находящемуся под высоким напряжением, человек может получить смертельное поражение. Так, при пребывании в опасной близости к высоковольтной установке, между телом и проводящими частями возникает электрическая дуга, сопровождающаяся:
- опасной для зрения яркой вспышкой;
- мгновенным разогревом воздуха до 10 000-15 000 градусов Цельсия;
- расплавлением и испарением металлов, образованием аэрозолей.
Последствия дугового разряда вызывают ожоговое поражение человека, несовместимое с жизнью.
Для срабатывания защитной автоматики требуется мизерное время. Но, при возникновении дуги, выделяется огромное количество энергии, которое и убивает человека за столь короткий срок.
Факторы, влияющие на степень поражения
Удар постоянного тока опасен. Но от его воздействия можно освободиться без помощи посторонних при значениях от 20 до 25 мА.
Опаснее воздействие на организм переменного тока с частотой 50 – 500 Гц. Человек может самостоятельно освободиться от его влияния только при очень низких величинах, находящихся в пределах от 9 до 10 мА.
Какая сила тока в цепи, зависит от напряжения в этой цепи и сопротивления всех её элементов, включая сопротивление тела человека. Сухая кожа обладает более высоким сопротивлением, составляющим примерно 100 000 Ом. Влажная — всего около 1000 Ом. Сопротивление внутренних органов находится в пределах 500-1000 Ом.
Если приложенное к телу напряжение увеличивается, сопротивление организма непропорционально уменьшается. То же происходит и при увеличении длительности воздействия электричества, а так же при плохом физическом и психическом состоянии человека.
Из графика видно, что, если напряжение увеличивается от 0 до 140 Вольт, сопротивление тела падает от 10 000 до 800 Ом. Эту нелинейную зависимость отражает первая кривая. По второй кривой видно, что ток, проходящий через организм человека, при повышении напряжения, возрастает.
Насколько тяжелым будет поражение электричеством, зависит от времени его воздействия на организм. Если влияние продолжается несколько секунд, сопротивление тела уменьшается, соответственно ток возрастает, что приводит к тяжелым последствиям. Если время воздействия менее десятой доли секунды, то вероятность возникновения фибрилляции сердца сокращается, а вероятность сохранения жизни увеличивается.
Из таблицы следует, что, для благоприятного исхода, длительность воздействия 65 мА при расчетных 65 В не должны превышать 1 секунды.
Повторюсь, что в таблице расчетных токов при разных напряжениях сопротивления тела принято, как 1000 Ом, в реальности предсказать величину действующего тока невозможно, так как сопротивление тела зависит от ряда факторов.
Механизм воздействия электричества на организм человека сложен. Случалось, когда в высоковольтных установках кратковременный удар в несколько ампер не приводил к смерти. Тогда как напряжение 12-36 В и ток в несколько миллиампер были смертельными для человека. Причина – поражение, вызванное прикосновением к проводникам наиболее уязвимой части тела: шеи, щеки, плеча, тыльной стороны ладони.
Заключение
Так что же убивает: ток или напряжение?
Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц, а напряжение является одной из характеристик электрического поля, под воздействием которого происходит это движение, то можно считать, что напряжение первично.
Но убивает электрический ток, потому что именно он протекает через тело человека, но он не сможет протекать через тело, если напряжение слишком низкое.
Получается каламбур – убивает ток, но без напряжения ток не будет протекать. Будьте аккуратны, не проверяйте правдивость надписи «высокое напряжение». И тогда вам не страшен никакой удар, в том числе электрический.
Также советуем посмотреть видео, где автор наглядно иллюстрирует тему этой статьи:
Материалы по теме:
Опубликовано 19.02.2020 Обновлено 19.02.2020 Пользователем Александр (администратор)
Что убивает ток или напряжение для чайников
Представьте трубу, по которой течет вода под давлением. Вот эта труба это проводник, давление это напряжение, а вода — сила тока. Наше тело является проводником, а именно все то, что находится внутри человека.
Мышцы — это основной проводник для электричества, наши мышцы постоянно сокращаются и разжимаются за счет нервных импульсов. Что мешает току пройти по ним — кожа. Кожа это наш диэлектрик, который защищает нашу уязвимую внутреннюю систему от опасности.
Так что же нас убивает?
Напряжение нас не может убить, но оно может пробить нашу кожу, после чего ток проникает в тело. Наше сердце — это электрически настроенная мышца, которая использует внутреннее количество электрического тока для поддерживания своей функции. Ток попадая внутрь проходить через все, в том числе и через сердце, сбивая его синхронность — сердце останавливается, а то и хуже (происходит разрыв мышцы)
Запомните!!
Убивает сила тока I, а не напряжение U — это очень важный момент. Напряжение в 25 000 Вольт не убьет, а вот сила тока в 0,1 Ампер может запросто убить. Но при очень высоком напряжении в 500 000 вольт человека может вообще разорвать.
Подпишись на канал — Наука со мной и поставь лайк. Так же посетите канал в нем раскрывается множество интересных тем. Оставайтесь с нами.
Что бьёт и убивает – ток или напряжение?
На днях был у родственников и разговор как-то плавно перешёл на тему электрики. И тут начали спорить, что же бьёт — ток или напряжение? Дошло до того, что чуть не рассорились и я решил поставить точку в этом вопросе, написав данный пост.
Итак, запоминайте: напряжение нужно для того, чтобы пробить сопротивление кожи человека. В большинстве случаев, для этого достаточно всего 40 вольт (зависит от физиологии конкретного человека), а уже сила тока создаёт необходимое воздействие на ткани человека, которое и приводит к конвульсиям и поражениям.
Получается, что первично всё-таки напряжение, ведь оно преодолевает сопротивление кожи, а ток вторичен, но именно ток создаёт повреждения в теле человека!
Есть очень хорошая аналогия со змеёй. У змеи есть зубы и яд. Разумеется убивает яд, но чтобы яду попасть в организм, змее надо прокусить кожу. Так вот, зубы — это напряжение, а яд — это ток.
Но не будем останавливаться на этом и возьмём для примера три источника электроэнергии: аккумулятор, электрическую розетку и пьезозажигалку. Каждый из них обладает разными характеристиками выдаваемого тока и напряжения. Какой из них будет опаснее?
Для аккумулятора эти значения будут 12B и 500А и он просто не пробьёт сопротивление кожи человек. Для пьезозажигалки имеем 5000В и 0,0001А — тут мы уже ощутим пощипывания, но негативного воздействия на мышцы и ткани не получим, в виду крайне низкого значения тока. а вот розетка обладает необходимым напряжением и силой тока, чтобы довести человека до конвульсий, а то и вовсе его убить.
Будьте осторожны, не попадайте под напряжение и подписывайтесь на мой канал.
ЕСЛИ СЧИТАЕТЕ СТАТЬЮ ПОЛЕЗНОЙ,
НЕ ЛЕНИТЕСЬ СТАВИТЬ ЛАЙКИ И ДЕЛИТЬСЯ С ДРУЗЬЯМИ.
Что бьёт: напряжение или сила тока? Ответ на вопрос столетия!
Все знают, что электрический ток может быть очень неприятен. Как минимум один раз каждый человек испытывал на себе удар, от оголённого провода или сломанной розетки, сводящий мышцы и вызывающий спазм дыхания. Но всё-таки, что нас бьёт и что представляет опасность: напряжение или ток?
Такое разное электричество
Чтобы понять, в чём суть, взгляните на три источника электрического тока ниже.
Я думаю, интуитивно и из личного опыта можно сказать, что ни первый источник, ни третий угрозы для здоровья и жизни не представляют и максимум, на что способны — вызывать неприятные ощущения. И это не смотря на впечатляющие значения тока (у автомобильного аккумулятора) и напряжения (у пьезоэлемента от зажигалки). А вот средний источник, если добраться до его внутренностей, может лишить вас жизни за минуту-две.
Дело тут в том, что наша кожа имеет интересное свойство: она не пропускает электрический ток низкого напряжения, точнее пропускает так мало, что это воспринимается как щекотка или мурашки. Но если напряжение превысит 40 — 60 Вольт (у всех по-разному), произойдёт пробой и ток потечёт почти беспрепятственно. А это уже опасно.
Сила тока
«Хорошо», — скажете вы. «Почему тогда пьезоподжиг, который гарантированно пробивает кожу напряжением 5000 Вольт также не причиняет нам вреда?» А вот тут вступает в игру ток или сила тока, выражаясь научно. Сила тока — это количество электроэнергии, прошедшей через проводник или, например, нашу руку. Для того, чтобы ток нам повредил, сила тока должна быть не меньше 0,03 Ампера (30 миллиампер).
То есть, пьезоподжиг пробивает нашу кожу, но количество тока, которое он впрыскивает так мало, что этот ток действует только на наши нервные окончания, вызывая чувство укола, но нашим тканям и биению сердца он не опасен .
Вывод
Подведём итог. Для того, чтобы электричество нам повредило, нужно соблюдение двух условий:
- напряжение выше 40 Вольт;
- источник питания с током выше 0,03 Ампера.
Электричество в проводке квартиры или дома, с напряжением 220 Вольт и силой тока до 16 Ампер очень опасно , потому что не только способно пробить нашу кожу, но и содержит достаточно тока в запасе, чтобы вызывать спазм нашего сердца, с самыми трагичными последствиями.
Надеюсь, теперь стало очевидно, что бьёт и напряжение и сила тока, но только когда они есть одновременно .
Безопасного электричества и будьте осторожны!
Что опаснее ток или напряжение. 4 главных фактора, влияющих на поражение током
Недавно услышал такое абсурдное высказывание, что напряжение 220 В абсолютно не опасно. И это выражение интересно тем, что оно одновременно правдивое и не правдивое. Я решил написать эту статью, чтобы больше людей знали, что в электричестве стоит бояться, а что нет. Расскажу главные факторы, которые влияют на поражение током.
А с Вами я – Дмитрий, обычный электромонтажник, который ведёт свой блог. Приятного времяпрепровождения!
4 главных факторов
Интересно, что у нас принято выражение именно «ударило током», а не «ударило напряжением». И интересно, что допустим на трансформаторах, щитовых и на ЛЭП написано: «осторожно, высокое напряжение. Опасно для жизни». На самом деле и напряжение и ток может быть опасны, но в разных вариациях и ситуациях.
1. Сила тока
Самая важная величина. Ведь именно сила тока опасна для человека. Ток в 100 мА (переменный ток 50 Гц) может вызвать фибрилляцию желудочков сердца, что приведёт к остановке сердца. Эквивалент для постоянно тока – 300 мА . Для сравнения лампе накаливания на 100 Вт нужно около 450 мА для обычной работы при 220 В частотой в 50 Гц. Именно ток оказывает влияние на организм и приводит к плохим последствиям.
Ощутимый ток – это ток, при котором можно отпустить проводник.
Не отпускающий – ток, при котором отпустить проводник невозможно.
Фибрилляционный ток – ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца.
2. Напряжение
Здесь важно, конечно, не напряжение, а скорее разность потенциалов. На пример потенциал между фазой (220 В) и нулём (0 В) у нас в розетках – это 220 В. Здесь хорошо вспомнить то, что птицы сидя на оголённом проводе не испытывают дискомфорта – это происходит из-за того, что там нет того самого потенциала. Они сидят на фазном проводе напряжением 220 вольт, а потенциал для них равен 220 В — 220 В = 0 В. Поэтому птички просто греют лапки и за них не стоит переживать.
Кстати, есть такая вещь, как шаговое напряжение. Для примера возьмём оголённый кабель с ЛЭП (линия электропередачи), который упал в землю и у него начал «растекаться» ток по земле. С каждым метром от точки падения напряжение меняется и из-за этого появляется опасный потенциал. Как спастись от этого я писал в другой статье (ссылку оставлю внизу).
Опасные напряжения: переменный – выше 42 В, постоянный – выше 110 В. Особо опасные места(повышенная влажность) – выше 12 В.
3. Время воздействия
Здесь всё просто. Чем дольше воздействие, тем хуже. Для защиты от длительного воздействия тока были сделаны УДТ (устройства дифференциального тока): УЗО (ВДТ) и АВДТ. Так воздействие 80 мА (220 В 50 Гц) в течении 0,1 секунды не причинит особого вреда здоровому человеку, а вот тот же ток хотя бы на пару секунд уже с большой вероятностью навредит человеку. Хороший пример – это шокер: короткий высоковольтный (до 100 кВ) разряд (до 1-3 сек) может уложить злоумышленника, но сила тока при этом будет всего 5 мА.
4. Маршрут прохождения тока по телу
Самые опасные маршруты, которые проходят через сердце, то есть рука-рука, рука (руки)-нога (ноги), голова-рука(руки), голова-нога(ноги). При опасных токах и напряжениях такие маршруты очень опасны. А вот скажем левое плечо-левая рука уже менее опасно, но при больших значениях тока и напряжения также могут быть смертельным.
Вывод
Резюмируя, бьёт, конечно, ток, но и другие факторы влияют на силу воздействия и на последствия удара током. Но в целом, стоит заметить, что чаще всего причиняет вред не ток или напряжение, а простая глупость или усталость. Будьте аккуратны и берегите себя. Надеюсь, что вам понравилась статья и вы не забудете оценить её и подписаться на канал, если ещё не подписались. Всего вам доброго!
Что конкретно убивает: сила тока, или его напряжение? И если сопротивление в сети будет равно нулю(гипотетически), то будет ли сила тока равна напряжению(I=U)?
Нет, согласно закону Ома сила тока прямо пропорциональная напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению на конкретном участке цепи.
Это означает, что величина силы тока будет равна величине напряжения лишь в случае, когда сопротивление участка будет равно единице. А если рассмотреть предлагаемый вами вариант, когда сопротивление равно нулю, то величина тока составит бесконечную величину при идеальном источнике питания, в котором мощность теоретически составляет бесконечность. В реальных цепях эта цифра хоть и не будет бесконечной, но запросто может исчисляться тысячами или сотнями тысяч ампер.
По поводу опасности электрического тока для жизни и здоровья человека, то здесь следует оговориться о том, что напряжение и ток – это две характеристики одного явления. Они взаимосвязаны друг с другом, что наглядно демонстрирует закон Ома, описанный формулой выше. Но, с точки зрения физики процесса, напряжение является первичным явлением – изначально к участку электрической цепи прикладывается разность потенциалов, и только после этого возникают условия, при которых может протекать электрический ток.
Электрический ток, при протекании через проводящую среду, производит смещение электронов или ионов в проводнике. При рассмотрении человеческого тела опасность касается крови, как основного проводника в организме. Движение электротока по кровеносным сосудам опасно тем, что кровь может разлагаться на составляющие. По отношению к мышцам происходит непроизвольное сокращение, может нарушаться ритм биения сердца.
Что убивает — напряжение или ток?
Этот вопрос однажды задал мне преподаватель по электротехнике, когда я начал путать понятия.
-Значит не понимаешь, что такое напряжение и ток.
Чтобы понять, что же всё-таки убивает , напряжение или ток, давайте разберёмся с понятиями.
Представьте бак с водой, поднятый на некоторую высоту или водонапорную башню. Чем выше поднят бак, тем сильнее давление в трубах.
Так вот, давление в трубах — это напряжение.
Если кран открыть , польётся вода. Если замкнуть цепь , будет протекать ток.
Чем больше открывать кран , тем сильнее будет струя. Чем меньше сопротивление , тем больше значение силы тока будет в цепи.
Если по-научному, то напряжение характеризует способность электрического поля совершать работу.
Вода в баке на высоте имеет энергию, но потенциальную (такая энергия, которая «ждёт» превращения в энергию движения или другую). Но, пока кран закрыт , вода не движется, и энергия так и остаётся потенциальной. Пока цепь разомкнута , ток не протекает, никакая работа электрическим полем не совершается.
Как только кран открылся , вода начинает двигаться по трубе. Как только цепь замыкается каким-либо сопротивлением, в проводе протекает электрический ток.
Именно протекание тока даёт полезный эффект — нагревание плиты, свет лампы, звук в динамике и т. д.
Теперь мы подошли к основному вопросу : что по сути действует на организм? Как становится ясно, это ток.
Все мы в той или иной степени находимся под напряжением. Иногда оно настолько большое, что нас прошибает статический разряд, когда прикасаешься к чему-то металлическому.
В этот момент и протекает ток. И только в этот момент вы ощущаете его действие.
Этим оно и опасно. Его нельзя почувствовать. Но оказавшись элементом цепи, замкнув её своим телом, чувствуешь протекание тока.
Оказывает действие, в том числе и убивает именно электрический ток . Но опасаться при этом надо напряжения ! Ведь напряжение «толкает» ток. Это значит, если есть напряжение, будет и ток.
. Если статья показалась интересной, поддержите её лайком!
Что опаснее: ток или напряжение?
Протекание электрического тока через тело человека опасно для здоровья и жизни. Что конкретно представляет опасность для человека и почему? Что бьет: ток или напряжение? Разберемся в этом вопросе.
Условия возникновения напряжения
Любое вещество состоит из атомов, имеющих положительное ядро и отрицательно заряженные электроны.
Если, под воздействием внешних сил, из атомов отнять некоторое количество электронов, то образовавшееся положительное поле будет стремиться вернуть на их место новые отрицательные частицы.
Если электроны не отнимать, а добавлять, то поле будет иметь отрицательный заряд. Так создаётся положительный и отрицательный потенциалы. При взаимодействии между ними возникает сила притяжения. Чем больше разность потенциалов, тем более сильное поле и высокое напряжение образуется.
Как возникает ток
Если при помощи проводника соединить потенциалы противоположных зарядов, то возникнет направленное движение заряженных частиц так называемый электрический ток, стремящийся ликвидировать разницу потенциалов.
Именно направленное движение заряженных частиц заставляет наши электроприборы совершать полезное действие: светить, стирать, греть, сверлить и так далее. Чем больше разность потенциалов, тем выше сила тока. Если цепь разомкнуть, ток течь не будет, каким высоким не было бы напряжение.
Воздействие на организм
Тело человека, являясь проводником, может замкнуть электрическую цепь. Тогда через организм потечет ток, сила которого определяется по формуле:
- U – величина напряжения, приложенного к человеку;
- R – сопротивление тела.
В этот момент и происходит поражение организма.
Из таблицы видно, какой ток считается опасным для человека:
- 15 мА, неотпускающая величина, самостоятельное освобождение невозможно;
- 50 мА приводит к фибрилляции сердца, остановке дыхания, смерти;
- 200 мА вызывает сильные ожоги, несовместимые с жизнью.
Удар происходит при напряжении до 1000 Вольт. Свыше данной величины поражение имеет вид ожогов.
Даже без непосредственного прикосновения к оборудованию, находящемуся под высоким напряжением, человек может получить смертельное поражение. Так, при пребывании в опасной близости к высоковольтной установке, между телом и проводящими частями возникает электрическая дуга, сопровождающаяся:
- опасной для зрения яркой вспышкой;
- мгновенным разогревом воздуха до 10 000-15 000 градусов Цельсия;
- расплавлением и испарением металлов, образованием аэрозолей.
Последствия дугового разряда вызывают ожоговое поражение человека, несовместимое с жизнью.
Для срабатывания защитной автоматики требуется мизерное время. Но, при возникновении дуги, выделяется огромное количество энергии, которое и убивает человека за столь короткий срок.
Факторы, влияющие на степень поражения
Удар постоянного тока опасен. Но от его воздействия можно освободиться без помощи посторонних при значениях от 20 до 25 мА.
Опаснее воздействие на организм переменного тока с частотой 50 – 500 Гц. Человек может самостоятельно освободиться от его влияния только при очень низких величинах, находящихся в пределах от 9 до 10 мА.
Какая сила тока в цепи, зависит от напряжения в этой цепи и сопротивления всех её элементов, включая сопротивление тела человека. Сухая кожа обладает более высоким сопротивлением, составляющим примерно 100 000 Ом. Влажная — всего около 1000 Ом. Сопротивление внутренних органов находится в пределах 500-1000 Ом.
Если приложенное к телу напряжение увеличивается, сопротивление организма непропорционально уменьшается. То же происходит и при увеличении длительности воздействия электричества, а так же при плохом физическом и психическом состоянии человека.
Из графика видно, что, если напряжение увеличивается от 0 до 140 Вольт, сопротивление тела падает от 10 000 до 800 Ом. Эту нелинейную зависимость отражает первая кривая. По второй кривой видно, что ток, проходящий через организм человека, при повышении напряжения, возрастает.
Насколько тяжелым будет поражение электричеством, зависит от времени его воздействия на организм. Если влияние продолжается несколько секунд, сопротивление тела уменьшается, соответственно ток возрастает, что приводит к тяжелым последствиям. Если время воздействия менее десятой доли секунды, то вероятность возникновения фибрилляции сердца сокращается, а вероятность сохранения жизни увеличивается.
Из таблицы следует, что, для благоприятного исхода, длительность воздействия 65 мА при расчетных 65 В не должны превышать 1 секунды.
Повторюсь, что в таблице расчетных токов при разных напряжениях сопротивления тела принято, как 1000 Ом, в реальности предсказать величину действующего тока невозможно, так как сопротивление тела зависит от ряда факторов.
Механизм воздействия электричества на организм человека сложен. Случалось, когда в высоковольтных установках кратковременный удар в несколько ампер не приводил к смерти. Тогда как напряжение 12-36 В и ток в несколько миллиампер были смертельными для человека. Причина – поражение, вызванное прикосновением к проводникам наиболее уязвимой части тела: шеи, щеки, плеча, тыльной стороны ладони.
Так что же убивает: ток или напряжение?
Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц, а напряжение является одной из характеристик электрического поля, под воздействием которого происходит это движение, то можно считать, что напряжение первично.
Но убивает электрический ток, потому что именно он протекает через тело человека, но он не сможет протекать через тело, если напряжение слишком низкое.
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.