Dòng điện một chiều có tác dụng gì đối với con người? Điện trở của cơ thể con người là gì? Nguy hiểm phụ thuộc vào tần số

Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của điện giật. Các loại điện giật. Sức đề kháng của cơ thể con người.

Việc lắp đặt điện tiềm ẩn nguy cơ lớn đối với con người vì trong quá trình vận hành có thể xảy ra trường hợp chạm vào các bộ phận mang điện.

Đặc điểm của điện giật là:

vắng mặt dấu hiệu bên ngoài mối nguy hiểm sắp xảy ra mà một người có thể phát hiện trước: nhìn, nghe, ngửi, v.v. Trong hầu hết các trường hợp, một người được kết nối với mạng điện bằng tay (đường dẫn dòng điện từ tay này sang tay khác) hoặc bằng tay và chân (đường dẫn dòng điện từ tay này sang tay khác). chân"). Dòng điện đi qua đây dẫn đến tổn thương nghiêm trọng cho hệ thần kinh trung ương và các cơ quan quan trọng như vậy. cơ quan quan trọng như tim và phổi.

mức độ nghiêm trọng của chấn thương điện. Tình trạng tàn tật tạm thời do chấn thương điện thường kéo dài. Do đó, trong trường hợp hư hỏng mạng có điện áp 220/380 V, thời gian trung bình là 30 ngày. Nhìn chung, thương tích do điện chiếm 12-16% tổng số ca tử vong tại nơi làm việc.

Dòng điện tần số công nghiệp 10-25 mA có thể gây chuột rút cơ dữ dội, dẫn đến hiệu ứng không giải phóng được, tức là “xích” một người vào các bộ phận sống, trong đó nạn nhân không thể tự thoát khỏi ảnh hưởng một cách độc lập. dòng điện. Dòng điện kéo dài như vậy có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng.

tác động của dòng điện lên con người gây ra phản ứng rút lui mạnh và trong một số trường hợp có thể gây bất tỉnh. Khi làm việc trên cao có thể khiến người ta bị ngã. Kết quả là có nguy cơ chấn thương cơ học do tiếp xúc với dòng điện.

Một mối nguy hiểm cụ thể của điện giật nằm ở chỗ các bộ phận mang điện của hệ thống lắp đặt điện trở nên mang điện do hư hỏng lớp cách điện không tạo ra bất kỳ tín hiệu nào cảnh báo con người về mối nguy hiểm. Phản ứng của một người với dòng điện chỉ xảy ra khi dòng điện chạy qua cơ thể con người.

Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con người

Khi đi qua cơ thể con người, dòng điện có tác dụng nhiệt, hóa học, cơ học và sinh học.

Tác dụng nhiệt của dòng điện biểu hiện ở chỗ bỏng từng bộ phận của cơ thể, làm nóng các mô và môi trường sinh học, gây rối loạn chức năng ở chúng. Tác dụng hóa học thể hiện ở việc phân hủy chất lỏng hữu cơ, máu và biểu hiện ở sự thay đổi thành phần vật lý, hóa học của chúng; cơ học dẫn đến vỡ mô cơ; sinh học là khả năng dòng điện gây kích thích và kích thích các mô sống của cơ thể.

Bất kỳ dòng điện nào sau đây đều có thể gây thương tích. Chấn thương do tiếp xúc với dòng điện hoặc hồ quang điện được gọi là chấn thương điện (GOST 12.1.009-76).

Các loại điện giật

Trong thực tế, thương tích do điện thường được chia thành cục bộ và chung. Chấn thương điện cục bộ gây tổn thương cục bộ cho cơ thể - bỏng điện, dấu hiệu điện, kim loại hóa da với các hạt kim loại nóng chảy dưới tác động của hồ quang điện, tổn thương cơ học do co cơ không tự nguyện dưới tác động của dòng điện và điện nhãn cầu (viêm của màng ngoài của mắt dưới tác dụng của hồ quang điện).

Chấn thương điện nói chung, thường được gọi là điện giật, gây ra sự gián đoạn hoạt động bình thường của các cơ quan và hệ thống quan trọng nhất của cơ thể hoặc dẫn đến tổn thương toàn bộ cơ thể.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của điện giật

Các yếu tố này bao gồm: cường độ, thời gian tiếp xúc với dòng điện, loại của nó (không đổi, xen kẽ), đường đi qua, cũng như các yếu tố môi trường và vân vân.

Cường độ hiện tại và thời gian tiếp xúc. Dòng điện tăng dẫn đến những thay đổi về chất tác động của nó tới cơ thể con người. Với cường độ dòng điện ngày càng tăng, ba phản ứng khác nhau về chất của cơ thể xuất hiện rõ ràng: cảm giác, co giật cơ (không giải phóng đối với dòng điện xoay chiều và tác dụng đau đối với dòng điện một chiều) và rung tim. Dòng điện gây ra phản ứng tương ứng trong cơ thể con người được gọi là dòng điện hữu hình, không phóng thích và rung, và giá trị tối thiểu của chúng thường được gọi là ngưỡng.

Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng một người cảm nhận được tác động Dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp có công suất 0,6-1,5 mA và dòng điện một chiều có công suất 5-7 mA. Những dòng điện này không gây nguy hiểm nghiêm trọng cho cơ thể con người và vì dưới ảnh hưởng của chúng, con người có thể tự giải phóng nên dòng điện kéo dài của chúng qua cơ thể con người được cho phép.

Trong trường hợp tác hại của dòng điện xoay chiều trở nên mạnh đến mức một người không thể thoát khỏi sự tiếp xúc, có khả năng xuất hiện dòng điện kéo dài qua cơ thể con người. Những dòng điện như vậy được gọi là dòng điện không phóng điện; tiếp xúc lâu dài với chúng có thể dẫn đến khó thở và khó thở. Các giá trị bằng số về cường độ dòng điện không phóng ra không giống nhau đối với những người khác nhau và nằm trong khoảng từ 6 đến 20 mA. Tiếp xúc với dòng điện một chiều không dẫn đến tác dụng lâu dài mà gây ra cơn đau dữ dội, xảy ra ở những người khác nhau ở cường độ dòng điện 15-80 mA.

Khi dòng điện vài phần mười ampe chạy qua sẽ có nguy cơ làm tim bị gián đoạn. Rung tim có thể xảy ra, tức là các sợi cơ tim co bóp thất thường, không phối hợp. Trong trường hợp này, tim không thể lưu thông máu. Sự rung tâm thường kéo dài vài phút, sau đó là Dấu chấm trái tim. Quá trình rung tim là không thể đảo ngược và dòng điện gây ra nó có thể gây tử vong. Như được hiển thị nghiên cứu thực nghiệmđược tiến hành trên động vật, ngưỡng dòng điện rung phụ thuộc vào khối lượng của sinh vật, thời gian của dòng điện và đường đi của nó.

Đường dẫn hiện tại.

Thiệt hại sẽ nghiêm trọng hơn nếu tim, ngực, não và tủy sống nằm trên đường đi của dòng điện. Trong thực tế bảo trì hệ thống lắp đặt điện, dòng điện chạy qua cơ thể người tiếp xúc với điện áp thường đi theo đường “từ tay sang tay” hoặc “từ tay sang chân”. Tuy nhiên, nó cũng có thể chảy theo những đường khác, ví dụ như “chân đầu”, “tay sau”, “chân-chân”, v.v. Mức độ tổn thương trong những trường hợp này phụ thuộc vào cơ quan nào của con người bị ảnh hưởng bởi dòng điện. , cũng như cường độ dòng điện chạy thẳng qua tim. Do đó, khi dòng điện chạy dọc theo đường “chân đến chân”, 0,4% tổng dòng điện đi qua tim và 3,3% đi qua đường “từ tay đến cánh tay”. Cường độ dòng điện không phóng điện dọc theo đường “từ tay sang tay” nhỏ hơn khoảng 2 lần so với dọc theo đường “từ tay phải sang chân”.

Loại hiện tại

Dòng điện có tần số nguồn là bất lợi nhất. Khi tần số tăng (hơn 50 Hz), giá trị của dòng điện hợp lý và không phóng điện sẽ tăng lên. Khi tần số giảm từ 50 Hz xuống 0 thì giá trị của dòng điện không phóng điện cũng tăng ở tần số bằng 0 ( D.C.), trở nên lớn hơn khoảng 3 lần.

Các giá trị dòng điện rung ở tần số 50-100 Hz là bằng nhau. Khi tần số tăng lên 200 Hz, cường độ dòng điện rung tăng khoảng 2 lần và lên tới 400 Hz - gần 3,5 lần. Tăng tần số điện áp cung cấp của lắp đặt điện được sử dụng như một trong những biện pháp an toàn điện.

Môi trường.

Độ ẩm và nhiệt độ không khí, sự hiện diện của các kết cấu và sàn kim loại được nối đất cũng như bụi dẫn điện có tác động bổ sung đến các điều kiện an toàn điện.

Mức độ điện giật phần lớn phụ thuộc vào mật độ và diện tích tiếp xúc của con người với các bộ phận mang điện. Trong các phòng ẩm ướt có nhiệt độ cao hoặc lắp đặt điện ngoài trời, các điều kiện không thuận lợi sẽ phát sinh, khiến diện tích tiếp xúc của con người với các bộ phận mang điện tăng lên. Sự hiện diện của các kết cấu và sàn kim loại nối đất làm tăng nguy cơ chấn thương do con người gần như liên tục được kết nối với một cực (mặt đất) của hệ thống lắp đặt điện. Trong trường hợp này, bất kỳ sự chạm vào nào của con người với các bộ phận mang điện ngay lập tức sẽ dẫn đến hiện tượng lưỡng cực của nó trong mạch điện. Bụi dẫn điện cũng tạo điều kiện cho sự tiếp xúc điện với cả bộ phận mang điện và mặt đất.

Điện trở của cơ thể con người

Cường độ dòng điện Ich đi qua bất kỳ bộ phận nào của cơ thể con người phụ thuộc vào điện áp cung cấp Upr (điện áp tiếp xúc) và điện trở zt do bộ phận này của cơ thể cung cấp cho dòng điện,

Ích = Upr/zt

Ở khu vực giữa hai điện cực, điện trở của cơ thể con người chủ yếu bao gồm điện trở của hai lớp da mỏng bên ngoài chạm vào các điện cực, và sức đề kháng nội bộ phần còn lại của cơ thể.

Lớp da bên ngoài tiếp giáp với điện cực có khả năng dẫn điện kém và vải bên trong, nằm dưới lớp này, như thể tạo thành các bản của tụ điện có điện dung C và điện trở rn. Ở lớp ngoài của da, dòng điện chạy dọc theo hai đường song song: thông qua điện trở hoạt động bên ngoài rn và điện dung C, (Hình 1) điện trở của nó

trong đó ω = 2nf - tần số góc, Hz; f - tần số hiện tại, Hz.

Khi đó tổng điện trở của lớp da bên ngoài đối với dòng điện xoay chiều zн = rn xc /√ rn2 +xc 2

Điện trở rn và điện dung C phụ thuộc vào diện tích của các điện cực (diện tích tiếp xúc). Khi diện tích tiếp xúc tăng thì rn giảm; và công suất C tăng. Do đó, việc tăng diện tích tiếp xúc sẽ dẫn đến giảm tổng sức đề kháng của lớp da bên ngoài.

Dòng điện là sự chuyển động có trật tự của các điện tích. Cường độ dòng điện trong một đoạn mạch tỷ lệ thuận với hiệu điện thế, tức là điện áp ở hai đầu đoạn mạch và tỷ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch.

Khi chạm vào một dây dẫn mang điện, một người sẽ tự đưa mình vào mạch điện nếu người đó cách điện kém với mặt đất hoặc đồng thời chạm vào một vật có giá trị điện thế khác. Trong trường hợp này, một dòng điện đi qua cơ thể con người.

Tác dụng của dòng điện lên mô sống là linh hoạt. Khi đi qua cơ thể con người, dòng điện tạo ra các hiệu ứng nhiệt, điện phân, cơ học, sinh học và ánh sáng.

Trong quá trình tác động nhiệt, xảy ra hiện tượng quá nhiệt và suy giảm chức năng của các cơ quan dọc theo đường đi của dòng điện.

Tác dụng điện phân của dòng điện được thể hiện ở việc điện phân chất lỏng trong các mô của cơ thể, bao gồm cả máu và phá vỡ thành phần hóa lý của nó.

Hành động cơ học dẫn đến vỡ mô, tách lớp và tác động sốc của sự bốc hơi chất lỏng từ các mô cơ thể. Tác động cơ học gắn liền với sự co cơ mạnh mẽ cho đến khi chúng bị đứt.

Tác dụng sinh học của dòng điện được thể hiện ở việc kích thích và kích thích quá mức hệ thần kinh.

Tiếp xúc với ánh sáng dẫn đến tổn thương mắt.

Bản chất và mức độ tác động của dòng điện lên cơ thể con người phụ thuộc vào cường độ và loại dòng điện, thời gian tác dụng, đường đi qua cơ thể con người, các đặc điểm thể chất và trạng thái tâm lí Cái cuối cùng. Vì vậy, sức đề kháng của con người trong điều kiện bình thường với làn da khô và nguyên vẹn thì nó là hàng trăm kilo-ohms, nhưng với điều kiện bất lợi có thể giảm xuống 1 kilo-ohm.

Dòng điện khoảng 1 mA là đáng chú ý. Với dòng điện cao hơn, một người bắt đầu cảm thấy những cơn co thắt cơ đau đớn khó chịu và với dòng điện 12-15 mA, anh ta không còn khả năng kiểm soát hệ thống cơ bắp của mình và không thể tách mình ra khỏi nguồn hiện tại một cách độc lập. Dòng điện này gọi là dòng điện không phóng điện. Tác động của dòng điện trên 25 mA lên mô cơ dẫn đến tê liệt cơ hô hấp và ngừng hô hấp. Với sự gia tăng hơn nữa của dòng điện, rung tim có thể xảy ra.

Dòng điện xoay chiều nguy hiểm hơn dòng điện một chiều. Điều quan trọng là người đó chạm vào bộ phận nào của cơ thể. Những con đường nguy hiểm nhất là những con đường ảnh hưởng đến não hoặc tủy sống (đầu-tay, đầu-chân), tim và phổi (tay-chân). Bất kỳ công việc điện nào phải được thực hiện cách xa các bộ phận nối đất của thiết bị (bao gồm ống nước, đường ống và bộ tản nhiệt sưởi ấm) để tránh vô tình tiếp xúc với chúng.

2. Chấn thương điện- Hư hỏng do tiếp xúc với dòng điện trên cơ thể. Thường dẫn đến tử vong.

Bỏng điện xảy ra trong 40% trường hợp và có hai loại:

hiện tại (liên hệ) – dòng điện chạy trực tiếp qua cơ thể con người;
vòng cung – liên quan đến tác dụng nhiệt của hồ quang điện.

Bỏng có thể ở bề mặt hoặc sâu, kèm theo tổn thương không chỉ ở da mà còn ở mô dưới da, mỡ, cơ, dây thần kinh và xương. Trong những trường hợp sau, như kinh nghiệm cho thấy, quá trình lành vết bỏng diễn ra chậm.

Do sức đề kháng đáng kể của da, người ta quan sát thấy chủ yếu là bỏng bề mặt. Tuy nhiên, nếu tần số dòng điện cao, có thể xảy ra bỏng. nhân vật bên trong, thậm chí không có tổn thương đáng chú ý trên bề mặt da.

Có bốn mức độ bỏng điện:

Tôi độ – đỏ da;

độ II – hình thành bong bóng;

Độ III – cháy da;

Độ IV – cháy mô dưới da, cơ, mạch máu, dây thần kinh, xương.

Biển báo điện xảy ra trong 7% trường hợp, là những tổn thương đặc hiệu chủ yếu do tác động cơ học và hóa học của dòng điện và là những đốm rõ nét màu xám hoặc vàng nhạt, hình tròn hoặc bầu dục, kích thước 1–5 mm với vết lõm ở trung tâm. Trong một số trường hợp, dấu điện thể hiện hình dạng hoặc dấu vết của bộ phận lắp đặt tiếp xúc. Các dấu hiệu điện có thể không xuất hiện ngay sau khi dòng điện đi qua mà sau một thời gian.

Kim loại hóa da xảy ra trong 3% trường hợp, là loại cụ thể chấn thương điện và thể hiện sự xâm nhập vào các lớp trên của da của các hạt kim loại nhỏ nhất tan chảy dưới tác dụng của hồ quang điện. Quá trình kim loại hóa da cũng có thể xảy ra khi da tiếp xúc trực tiếp với bộ phận mang dòng điện mà không hình thành hồ quang điện do tác động điện phân của dòng điện, khi dòng điện sau phân hủy chất lỏng của các mô hữu cơ, tạo ra bazơ và ion axit trong đó. Màu sắc cụ thể của da trong quá trình kim loại hóa phụ thuộc vào kim loại. Trong hầu hết các trường hợp, quá trình kim loại hóa da diễn ra mà không để lại bất kỳ dấu vết nào.

Thiệt hại cơ học xảy ra trong 0,5% trường hợp và là kết quả của sự co cơ đột ngột, không chủ ý dưới tác động của dòng điện chạy qua cơ thể con người. Thiệt hại cơ học xảy ra khi một người tiếp xúc với điện áp lên tới 380 V trong một thời gian tương đối dài và bao gồm đứt gân, da, mạch máu Và Mô thần kinh. Trật khớp và thậm chí gãy xương có thể xảy ra.

Điện nhãn khoa xảy ra trong 1,5% trường hợp và là tình trạng viêm màng ngoài của mắt - giác mạc và kết mạc, xảy ra dưới ảnh hưởng của dòng chảy mạnh tia cực tím, được các tế bào của cơ thể hấp thụ và gây ra những thay đổi của chúng.

4. Những yếu tố quan trọng nhấtảnh hưởng đến kết quả của điện giật là:

lượng dòng điện chạy qua cơ thể con người;
thời gian tiếp xúc hiện tại;
tần số hiện tại;
đường dẫn hiện tại;
thuộc tính riêng lẻ cơ thể con người.

5. Nguyên nhân chính gây ra điện giật:

. vô tình tiếp xúc với các bộ phận mang điện (dây trần, điểm tiếp xúc của thiết bị điện, lốp xe, v.v.);

. xảy ra căng thẳng bất ngờ trong điều kiện bình thường lẽ ra không nên xảy ra;

. sự xuất hiện của điện áp trên các bộ phận bị ngắt kết nối của thiết bị điện (do bật sai, điện áp gây ra bởi các hệ thống lắp đặt lân cận, v.v.);

. sự xuất hiện của điện áp trên bề mặt trái đất do đoản mạch giữa dây và mặt đất, sự cố của các thiết bị nối đất, v.v.

CÁC ĐIỀU KIỆN CÓ THỂ GÂY THƯƠNG TÍCH ĐIỆN CHO CON NGƯỜI

Thương tích con người có thể xảy ra ở trường hợp sau:

1) tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận mang điện trần;

2) tiếp xúc gián tiếp với các bộ phận không mang dòng điện nhưng được cấp điện;

3) chạm vào các bộ phận mang điện, điện áp bị ngắt nhưng vô tình đặt vào chúng;

4) chạm vào mạch có điện tích dư lớn;

5) đi vào vùng hoạt động của hồ quang điện áp cao;

6) đi vào vùng hoạt động của điện áp bước;

7) tiếp cận hệ thống lắp đặt điện ở khoảng cách nhỏ hơn mức cho phép;

8) dưới tác động của điện khí quyển trong quá trình phóng sét;

9) khi sơ cứu nạn nhân bị dòng điện (khi giải phóng nạn nhân khỏi tác động của điện áp).

6. Cơ bản phương tiện kỹ thuật biện pháp bảo vệ là:

· Nối đất bảo vệ;

· Tự động tắt nguồn (zeroing);

· Thiết bị dòng điện dư.

Dòng điện trong mạch luôn biểu hiện theo một cách nào đó. Đây có thể là công việc dưới một tải nhất định hoặc do tác động của dòng điện đi kèm. Do đó, dựa vào tác dụng của dòng điện, người ta có thể đánh giá sự hiện diện hay vắng mặt của nó trong một mạch điện nhất định: nếu tải đang hoạt động thì có dòng điện. Nếu quan sát thấy hiện tượng điển hình đi kèm với dòng điện thì có nghĩa là có dòng điện trong mạch, v.v.

Nói chung dòng điện có thể gây ra hành động khác nhau: nhiệt, hóa học, từ tính (điện từ), ánh sáng hoặc cơ học, và các loại Tác dụng của dòng điện thường xảy ra đồng thời. Về những hiện tượng và hành động của dòng điện và chúng ta sẽ nói trong bài viết này.

Tác dụng nhiệt của dòng điện

Khi dòng điện một chiều hoặc xoay chiều chạy qua dây dẫn, dây dẫn nóng lên. Dây dẫn nhiệt như vậy trong điều kiện khác nhau và các ứng dụng có thể bao gồm: kim loại, chất điện phân, plasma, kim loại nóng chảy, chất bán dẫn, bán kim loại.

Trong trường hợp đơn giản nhất, chẳng hạn, nếu một dòng điện chạy qua dây nichrome, nó sẽ nóng lên. Hiện tượng này được sử dụng trong các thiết bị sưởi ấm: trong ấm điện, nồi hơi, lò sưởi, bếp điện, v.v. Trong hàn hồ quang điện, nhiệt độ của hồ quang điện thường đạt tới 7000 ° C và kim loại dễ nóng chảy - đây cũng là hiệu ứng nhiệt của hiện tại.

Lượng nhiệt tỏa ra trong một phần của mạch phụ thuộc vào điện áp đặt vào phần này, giá trị của dòng điện chạy qua và thời gian nó chạy qua ().

Sau khi biến đổi định luật Ohm cho một phần mạch điện, bạn có thể sử dụng điện áp hoặc dòng điện để tính lượng nhiệt, nhưng sau đó bạn cũng phải biết điện trở của mạch điện, vì đó là yếu tố hạn chế dòng điện và trên thực tế, gây ra sưởi. Hoặc, khi biết dòng điện và điện áp trong mạch, bạn có thể dễ dàng tìm ra lượng nhiệt sinh ra.

Tác dụng hóa học của dòng điện

Chất điện phân chứa các ion chịu tác dụng của dòng điện một chiều - đây là tác dụng hóa học của dòng điện. Trong quá trình điện phân, các ion âm (anion) bị hút về điện cực dương (cực dương) và các ion dương (cation) bị hút về điện cực âm (cực âm). Nghĩa là, các chất có trong chất điện phân được giải phóng ở các điện cực của nguồn dòng điện trong quá trình điện phân.

Ví dụ, một cặp điện cực được ngâm trong dung dịch axit, kiềm hoặc muối nhất định và khi một dòng điện chạy qua mạch, một điện tích dương sẽ được tạo ra trên một điện cực và một điện tích âm ở điện cực kia. Các ion có trong dung dịch bắt đầu lắng đọng trên điện cực có điện tích trái dấu.

Ví dụ, trong quá trình điện phân đồng sunfat (CuSO4), cation đồng Cu2+ với nguồn điện dương di chuyển về cực âm mang điện tích âm, tại đây chúng nhận phần điện tích còn thiếu và trở thành các nguyên tử đồng trung tính, lắng xuống bề mặt điện cực. Nhóm hydroxyl-OH sẽ nhường electron ở cực dương, dẫn đến giải phóng oxy. Các cation hydro tích điện dương H+ và các anion tích điện âm SO42- sẽ vẫn tồn tại trong dung dịch.

Ví dụ, tác dụng hóa học của dòng điện được sử dụng trong công nghiệp để phân hủy nước thành các thành phần cấu thành của nó (hydro và oxy). Điện phân còn có thể thu được một số kim loại ở dạng thể tinh khiết. Sử dụng phương pháp điện phân, một lớp mỏng kim loại nhất định (niken, crom) được phủ lên bề mặt - thứ này, v.v.

Năm 1832, Michael Faraday đã chứng minh rằng khối lượng m của một chất được giải phóng ở điện cực tỷ lệ thuận với điện tích q đi qua chất điện phân. Nếu một dòng điện I chạy qua chất điện phân trong thời gian t thì định luật điện phân thứ nhất Faraday đúng:

Ở đây hệ số tỷ lệ k được gọi là đương lượng điện hóa của chất. Anh ấy về mặt số lượng bằng khối lượng chất được giải phóng khi một điện tích đi qua chất điện phân và phụ thuộc vào Tính chất hóa học vật liệu xây dựng.

Khi có dòng điện trong bất kỳ dây dẫn nào (rắn, lỏng hoặc khí), từ trường được quan sát xung quanh dây dẫn, nghĩa là dây dẫn mang dòng điện có được đặc tính từ tính.

Vì vậy, nếu bạn đưa một nam châm đến một dây dẫn mà dòng điện chạy qua, chẳng hạn như ở dạng kim la bàn từ, thì kim sẽ quay vuông góc với dây dẫn và nếu bạn quấn dây dẫn quanh lõi sắt và truyền một dòng điện một chiều chạy qua dây dẫn thì lõi sẽ trở thành nam châm điện.

Năm 1820, Oersted phát hiện ra tác dụng từ của dòng điện lên kim nam châm, và Ampere đã thiết lập các định luật định lượng về tương tác từ của dây dẫn với dòng điện.

Từ trường luôn được tạo ra bởi dòng điện, nghĩa là bằng cách chuyển động phí điện, đặc biệt - các hạt tích điện (electron, ion). Hai dòng điện ngược chiều thì đẩy nhau, hai dòng điện cùng chiều thì hút nhau.

Tương tác cơ học như vậy xảy ra do sự tương tác của từ trường của dòng điện, nghĩa là trước hết là tương tác từ, sau đó chỉ là tương tác cơ học. Vì vậy, tương tác từ của dòng điện là chính.

Năm 1831, Faraday chứng minh rằng từ trường thay đổi từ một mạch sẽ tạo ra dòng điện trong mạch khác: suất điện động sinh ra tỷ lệ thuận với tốc độ thay đổi từ thông. Điều hợp lý là tác động từ của dòng điện vẫn được sử dụng cho đến ngày nay trong tất cả các máy biến áp, chứ không chỉ trong nam châm điện (ví dụ, trong các máy công nghiệp).

Ở dạng đơn giản nhất, hiệu ứng phát sáng của dòng điện có thể được quan sát thấy trong một bóng đèn sợi đốt, hình xoắn ốc của nó bị đốt nóng bởi dòng điện chạy qua nó. nhiệt màu trắng và phát ra ánh sáng.

Đối với đèn sợi đốt, năng lượng ánh sáng chiếm khoảng 5% lượng điện cung cấp, 95% còn lại được chuyển hóa thành nhiệt.

Đèn huỳnh quang chuyển đổi năng lượng hiện tại thành ánh sáng hiệu quả hơn - tới 20% điện năng được chuyển thành ánh sáng khả kiến nhờ phốt pho, chất này nhận được từ sự phóng điện trong hơi thủy ngân hoặc trong khí trơ như neon.

Hiệu ứng phát sáng của dòng điện được hiện thực hóa hiệu quả hơn ở đèn LED. Khi có dòng điện chạy qua tiếp giáp p-n theo hướng thuận, các hạt mang điện - electron và lỗ trống - kết hợp lại với sự phát xạ của photon (do sự chuyển đổi của các electron từ một mức năng lượng khác).

Chất phát ánh sáng tốt nhất là chất bán dẫn có khe hở trực tiếp (nghĩa là chất bán dẫn cho phép chuyển đổi dải tần quang trực tiếp), chẳng hạn như GaAs, InP, ZnSe hoặc CdTe. Bằng cách thay đổi thành phần của chất bán dẫn, có thể tạo ra đèn LED có bước sóng khác nhau từ tia cực tím (GaN) đến hồng ngoại trung (PbS). Hiệu suất của đèn LED làm nguồn sáng đạt trung bình 50%.

Như đã lưu ý ở trên, mỗi dây dẫn mà dòng điện chạy qua sẽ tạo thành một vòng tròn bao quanh chính nó. Hành động từ tính chuyển đổi thành chuyển động, ví dụ, trong động cơ điện, thiết bị nâng từ tính, van từ, rơle, v.v.

Tác dụng cơ học của dòng điện này lên dòng điện khác được mô tả bằng định luật Ampe. Định luật này lần đầu tiên được André Marie Ampère đưa ra vào năm 1820 cho dòng điện một chiều. Nó theo sau đó dây dẫn song song với dòng điện chạy cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì chúng đẩy nhau.

Định luật Ampe cũng là định luật xác định lực mà từ trường tác dụng lên một đoạn nhỏ của dây dẫn mang dòng điện. Lực mà từ trường tác dụng lên một phần tử của dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường tỷ lệ thuận với dòng điện trong dây dẫn và tích vectơ của phần tử chiều dài dây dẫn và cảm ứng từ.

Nó dựa trên nguyên tắc này, trong đó rôto đóng vai trò là một khung có dòng điện định hướng trong từ trường bên ngoài của stato với mô men xoắn M.

Hôm nay chúng ta có một bài viết rất thú vị và giàu thông tin về tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con người.

Tôi nghĩ rằng mỗi bạn đều ít nhất một lần nghĩ đến sự nguy hiểm của dòng điện và hậu quả của nó. Và ai đó có thể (tất nhiên là Chúa cấm) tự mình trải nghiệm điều này.

Giới thiệu

Môi trường mà bạn và tôi đang sống, cũng như mọi thứ xung quanh chúng ta, đều tiềm ẩn mối nguy hiểm cho chúng ta. Một mối đe dọa như vậy là điện giật. Ngoại trừ môi trường tự nhiên(), cũng có những hộ gia đình và công nghiệp không ngừng phát triển và tiến bộ (cải tiến công nghệ và áp dụng những phát triển mới) và do đó gây ra mối đe dọa lớn hơn.

Mặc dù thực tế là việc thử nghiệm thiết bị được thực hiện rất hiệu quả nhưng không ai tránh khỏi những sai sót và những tình huống không lường trước được.

Thật không may, thường xuyên nhất, điện giật, cả ở nơi làm việc và ở nhà, xảy ra do không tuân thủ các biện pháp phòng ngừa và đề phòng cơ bản.

Các nguyên nhân gây ra sự cố, hỏng hóc của các thiết bị (khi sử dụng ấm đun nước điện, lò vi sóng và các thiết bị gia dụng khác; hoặc cùng với, hoặc với và nhiều thiết bị khác) được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, các bộ phận điện và sử dụng trực tiếp trong sản xuất cũng không được loại trừ. .

Thống kê cho thấy tỷ lệ thương tích do điện giật thấp hơn nhiều so với thương tích do các phương pháp khác.

Nhưng với điện giật, tỷ lệ thương tích nặng và tử vong cao hơn đáng kể.

Dòng điện là gì?

Tác dụng của dòng điện đối với con người cũng như hậu quả của nó có thể được hiểu rõ hơn sau khi chúng ta xem xét kỹ hơn dòng điện là gì.

Dòng điện là chuyển động có trật tự của các electron trong chất dẫn điện hoặc chất bán dẫn.

Trong một đoạn mạch, cường độ dòng điện tỷ lệ thuận với điện áp ở hai đầu đoạn mạch (hiệu điện thế) và tỷ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch đã cho - .

Khi một người chạm vào một vật dẫn đang mang điện, người đó sẽ đưa mình vào mạch điện. Qua cơ thể người đó sẽ vượt qua dòng điện nếu nó không được cách ly khỏi mặt đất hoặc chạm vào dây dẫn đồng thời với một vật khác có điện thế ngược lại.

Công thức này áp dụng cho trường hợp tiếp xúc hai pha, hay còn gọi là hai cực, với các bộ phận mang điện mang điện. Nó trông như thế này:

Khi một người chạm vào hai pha của hệ thống điện, một mạch điện xuất hiện xuyên qua cơ thể con người để dòng điện đi qua. Cường độ dòng điện trong trong trường hợp này CHỈ phụ thuộc vào điện áp của hệ thống điện và điện trở trong của con người.

Ví dụ, điện áp pha của hệ thống điện là 220 (V), điện áp đường dây là 380 (V). Trong điều kiện bình thường, sức đề kháng trung bình của con người là khoảng 1000 (ohms).

Trong trường hợp này, dòng điện chạy qua một người khi người đó chạm đồng thời vào hai pha (A và B) sẽ bằng 380 (mA). Và điều này thật chết người!!!

Việc tính toán dòng điện đi qua cơ thể con người sẽ xảy ra hơi khác nếu nó chạm vào một pha trong mạng có dây trung tính cách ly.

Trong trường hợp này, mạch dòng điện sẽ được đóng qua cơ thể con người, sau đó nối đất và qua điện dung pha.

Sự nguy hiểm của dòng điện là gì?

Dòng điện tạo ra những tác động sau trên cơ thể con người đi qua nó:

1. Nhiệt

Khi tiếp xúc như vậy, hiện tượng quá nhiệt sẽ xảy ra cũng như rối loạn chức năng của các cơ quan nằm trên đường đi của dòng điện.

2. Điện phân

Trong quá trình điện phân của dòng điện trong chất lỏng nằm trong các mô của cơ thể, quá trình điện phân xảy ra, kể cả trong máu, do đó thành phần hóa lý của nó bị phá vỡ.

3. Cơ khí

Trong quá trình hoạt động cơ học, sự vỡ và tách mô xảy ra, cũng như tác động từ sự bay hơi của chất lỏng từ các mô của cơ thể con người. Tiếp theo là sự co rút mạnh mẽ của các cơ cho đến khi chúng bị đứt hoàn toàn.

4. Sinh học

Tác dụng sinh học của dòng điện mang theo sự kích thích và kích thích quá mức của hệ thần kinh.

5. Ánh sáng

Hành động này gây tổn thương mắt.

Hậu quả của dòng điện

Độ sâu và tính chất của tác động phụ thuộc vào:

loại dòng điện (xoay chiều hoặc một chiều) và cường độ của nó
thời điểm tác động của nó và con đường mà nó đi qua một người
trạng thái tâm lý và sinh lý của một người nhất định.

Vì vậy, ví dụ, trong điều kiện bình thường và có làn da khô, nguyên vẹn, điện trở của một người có thể đạt tới vài trăm (kOhm), nhưng nếu điều kiện không thuận lợi, giá trị có thể giảm xuống một kilo-ohm.

Dưới đây, tôi sẽ cho bạn một ví dụ về bảng cho thấy các dòng điện có cường độ khác nhau tác động như thế nào lên cơ thể con người.

Dòng điện có cường độ khoảng 1 (mA) sẽ khá đáng chú ý. Ở mức đọc cao hơn, người bệnh sẽ bị co thắt cơ đau đớn và khó chịu.

Với dòng điện 12-15 (mA), một người không còn có thể điều khiển hệ thống cơ bắp của mình và không thể độc lập xé mình ra khỏi nguồn dòng điện gây hại.

Nếu dòng điện cao hơn 75 (mA), thì tác động của nó sẽ dẫn đến tê liệt các cơ hô hấp và do đó, ngừng thở.

Nếu dòng điện tiếp tục tăng sẽ xảy ra rung tim và ngừng tim.

Nguy hiểm hơn dòng điện một chiều là dòng điện xoay chiều.

Điều quan trọng nữa là bộ phận nào của cơ thể mà một người chạm vào bộ phận mang dòng điện. Những con đường nguy hiểm nhất là những con đường ảnh hưởng đến tủy sống và não (đầu-chân và đầu-tay), phổi và tim (chân-tay).

Các yếu tố gây hại chính

1. Điện giật

Nó kích thích các cơ của cơ thể, dẫn đến co giật, sau đó dẫn đến ngừng hô hấp và ngừng tim.

2. Bỏng điện

Chúng phát sinh do sự giải phóng nhiệt sau khi dòng điện đi qua cơ thể con người.

Có một số loại bỏng xảy ra tùy thuộc vào thông số của mạch điện cũng như tình trạng của người đó tại thời điểm đó:

đỏ da
sự xuất hiện của vết bỏng với sự hình thành mụn nước
có thể cháy mô
kim loại hóa da, kèm theo sự xâm nhập của các mảnh kim loại vào đó, trong trường hợp kim loại nóng chảy.

Điện áp tiếp xúc là điện áp tác dụng lên một người khi người đó tiếp xúc với một cực hoặc với một pha của nguồn dòng điện.

nhất khu vực nguy hiểm Cơ thể bao gồm thái dương, lưng, sau cánh tay, cẳng chân, sau đầu và cổ.

Đọc bài viết của tôi về một trường hợp khẩn cấp nhóm xảy ra với hai thợ điện khi chuyển mạch trong hệ thống điện có điện áp 10 (kV).

tái bút Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào trong khi đọc tài liệu, hãy hỏi về nó trong phần bình luận.

Dòng điện có tác dụng nhiệt, điện phân, sinh học và cơ học đối với con người.

nhiệt tiếp xúc với hiện tại biểu hiện bằng vết bỏng từng bộ phận của cơ thể, nóng đến nhiệt độ cao các cơ quan, gây ra rối loạn chức năng đáng kể ở chúng.

Điện phân tác động của sự phân hủy các chất dịch cơ thể khác nhau (nước, máu, bạch huyết) thành các ion, dẫn đến vi phạm thành phần và tính chất vật lý và hóa học của chúng.

sinh học Tác động của dòng điện biểu hiện ở dạng kích thích và kích thích các mô cơ thể, co giật cơ, cũng như làm gián đoạn các quá trình sinh học bên trong.

Cơ khí tác động dẫn đến sự phân tách và vỡ các mô cơ thể.

Tác dụng của dòng điện lên con người có thể dẫn đến thương tích hoặc tử vong.

Chấn thương điện được chia thành chấn thương chung (điện giật) và chấn thương điện cục bộ (Hình 2.26).

Mối nguy hiểm lớn nhất đến từ những cú sốc điện.

Điện giật- đây là sự kích thích của các mô sống bằng dòng điện chạy qua người, kèm theo co giật cơ; Tùy thuộc vào kết quả của dòng điện, bốn mức độ điện giật được phân biệt:

I - co cơ co giật mà không mất ý thức;

II - co giật cơ kèm theo mất ý thức, nhưng chức năng hô hấp và tim vẫn được bảo tồn;

III - mất ý thức và rối loạn hoạt động của tim hoặc nhịp thở (hoặc cả hai);

IV - cái chết lâm sàng, tức là thiếu hơi thở và tuần hoàn máu.

Ngoài ngừng tim và ngừng thở, nguyên nhân tử vong có thể là do điện giật - phản ứng phản xạ thần kinh nghiêm trọng của cơ thể trước sự kích thích mạnh của dòng điện. Trạng thái sốc kéo dài từ vài chục phút đến một ngày, sau đó có thể xảy ra tử vong hoặc hồi phục nhờ các biện pháp điều trị chuyên sâu.

Cơm. 2,26. Phân loại chấn thương điện

Chấn thương điện cục bộ là sự vi phạm cục bộ về tính toàn vẹn của các mô cơ thể. Chấn thương điện cục bộ bao gồm:

- bỏng điện - có thể là dòng điện hoặc hồ quang; Bỏng điện có liên quan đến sự truyền dòng điện qua cơ thể con người và là hậu quả của sự biến đổi năng lượng điện nhiệt (thường xảy ra ở nhiệt độ tương đối điện áp không cao mạng lưới điện); ở điện áp cao của mạng điện, hồ quang điện có thể hình thành giữa dây dẫn dòng điện và cơ thể con người, xảy ra hiện tượng bỏng nặng hơn - bỏng hồ quang, vì hồ quang điện có nhiệt độ rất cao - trên 3500 ° C;

- biển báo điện- các đốm màu xám hoặc vàng nhạt trên bề mặt da người hình thành tại điểm tiếp xúc với dây dẫn dòng điện; như một quy luật, các biển báo có hình tròn hoặc hình bầu dục với kích thước 1-5 mm; thương tích này không gây nguy hiểm nghiêm trọng và khá
trôi qua nhanh chóng;

- kim loại hóa da — sự xâm nhập vào các lớp trên của da của các hạt kim loại nhỏ nhất tan chảy dưới tác dụng của hồ quang điện; tùy thuộc vào vị trí vết thương, vết thương có thể rất đau, theo thời gian, vùng da bị ảnh hưởng sẽ bong ra; tổn thương mắt có thể dẫn đến suy giảm hoặc thậm chí mất thị lực;

- điện nhãn - viêm màng ngoài của mắt dưới tác động của dòng tia cực tím phát ra từ hồ quang điện; vì lý do này, bạn không thể nhìn vào hồ quang hàn; vết thương đi kèm với đau dữ dội và đau ở mắt, mất thị lực tạm thời, với tổn thương nặng, việc điều trị có thể phức tạp và kéo dài; TRÊN hồ quang điện Bạn không thể xem nếu không có kính hoặc khẩu trang bảo vệ đặc biệt;

- hư hỏng cơ học phát sinh do sự co giật mạnh của cơ dưới tác động của dòng điện chạy qua một người; với các cơn co cơ không tự chủ, đứt da, mạch máu, cũng như trật khớp, đứt dây chằng và thậm chí gãy xương có thể xảy ra; Ngoài ra, khi sợ hãi, sốc, người ta có thể bị ngã từ trên cao và bị thương.

Như bạn có thể thấy, dòng điện rất nguy hiểm và việc xử lý nó đòi hỏi sự cẩn thận và kiến thức cao về các biện pháp an toàn điện.

Các thông số xác định mức độ nghiêm trọng của điện giật(Hình 2.27). Các yếu tố chính quyết định mức độ điện giật là: cường độ dòng điện chạy qua người, tần số của dòng điện, thời gian tiếp xúc và đường đi của dòng điện qua cơ thể người đó.

Sức mạnh hiện tại. Một người bắt đầu cảm nhận được dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp (50 Hz), được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống hàng ngày, chạy qua cơ thể với cường độ dòng điện 0,6... 1,5 mA (mA - milliampere là 0,001 A). Dòng điện này được gọi là ngưỡng cảm nhận được hiện tại.

Dòng điện lớn gây ra cảm giác đau đớn ở người, cảm giác này càng tăng lên khi dòng điện ngày càng tăng. Ví dụ, ở dòng điện 3...5 mA tác dụng kích thích Toàn bộ bàn tay cảm nhận được dòng điện, ở mức 8... 10 mA - cảm giác đau nhói bao trùm toàn bộ cánh tay và kèm theo các cơn co giật của các cơ ở bàn tay và cẳng tay.

Ở mức 10...15 mA, sự co thắt cơ cánh tay trở nên mạnh đến mức một người không thể vượt qua chúng và thoát ra khỏi dây dẫn hiện tại. Dòng điện này được gọi là ngưỡng dòng điện không phóng thích.

Với dòng điện 25...50 mA, hoạt động của phổi và tim sẽ bị rối loạn, nếu tiếp xúc lâu với dòng điện như vậy, có thể xảy ra ngừng tim và ngừng thở.

Cơm. 2,27. Các thông số xác định mức độ nghiêm trọng của điện giật

Bắt đầu từ kích thước 100 mA dòng điện chạy qua người gây ra rung nhĩ trái tim- co giật bất thường của tim; tim ngừng hoạt động như một cái bơm bơm máu. Dòng điện này được gọi là ngưỡng rung hiện tại. Dòng điện lớn hơn 5A sẽ gây ngừng tim ngay lập tức, bỏ qua trạng thái rung.

Tần số hiện tại. Dòng điện nguy hiểm nhất ở tần số công nghiệp là 50 Hz. Dòng điện một chiều và dòng điện tần số cao ít nguy hiểm hơn và giá trị ngưỡng của nó cao hơn.

Vì vậy, đối với dòng điện một chiều:

Ngưỡng dòng điện cảm nhận được - 5...7 mA;

Ngưỡng dòng không nhả - 50...80 mA;

Dòng điện rung - 300 mA.

Đường dẫn dòng chảy hiện tại. Nguy cơ bị điện giật phụ thuộc vào đường đi của dòng điện qua cơ thể con người, vì đường đi đó quyết định tỷ lệ của tổng dòng điện đi qua tim. Con đường nguy hiểm nhất là “tay phải” (người thường làm việc bằng tay phải nhất). Rồi tùy theo mức độ giảm nguy hiểm mà có: “tay-chân”, “tay-tay”, “chân-chân”. Trong bộ lễ phục. Hình 2.28 biểu diễn các đường đi có thể có của dòng điện chạy qua người.

Cơm. 2,28. Các đường dẫn dòng điện đặc trưng trong cơ thể con người: 1 — tay tay; 2 - cánh tay và chân phải; 3 - cánh tay và chân trái; 4 — tay phải-chân phải; 5 - tay phải - chân trái; 6 - tay trái-chân trái; 7 - tay trái-chân phải; 8 — cả hai tay, cả hai chân; 9 — chân-chân; 10 - đầu tay; 11 — chân đầu; 12 — đầu-tay phải: 13 - đầu bên trái; 14 — đầu-chân phải; 15 - đầu-chân trái

Thời gian tiếp xúc với dòng điện. Dòng điện chạy qua người càng dài thì càng nguy hiểm. Khi dòng điện chạy qua người tại điểm tiếp xúc với dây dẫn, lớp da trên (biểu bì) nhanh chóng bị phá hủy, điện trở của cơ thể giảm, dòng điện tăng và tác động tiêu cực của dòng điện càng trầm trọng hơn. . Ngoài ra, theo thời gian, những hậu quả tiêu cực do tác động của dòng điện lên cơ thể ngày càng lớn (tích lũy).

Vai trò quyết định tác hại của dòng điện là do cường độ dòng điện, chảy qua cơ thể con người. Dòng điện xảy ra khi một mạch điện khép kín được tạo ra trong đó có con người. Theo định luật Ohm, cường độ dòng điện bằng hiệu điện thế bạn, chia cho điện trở của mạch điện R:1=U/R.

Như vậy, điện áp càng cao thì dòng điện càng lớn và nguy hiểm hơn. Điện trở của mạch càng lớn thì dòng điện càng nhỏ và nguy cơ gây thương tích cho con người.

Điện trở của mạch bằng tổng điện trở của tất cả các phần tạo nên mạch điện (dây dẫn, sàn, đế, v.v.). Tổng điện trở nhất thiết phải bao gồm điện trở của cơ thể con người.

Điện trở của cơ thể con người với làn da khô, sạch và nguyên vẹn, nó có thể thay đổi trong một phạm vi khá rộng - từ 3 đến 100 kOhm (1 kOhm = 1000 Ohm), và đôi khi nhiều hơn. Lớp da bên ngoài đóng góp chính vào điện trở của con người - biểu bì, bao gồm các tế bào sừng hóa. Điện trở của các mô bên trong cơ thể không lớn - chỉ 300...500 Ohms.

Do đó, với làn da mỏng manh, ẩm ướt và nhiều mồ hôi hoặc tổn thương ở lớp biểu bì (trầy xước, vết thương), điện trở của cơ thể có thể rất nhỏ. Người có làn da như vậy dễ bị tổn thương nhất trước dòng điện. Con gái có làn da mỏng manh và lớp biểu bì mỏng hơn con trai; Ở nam giới có bàn tay chai sạn, điện trở của cơ thể có thể đạt giá trị rất cao và nguy cơ bị điện giật sẽ giảm đi. Trong tính toán về an toàn điện, giá trị điện trở của cơ thể con người thường được lấy là 1000 Ohm.

Điện trở cách điện dây dẫn dòng điện, nếu nó không bị hư hỏng, theo quy luật, là 100 kilo-ohms trở lên.

Điện trở của giầy và đế (sàn) phụ thuộc vào chất liệu làm đế và đế giày và tình trạng của chúng - khô hay ướt (ướt). Ví dụ, đế khô làm bằng da có điện trở khoảng 100 kOhm, đế ướt - 0,5 kOhm; làm bằng cao su, tương ứng là 500 và 1,5 kOhm. Sàn nhựa khô có điện trở khoảng 2000 kOhm, sàn ướt - 0,8 kOhm; bê tông 2000 và 0,1 kOhm tương ứng; gỗ - 30 và 0,3 kOhm; trái đất - 20 và 0,3 kOhm; từ gạch men - 25 và 0,3 kOhm. Như bạn có thể thấy, với đế và giày ẩm ướt, nguy cơ về điện sẽ tăng lên đáng kể.

Vì vậy, khi sử dụng điện trong điều kiện thời tiết ẩm ướt, đặc biệt là trên mặt nước cần hết sức lưu ý và tăng cường các biện pháp để đảm bảo an toàn điện.

Đối với chiếu sáng, các thiết bị điện gia dụng và một số lượng lớn thiết bị, dụng cụ trong sản xuất thường sử dụng điện áp 220 V. Có mạng điện có điện áp 380, 660 vôn trở lên; Nhiều thiết bị kỹ thuật sử dụng điện áp hàng chục, hàng trăm nghìn volt. Các thiết bị kỹ thuật như vậy gây ra mối nguy hiểm cực kỳ cao. Nhưng điện áp thấp hơn đáng kể (220, 36 và thậm chí 12 V) có thể nguy hiểm tùy thuộc vào điều kiện và điện trở của mạch. R..

Ảnh hưởng đáng kể đến kết quả của thiệt hại do chấn thương điện được gây ra bởi đặc điểm cá nhân người.

Bản chất tác dụng của dòng điện (bảng) phụ thuộc vào khối lượng của con người và tình trạng thể chất của người đó. Những người khỏe mạnh và thể chất khỏe mạnh có thể dễ dàng chịu được điện giật hơn. Tính nhạy cảm với dòng điện tăng lên đã được ghi nhận ở những người mắc các bệnh về da, hệ tim mạch, cơ quan bài tiết nội tạng, hệ thần kinh, v.v.

Bàn Bản chất của hiệu ứng hiện tại

Dòng điện chạy qua cơ thể con người, mA	Dòng điện xoay chiều (50 Hz)	D.C.
0,5 -1,5	Bắt đầu có cảm giác: ngứa nhẹ, véo da	Không cảm thấy
2-4	Cảm giác kéo dài đến cổ tay; cơ bắp hơi chuột rút	Không cảm thấy
5-7	Cơn đau tăng dần khắp toàn bộ bàn tay; co giật; đau nhẹ ở toàn bộ cánh tay cho đến cẳng tay	Bắt đầu có cảm giác: hơi nóng vùng da dưới điện cực
8-10	Đau dữ dội và chuột rút ở toàn bộ cánh tay, bao gồm cả cẳng tay. Thật khó để rời tay khỏi các điện cực	Tăng cảm giác nóng da
10 - 15	Đau đến mức không thể chịu nổi ở toàn bộ cánh tay. Không thể rời tay khỏi các điện cực. Với thời gian dòng điện tăng dần,	Làm nóng đáng kể dưới các điện cực và ở vùng da lân cận
20-25	Đau dữ dội. Bàn tay bị tê liệt ngay lập tức và không thể tách chúng ra khỏi các điện cực. Khó thở	Cảm giác nóng trong, co nhẹ cơ tay
25 -50	Đau rất nặng ở cánh tay và ngực. Việc thở vô cùng khó khăn. Khi tiếp xúc kéo dài, có thể xảy ra ngừng hô hấp hoặc suy yếu hoạt động của tim dẫn đến mất ý thức.	Nhiệt độ cao, đau và chuột rút ở tay. Đau dữ dội xảy ra khi bạn bỏ tay ra khỏi điện cực
50-80	Hơi thở trở nên tê liệt trong vòng vài giây và chức năng tim bị gián đoạn. Tiếp xúc kéo dài có thể gây rung tim	Bề mặt rất chắc chắn và sưởi ấm bên trong. Đau dữ dội ở vùng cánh tay và ngực. Không thể xé tay ra khỏi điện cực do rất đau khi tháo ra
80-100	Rung tim sau 2-3 giây; sau vài giây nữa - ngừng thở	Hành động tương tự, rõ ràng hơn. Tại hành động lâu dài ngừng thở
	Hành động tương tự trong thời gian ít hơn	Rung tim sau 2-3 giây; sau vài giây nữa, hơi thở ngừng lại
hơn 5000	Rung tim không xảy ra; Có thể tạm thời dừng nó trong dòng chảy hiện tại. Khi dòng điện chạy trong vài giây sẽ gây bỏng nặng và phá hủy mô

Những người đổ mồ hôi quá nhiều dễ bị tổn thương hơn trước tác động của dòng điện. Nhiệt độ môi trường tăng và độ ẩm cao không phải là nguyên nhân duy nhất gây ra mồ hôi quá nhiều; đổ mồ hôi nhiều thường được quan sát thấy trong các rối loạn tự trị của hệ thần kinh, cũng như do sợ hãi và phấn khích.

Trong trạng thái hưng phấn của hệ thần kinh, trầm cảm, mệt mỏi, say xỉn và sau đó, con người nhạy cảm hơn với dòng chảy.

Vô cùng ứng suất cho phép chạm và dòng điện dành cho con người được thiết lập theo GOST 12.1.038-82* (Bảng 2.14) trong quá trình vận hành khẩn cấp các hệ thống lắp đặt điện DC có tần số 50 và 400 Hz. Đối với dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz, giá trị cho phép của điện áp tiếp xúc là 2 V và cường độ dòng điện là 0,3 mA, đối với dòng điện có tần số 400 Hz lần lượt là 2 V và 0,4 mA; cho dòng điện một chiều - 8 V và 1 mA. Dữ liệu được chỉ định được đưa ra trong khoảng thời gian tiếp xúc với dòng điện không quá 10 phút mỗi ngày.

Bảng 2.14. Mức điện áp và dòng điện tối đa cho phép

Loại hiện tại	Giá trị chuẩn hóa	Mức tối đa cho phép, không hơn, trong thời gian tiếp xúc với dòng điện bạn AC
		0,01...0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0.7	0,8	0,9	1,0	Thánh 1.0
Có thể thay đổi, 50 Hz	bạn một, B TÔI một, ma												36 6
Có thể thay đổi, 400 Hz	bạn một, B TÔI một, ma												36 8
Không thay đổi	bạn một, B TÔI một, ma												40 15

Phân tích các mạch để kết nối một người với một mạch điện

Vì từ điện trở của mạch điện R Vì cường độ dòng điện đi qua một người phụ thuộc đáng kể nên mức độ nghiêm trọng của chấn thương phần lớn được xác định bởi sơ đồ nối người với mạch điện. Mô hình mạch điện được hình thành khi một người tiếp xúc với dây dẫn phụ thuộc vào loại hệ thống cung cấp điện được sử dụng.

Các mạng điện phổ biến nhất là những mạng trong đó dây trung tính được nối đất, tức là được nối đất bằng một dây dẫn. Chạm vào dây trung tính hầu như không gây nguy hiểm cho con người, chỉ có dây pha là nguy hiểm. Tuy nhiên, thật khó để tìm ra dây nào trong hai dây là trung tính - chúng trông giống nhau. Bạn có thể tìm ra nó bằng cách sử dụng một thiết bị đặc biệt - máy dò pha.

TRÊN ví dụ cụ thể Chúng ta hãy xem xét các phương án khả thi để kết nối một người với mạch điện khi chạm vào dây dẫn.

Kết nối hai pha với mạch. Trường hợp hiếm gặp nhất nhưng cũng nguy hiểm nhất là việc người chạm vào hai dây pha hoặc dây dẫn dòng điện nối với chúng (Hình 2.29).

Trong trường hợp này, người đó sẽ chịu ảnh hưởng của điện áp đường dây. Một dòng điện sẽ chạy qua một người theo con đường “tay trong tay”, i. e. Điện trở mạch sẽ chỉ bao gồm điện trở cơ thể (TÔI).

MỘT)

Cơm. 2,29. Kết nối hai pha vào mạch: MỘT- trung tính cách ly; b- trung tính nối đất

Nếu chúng ta giả sử điện trở cơ thể là 1 kOhm và mạng điện có điện áp 380/220 V thì cường độ dòng điện chạy qua một người sẽ bằng

TÔI h = U l / R h= 380 V / 1000 Ohm = 0,38 A = 380 mA.

Nó chết người dòng điện nguy hiểm. Mức độ nghiêm trọng của chấn thương điện hoặc thậm chí tính mạng của một người sẽ phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ anh ta thoát khỏi tiếp xúc với dây dẫn hiện tại (đứt mạch điện), bởi vì thời gian tiếp xúc trong trường hợp này là quyết định.

Thường xuyên hơn có những trường hợp một người tiếp xúc với dây pha hoặc một bộ phận của thiết bị bằng một tay, một thiết bị vô tình hoặc cố ý kết nối điện với nó. Nguy cơ bị điện giật trong trường hợp này phụ thuộc vào loại mạng điện (có trung tính nối đất hoặc cách điện).

Kết nối một pha với mạch trong mạng có trung tính nối đất(Hình 2.30). Trong trường hợp này, dòng điện chạy qua người theo đường “cánh tay-chân” hoặc “cánh tay-cánh tay” và người đó sẽ chịu điện áp pha.

Trong trường hợp đầu tiên, điện trở mạch sẽ được xác định bởi điện trở của cơ thể con người (R h,đôi giày (R o 6), căn cứ (R ốc), trên đó người ta đứng, điện trở nối đất trung tính ( R n) và dòng điện sẽ chạy qua người

I h = U f /(R h + R o b + R 0 C + R n).

Điện trở trung tính RH nhỏ và có thể bỏ qua so với các điện trở mạch khác. Để ước tính cường độ dòng điện chạy qua người, ta sẽ lấy hiệu điện thế mạng là 380/220 V. Nếu một người đi giày khô cách điện (da, cao su) thì người đó đang đứng trên sàn gỗ khô, mạch điện điện trở sẽ lớn và cường độ dòng điện theo định luật Ohm nhỏ.

Ví dụ, điện trở sàn là 30 kOhm, giày da là 100 kOhm, điện trở của con người là 1 kOhm. Dòng điện chạy qua người

TÔI h = 220 V / (30.000 + 100.000 + 1000) Ôm = = 0,00168 A = 1,68 mA.

Dòng điện này gần với ngưỡng cảm nhận được. Người đó sẽ cảm nhận được dòng điện, ngừng hoạt động và loại bỏ sự cố.

Nếu một người đi giày ướt hoặc chân trần đứng trên đất ướt thì có dòng điện chạy qua cơ thể

tôi H= 220 V / (3000 + 1000) Ohm = 0,055 A = 55 mA.

Dòng điện này có thể gây tổn thương phổi và tim, nếu tiếp xúc lâu dài sẽ dẫn đến tử vong.

Nếu một người đi ủng cao su khô và nguyên vẹn đứng trên đất ướt thì có dòng điện chạy qua cơ thể

TÔI h = 220 V / (500.000 + 1000) Ôm = 0,0004 A = 0,4 mA.

Một người thậm chí có thể không cảm nhận được tác động của dòng điện như vậy. Tuy nhiên, ngay cả một vết nứt hoặc vết thủng nhỏ ở đế ủng cũng có thể làm giảm đáng kể lực cản của đế cao su và khiến công việc trở nên nguy hiểm.

Trước khi làm việc với các thiết bị điện (đặc biệt là thời gian dài không sử dụng), chúng phải được kiểm tra cẩn thận để đảm bảo không có hư hỏng lớp cách nhiệt. Các thiết bị điện phải được lau sạch bụi và nếu bị ướt thì phải làm khô. Không được sử dụng các thiết bị điện ướt! Tốt hơn hết bạn nên bảo quản các dụng cụ, dụng cụ, thiết bị điện trong túi nilon để tránh bụi hoặc hơi ẩm xâm nhập vào. Bạn phải đi giày khi làm việc. Nếu nghi ngờ về độ tin cậy của thiết bị điện, bạn cần đảm bảo an toàn - đặt một sàn gỗ khô hoặc thảm cao su dưới chân bạn. Bạn có thể sử dụng găng tay cao su.

Cơm. 2 giờ 30. Cảm ứng một pha trong mạng có dây trung tính nối đất: MỘT- chế độ vận hành bình thường; b — Chế độ vận hành khẩn cấp (hư hỏng giai đoạn thứ hai)

Đường thứ hai của dòng điện xảy ra khi bàn tay thứ hai của con người tiếp xúc với các vật dẫn điện nối đất (thân của máy công cụ nối đất, cấu trúc tòa nhà bằng kim loại hoặc bê tông cốt thép, tường gỗ ướt, ống nước, pin sưởi ấm, v.v.). Trong trường hợp này, dòng điện chạy dọc theo đường có điện trở nhỏ nhất. Những vật thể này thực tế được nối ngắn mạch xuống đất, điện trở của chúng rất nhỏ. Do đó, điện trở của mạch bằng điện trở của cơ thể và dòng điện sẽ chạy qua người

TÔI h = UF / R H= 220 V / 1000 Ohm = 0,22 A = 220 mA.

Lượng dòng điện này gây chết người.

Khi làm việc với các thiết bị điện, không dùng tay kia để chạm vào các vật có thể được nối điện với mặt đất. Làm việc trong phòng ẩm ướt, nơi có các vật dẫn điện cao nối đất gần người, gây ra mối nguy hiểm cực kỳ cao và đòi hỏi phải tuân thủ các biện pháp an toàn điện tăng cường.

Ở chế độ khẩn cấp (Hình 2.30, b), khi một trong các pha của mạng (một pha khác của mạng, khác với pha mà người chạm vào) bị chập xuống đất, xảy ra hiện tượng phân phối lại điện áp và điện áp của các pha khỏe mạnh khác với điện áp pha của mạng. Khi chạm vào pha làm việc, một người sẽ chịu điện áp lớn hơn điện áp pha nhưng nhỏ hơn điện áp tuyến tính. Vì vậy, bất kể đường đi của dòng điện, trường hợp này nguy hiểm hơn.

Kết nối một pha với mạch trong mạng có dây trung tính cách ly(Hình 2.31). Trong sản xuất, mạng điện ba dây có dây trung tính cách điện được sử dụng để cung cấp điện cho các hệ thống điện. Trong các mạng như vậy không có dây trung tính nối đất thứ tư và chỉ có dây ba pha. Trong sơ đồ này, hình chữ nhật thường thể hiện điện trở g A, g c, g c cách điện các dây dẫn của từng pha và bể S A, Sv, Ss mỗi pha so với mặt đất. Để đơn giản hóa việc phân tích, chúng ta giả sử r A = r B =r c =r, l S A= C £ = C c = C

Cơm. 2,31. Cảm ứng một pha trong mạng có dây trung tính cách ly: MỘT - chế độ hoạt động bình thường; b- vận hành khẩn cấp (hư hỏng giai đoạn thứ hai)

Nếu một người chạm vào một trong các dây hoặc bất kỳ vật nào được nối điện với nó, dòng điện sẽ chạy qua người, giày, đế và qua lớp cách điện và điện dung của dây sẽ chạy đến hai dây còn lại. Do đó, một mạch điện khép kín được hình thành, trong đó, không giống như các trường hợp đã xem xét trước đó, bao gồm cả điện trở cách điện pha. Vì điện trở của vật cách điện làm việc là hàng chục và hàng trăm kilo-ohm nên tổng điện trở của mạch lớn hơn nhiều so với điện trở của mạch hình thành trong mạng có dây trung tính nối đất. Nghĩa là, dòng điện chạy qua một người trong mạng như vậy sẽ ít hơn và việc chạm vào một trong các pha của mạng bằng dây trung tính cách ly sẽ an toàn hơn.

Dòng điện chạy qua người trong trường hợp này được xác định theo công thức sau:

Ở đâu Giàu = R h + R rev + R os- điện trở của mạch điện người, ω = 2π f- tần số tròn của dòng điện, rad/s (đối với dòng điện tần số công nghiệp f= 50 Hz nên ω = 100π).

Nếu công suất pha nhỏ (trường hợp này xảy ra với các mạng không dây ngắn), bạn có thể thực hiện C ≈ 0. Khi đó biểu thức độ lớn dòng điện chạy qua người sẽ có dạng:

Ví dụ: nếu điện trở sàn là 30 kOhm, giày da là 100 kOhm, điện trở của con người là 1 kOhm và điện trở cách điện pha là 300 kOhm thì dòng điện chạy qua người (đối với mạng 380/220 V) sẽ bằng với

tôi h= 3? 220 V/Ohm = = 0,00095 A = 0,95 mA.

Một người thậm chí có thể không cảm thấy một dòng điện như vậy.

Ngay cả khi chúng ta không tính đến điện trở của mạch điện của con người (người đi giày ẩm đứng trên mặt đất ẩm ướt), dòng điện chạy qua người đó sẽ an toàn:

TÔI h = 3? 220 V / 300.000 Ohm = 0,0022 A = 2,2 mA.

Vì vậy, cách nhiệt pha tốt là chìa khóa cho sự an toàn. Tuy nhiên, với mạng lưới điện rộng khắp, điều này không dễ đạt được. Đối với các mạng mở rộng và phân nhánh với một số lượng lớn người tiêu dùng, điện trở cách điện thấp và nguy hiểm tăng lên.

Đối với mạng điện dài, đặc biệt đường cáp, công suất pha không thể bỏ qua (C≠0). Ngay cả với cách điện pha rất tốt (r =∞) dòng điện sẽ chạy qua người qua điện dung của các pha và giá trị của nó sẽ được xác định theo công thức:

TÔI h =

Như vậy, mạch điện dài của các doanh nghiệp công nghiệp có điện dung lớn rất nguy hiểm, ngay cả khi cách điện pha tốt.

Nếu lớp cách điện của bất kỳ pha nào bị đứt, việc chạm vào mạng có dây trung tính cách ly sẽ trở nên nguy hiểm hơn so với việc chạm vào mạng bằng dây trung tính nối đất. Ở chế độ khẩn cấp (Hình 2.31, b) dòng điện đi qua người đã chạm vào pha có thể sử dụng được sẽ chạy qua mạch sự cố nối đất đến pha khẩn cấp và giá trị của nó sẽ được xác định theo công thức:

TÔI h = U l/ (R ich + R s).

Vì điện trở mạch Rz pha khẩn cấp trên trái đất thường nhỏ, khi đó con người sẽ chịu điện áp tuyến tính và điện trở của mạch tạo ra sẽ bằng điện trở của mạch điện của người đó Rz, điều này rất nguy hiểm.

Vì những lý do này, cũng như vì tính dễ sử dụng (khả năng thu được điện áp 220 và 380 V), mạng bốn dây có dây trung tính nối đất cho điện áp 380/220 V đã trở nên phổ biến nhất.

Chúng tôi chưa xem xét tất cả các sơ đồ mạng điện và các tùy chọn cảm ứng có thể có. Trong sản xuất, bạn có thể phải xử lý các mạch cấp nguồn phức tạp hơn đang bị ảnh hưởng đáng kể. điện áp cao, và do đó nguy hiểm hơn. Tuy nhiên, các kết luận và khuyến nghị chính để đảm bảo an toàn gần như giống nhau.