Odporność ludzkiego ciała - od czego zależy i jak może się zmienić

Kiedy dana osoba znajdzie się pod napięciem elektrycznym, prąd przepływa przez jego ciało, a wielkość tego prądu zależy nie tylko od wielkości przyłożonego napięcia, ale także od oporu ludzkiego ciała. Tymczasem opór ludzkiego ciała nie jest bynajmniej stały; jego wartość zależy od wielu czynników: od stanu osoby w momencie kontaktu (psychicznego i fizycznego), od parametrów obwodu zamkniętego, od zewnętrznych warunków środowiskowych, w których dana osoba jest w momencie uderzenia.

Ciało ludzkie składa się z różnych tkanek, a każdy rodzaj tkanki ma swoją odporność. Na przykład ścięgna, skóra, tkanka tłuszczowa, chrząstka i kości mają oporność rzędu 3 - 20 kOhm / m. Krew, mięśnie, limfa, mózg i rdzeń kręgowy - tylko od 0,5 do 1 Ohm / m. Ze wszystkich tych tkanek skóra jest najbardziej odporna, dlatego to skóra w dużej mierze determinuje odporność organizmu ludzkiego na prąd elektryczny.

Ludzka skóra ma złożoną strukturę. Jego zewnętrzna warstwa - naskórek - zawiera kilka części strukturalnych: zewnętrzną warstwę rogową naskórka, która nie zawiera nerwów ani naczyń krwionośnych, a zatem ma najwyższy opór, oraz inne warstwy, których opór jest znacznie mniejszy niż warstwa rogowa naskórka. Dalej jest skóra właściwa - warstwa wewnętrzna, której opór jest również znacznie mniejszy, co oznacza, że ​​opór warstwy rogowej naskórka ma kluczowe znaczenie w całkowitej odporności skóry.

Odporność skóry zależy od jej stanu. Jeśli skóra jest sucha i czysta, nie ma uszkodzeń, jej odporność mieści się w zakresie od 10 do 100 kOhm. Jeśli na skórze występują nacięcia, zadrapania, mikrourazy, mogą znacznie zmniejszyć odporność organizmu ludzkiego na odporność tylko tkanek wewnętrznych. Oczywiście obecność wyżej wymienionych zmian skórnych powoduje, że porażenie prądem jest bardziej niebezpieczne. Zanieczyszczona i wilgotna skóra ma również niższą odporność.

Całkowitą oporność ciała ludzkiego, która została poddana stresowi, można przedstawić jako składającą się z trzech oporności, połączonych szeregowo: dwóch warstw naskórka i jednej - odporności skóry właściwej i tkanek wewnętrznych. Zatem wewnętrzne tkanki służą razem z przyłożonymi elektrodami, jakby płytki kondensatorowea naskórek jest dielektrykiem.

W rezultacie, jeśli elektrody zostaną przyłożone zewnętrznie do ciała, obwód zostanie uzyskany z aktywnej rezystancji tkanek wewnętrznych i prawie pojemnościowej rezystancji naskórka. Oznacza to, że możemy powiedzieć, że mówimy o stałej dielektrycznej od 100 do 200 oraz o rezystywności od 10 do 100 kΩ / mw obwodzie składającym się z kondensatora i rezystor.

Tkanki wewnętrzne mają rezystancję czynną Rv z małym składnikiem pojemnościowym, który jest prawie niezależny od obszaru elektrod lub częstotliwości i wynosi od 500 do 700 omów.

Ale zależy to od długości i przekroju części ciała oraz od oporności narządów wewnętrznych. Oznacza to, że w równoważnej formie całkowity opór Zm ludzkiego ciała można przedstawić następująco:

Przy niewielkim oporze ludzkiego ciała składnik pojemnościowy traci wartość:

Opór elektryczny ludzkiego ciała zależy więc od następujących pięciu czynników:

• Od ogólnego stanu psychologicznego i fizjologicznego (cechy indywidualne);

• Z podłogi - od grubości skóry (u mężczyzn odporność jest wyższa niż u kobiet);

• Od wieku - od szorstkości skóry (u dorosłych odporność jest wyższa niż u dzieci);

• Od warunków zewnętrznych (temperatura, ciśnienie, wilgotność, gęstość);

• Od ogólnego stanu skóry (rany, brud, wilgoć itp.);

• Od bodźców zewnętrznych (nagły cios, zastrzyk, światło lub dźwięk), które mogą zmniejszyć opór o 20-50% w ciągu kilku minut.

Łatwo zauważyć, że rezystancja elektryczna ciała ludzkiego nie jest stała i nieliniowa, ale dla obliczeń przyjmuje się, że wynosi 1 kOhm. Niemniej jednak opór ludzkiego ciała zależy również od przyłożonego napięcia, ponieważ w czasie porażenia prądem może się okazać, że obwód obejmuje również powierzchnię podłogi, glebę, buty, ubrania itp. Prąd będzie wtedy określał nie tylko opór samego ciała osoba, ale także schemat włączenia jej do łańcucha.

Dwufazowy dotyk

Dzięki dwufazowemu dotykowi osoba stoi na izolowanej podstawie, dotykając jednocześnie dwóch faz sieci trójfazowej lub dwóch przewodników jednofazowej sieci prądu przemiennego lub stałego. W takim przypadku prąd przepływa przez ręce i ważne narządy, co jest bardzo niebezpieczne, a nawet bardziej niebezpieczne, jeśli obwód wystąpi wzdłuż ścieżki ramienia - głowy. Za pomocą tego dotyku można uzyskać albo liniowe napięcie międzyfazowe, albo pełne napięcie robocze instalacji elektrycznej.

Jeśli osoba dotknęła otwartych części ciała, wówczas opór jest określany przez opór ciała, opór skóry, jeśli nastąpił kontakt z biegunami przez ubrania, wówczas opór ubrania jest dodawany kolejno do obwodu.

Możesz porównać te dwie opcje. Odporność suchych ubrań wynosi od 10 do 15 kiloomów, a mokrych ubrań - od 0,5 do 1,5 kiloomów. Oczywiście opór ubrania w taki czy inny sposób ogranicza przepływ prądu przez ludzkie ciało, chociaż spada on 10 do 30 razy, jeśli ubrania są mokre.

Przy suchych ubraniach szok odczuwa się silnym drżeniem od palców do nadgarstka, to jest 20 mA przy 220 woltach. Jeśli ubrania są mokre, wówczas przy 140 mA dłonie można oderwać od punktów kontaktowych tylko przy pewnym wysiłku. Odporność butów i podłogi nie jest tutaj brana pod uwagę, ponieważ nie są one uwzględnione w łańcuchu.

Dotykowy jednofazowy lub jednobiegunowy

Osoba stoi na ziemi i tylko jedna część ciała dotyka pod napięciem instalacji elektrycznej, a potencjał instalacji elektrycznej różni się od potencjału ziemi lub innej powierzchni nośnej. W takim przypadku osoba spada pod napięciem względem ziemi, a prąd płynący przez ciało będzie prądem ziemnozwarciowym.

Obecna ścieżka przez głowę pętli - nogi lub ramię - nogi, podczas gdy przez ważne narządy. Łańcuch będzie obejmował opór: ciała, ubrania, buty, podpory. Buty oporowe i podpory są połączone ze sobą równolegle.

W zależności od materiału podeszwy, niezależnie od tego, czy jest mokra, czy sucha, odporność buta będzie inna. Ważną rolę odgrywa materiał podłogi (powierzchnia nośna):

• Mokra skórzana podeszwa ma rezystancję 500 omów, sucha - 100 kOhm;

• Mokra gumowa podeszwa - 1,5 kOhm; sucha gumowa podeszwa - 500 kOhm;

• Podłoga metalowa - od 0 (sucha) do 10 omów (mokra);

• Sucha ziemia - 20 kOhm, mokra - 800 Ohm;

• Suchy beton - 2 megaomy, mokry beton - 900 omów;

• Suchy linoleum - 1,5 MOhm, mokry linoleum - 50 kOhm;

• Suchy kamień - 8,5 kOhm, mokry kamień - 5 kOhm;

• Śnieg lub lód - od 300 omów do 2 megaomów;

• Suchy piasek - 8 kOhm, mokry piasek - 1,6 kOhm;

• Sucha czarna gleba - 160 omów, mokra czarna gleba - 50 omów.

Jak widać, odporność podparcia i butów odgrywa ważną rolę i często wielokrotnie przekracza opór ludzkiego ciała, szczególnie w stanie suchym, który czasem może uratować życie.

Po dotknięciu skrzynki instalacyjnej, która z jakiegoś powodu okazała się pod napięciem, jeśli nie ma uziemienia, cały prąd przepłynie przez ciało. Jeśli uziemienie jest obecne, główna część prądu przejdzie przez ziemię, a przez ciało - tylko niewielką część, stanowi to mniejsze zagrożenie dla życia.

Napięcie krokowe

Jeśli osoba stoi na ziemi w pobliżu systemu elektrod uziemiających, a prąd przepływa przez ziemię, wówczas prąd ten może częściowo przepływać przez nogi przez ciało osoby - przez nogę pętli - nogę, to znaczy osoba spadnie pod napięciem skokowym. Powstaje sekwencyjny łańcuch składający się z oporów podparcia, butów i ciała.Odporność butów i podpór odgrywa tutaj decydującą rolę, a w suchej formie są w stanie przyjąć większy stres, niż nagie ciało zaakceptuje.