Какой ток опасен для человека

Какое напряжение и сила тока опасны для человека?

Казалось бы, чем меньше напряжение и сила тока, тем реже должны встречаться травмы и поражения, связанные с ними, однако статистика утверждает обратное. Оказывается, на высоковольтных установках (свыше 1000 В) работников реже бьет током — и все потому, что на них работает высококвалифицированный персонал.

Сила тока, который течет в проводах наших квартир, составляет 5 — 10 ампер, что смертельно опасно. Уже при силе тока в 10 милиампер (мА), что в 100 раз меньше одного ампера, ребенок не может самостоятельно отпустить электропровод из-за судорожного спазма мышц. Значения пороговых неотпускающих токов у разных людей различны. Средние значения их составляют: для мужчин 16 мА при частоте 50 Гц и 80 мА при постоянном токе, для женщин (соответственно) 11 и 50 мА, для детей 8 и 40 мА.

Отметим также, что безопасного напряжения не существует. Имеются многочисленные примеры смертельных случаев от поражения электрическим током с напряжением 12 В, а также известны летальные исходы при напряжении менее 4 Вольт.

При систематизации сведений о поражениях электрическим током, были сделаны такие наблюдения:

• переменный и постоянный ток силой до 1.5 мА вызывает слабые судороги пальцев рук;
• до 3 мА — дрожание кистей;
• до 7 мА — непроизвольные судорожные сокращения руки и ощущение жжения;
• до 10 мА — у взрослого человека еще есть возможность оторваться от оголенных проводов;
• до 25 мА — отпустить провод нереально, сильные судороги и болезненные ощущения;
• до 80 мА — перебои в работе сердца, затрудненное дыхание.

При воздействии током до 100 мА на протяжении более трех секунд сердце и дыхание останавливаются.

По степени тяжести поражение электрическим током делят на четыре степени:

• I степень — наблюдаются судорожные сокращения мышц без потери сознания.
• II степень — характерны судорожное сокращение мышц и потеря сознания.
• III степень — на фоне судорожного сокращения мышц с потерей сознания имеются нарушения сердечной деятельности или дыхания.
• IV степень — клиническая смерть. Причиной смерти могут быть паралич сердца, остановка дыхания, паралич мозга, тяжелые электроожоги.

Стоит отметить, что полностью безопасных электроприборов не существует, но наибольшую опасность представляют собой те, которые могут контактировать с водой. Известны случаи, когда даже заряжая телефон в ванной комнате и одновременно находясь в воде, люди умирали, получив смертельный удар током. О случаях падения в ванну включенных фенов вы наверняка знаете из фильмов — и это не киноприём. Поэтому соблюдайте инструкцию по использованию приборов и устройств. И будьте здоровы.

Что бьёт и убивает: ток или напряжение?

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

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

В чем отличие между током и напряжением?

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

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

Рис. 1. Строение атома

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

Рис. 2. Что такое напряжение

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

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

• постоянный характер – не зависимо от наличия или отсутствия нагрузки, величина напряжения не меняется, относится к источникам неограниченной мощности;
• изменяться в зависимости от величины нагрузки – относятся к источника с ограниченной мощностью, где величина питающего напряжения снижается при замыкании цепи;
• временный – при подключении нагрузки к источнику питания заряд полностью рассеивается через короткий промежуток времени, это конденсаторы, в некоторых ситуациях наведенное напряжение.

Поэтому ток не может протекать без наличия напряжения на участке цепи, но именно ток определяет интенсивность воздействия электрической энергии на человека.

Воздействие тока и напряжения на организм

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

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

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

А вот на сопротивление человека влияют многие факторы:

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

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

Чтобы представлять себе всю картину, нужно знать следующее:

• при 1 – 10 мА удар электрическим током не ощущается, человек свободно отпустит токоведущий элемент без угрозы для собственной жизни;
• от 15 – 50 мА воздействие электричества вызывает сокращения мышц и болезненные ощущения, самостоятельное освобождение человека может оказаться затруднительным;
• от 50 – 100 мА воздействие электрического тока затрагивает сердце, поэтому становится опасным для жизни;
• от 100 – 200 мА поражение электрической энергией может нанести летальный урон организму.

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

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

Подводя итоги

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

Рис. 4. Работа под напряжением с изолированной вышки

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

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.

Чем больше напряжение электрического тока, тем он опаснее для человека

Кстати действительно что же такое электрический ток и напряжение? Я думаю, что никто на самом деле и не знает, ведь чтобы это знать это надо хотябы видеть. Кто может видеть ток, бегущий по проводам?

Да никто, человечество еще не достигло таких технологий, чтобы воочию наблюдать движения электрических зарядов. Все что мы видим в учебниках и научных трудах это некая абстракция созданная в результате многочисленных наблюдений.

Ну ладно об этом можно много рассуждать… Так давайте попробуем разобраться, что такое электрический ток и напряжение. Я не буду писать определения, определения не дают самого понимания сути. Если интересно, возьмите любой учебник по физике.

Так как мы его не видим электрического тока и всех процессов протекающих в проводнике, тогда попробуем создать аналогию.

И традиционно электрический ток текущий в проводнике сравнивают с водой бегущей по трубам. В нашей аналогии вода это электрический ток. Вода бежит по трубам с определенной скоростью, скорость это сила тока, измеряемая в амперах. Ну трубы это само собой проводник.

Хорошо, электрический ток мы себе представили, но а что такое напряжение? Сейчас помозгуем.

Вода в трубе, в отсутствии каких-либо сил (сила тяжести, давления) теч не будет, она будет покоиться как и любая другая жижа вылитая на пол. Так вот эта сила или точнее сказать энергия в нашей водопроводной аналогии и будет тем самым напряжением.

Но что происходит с водой бегущей из резервуара расположенного высоко над землей? Вода устремляется бурным потоком из резервуара к поверхности земли, гонимая силами тяготения. И чем выше от земли расположен резервуар тем с большей скоростью вытекает вода из шланга. Понимаете о чем я говорю?

Чем выше резервуар, тем больше сила (читай напряжение) воздействующая на воду. И тем больше скорость водного потока (читай сила тока). Теперь становится понятно и в голове начинает создаваться красочная картинка.

Опасность электрического тока для человека

В статьях нашего портала, посвященных электрохозяйству – системам проводки доме или квартире, осветительным приборам, бытовой технике и электроинструментам всегда отводится должное внимание обеспечению безопасности. Это касается и монтажных работ, и эксплуатации. Специальные публикации подробно рассказывают о системах защиты – заземлении в частном доме, автоматических выключателях, дифференциальных автоматах и УЗО. Особое внимание уделено правильности организации домашней или квартирной электрической сети.

Монтаж электропроводки в доме не терпит упрощений и безалаберности!

Здесь должно действовать жёсткое правило: нет уверенности в своих возможностях – не принимайся за работу, зови специалиста. А если уж взялся делать сам, то строго соблюдай все до мелочей требования монтажа электрической проводки в доме – об этом рассказывает специальная статья портала. Свои особенности всегда имеет и прокладка электропроводки в деревянном доме.

Не следует относиться к рекомендациям по безопасности, как каким-то навязчивым нравоучениям. Электричество не прощает ошибок и небрежности. Его основная опасность в том, что угроза здоровью и жизни человека вообще может себя никак не проявлять.

Органы чувств предупреждают нас о многих видах опасностей. Можно увидеть приближающуюся угрозу, услышать ее, почувствовать запах газа или горения, ощутить кожей повышение температуры и т.п. Электричество же не имеет ни цвета, ни запаха, разит молниеносно, часто не давая ни доли секунды на ответную реакцию. Причем, даже те объекты (домашняя бытовая техника, приборы, сантехническое оборудование, инструменты, предметы обстановки т.п.) которые, казалось бы, никогда не представляли никакой угрозы, могут внезапно стать потенциально опасными.

Еще одна важнейшая опасность электричества – при его воздействии поражаются не только участки непосредственного контакта, но и системы и органы, находящиеся на пути прохождения тока через тело человека. Но и это не всё. Воздействие электричеством вызывает рефлекторные реакции, судорожные сокращения мышечных тканей, приводит к глубоким поражениям нервной системы и другим необратимым последствиям.

Ознакомьтесь с инструкцией, как измерить силу тока мультиметром, из нашей новой статьи на нашем портале.

Для начала рассмотрим, в каких условиях человек может быть поражен электрическим током.

Понятие потенциала, разности потенциалов

С понятием напряжения электрического тока тесно связано понятие «потенциал» , или «разность потенциалов». Хорошо, обратимся снова к нашей водопроводной аналогии.

Наш резервуар находится на возвышенности что позволяет воде беспрепятственно стекать по трубе вниз. Так как бак с водой на высоте, то и потенциал этой точки будет более высоким или более положительным чем тот что находится на уровне земли. Видите что получается?

У нас появилось две точки имеющие разные потенциалы, точнее разную величину потенциала.

Получается, для того чтобы электрический ток мог бежать по проводу, потенциалы не должны быть равны. Ток бежит от точки с большим потенциалом к точки с меньшим потенциалом.

Помните такое выражение, что ток бежит от плюса к минусу. Так вот это все тоже самое. Плюс это более положительный потенциал а минус более отрицательный.

Кстати а хотите вопрос на засыпку? Что произойдет с током, если величины потенциалов будет периодически меняться местами?

Тогда мы будем наблюдать то как электрический ток меняет свое направление на противоположное каждый раз как потенциалы поменяются. Это получится уже переменный ток. Но его мы пока рассматривать не будем, дабы в голове сформировалось ясное понимание процессов.

Расположение электродов

Однако еще в 1903 году было установлено, что опасность в большей степени зависит от полюсов источника постоянного тока. В тех случаях, когда электрод с отрицательным полюсом подключен к верхней части тела человека, а электрод с положительным полюсом – к нижней, то опасность поражения намного выше, чем при обратном расположении. Ученый Ажибаев развил это утверждение, и его исследования на собаках подтвердили, что фибрилляция наступает раньше именно при расположении электрода с отрицательным полюсом вверху. Впрочем, реакция у разных животных может проявляться по-разному.

В 1970-1972 гг. были проведены исследования Гудэрски, которые заключались в сравнении оценки действия постоянного тока промышленной частоты. В ходе исследования ученые плавно увеличивали напряжение от нуля, в результате тяжесть поражения животных при постоянном токе была намного ниже (в несколько раз) по сравнению с тяжестью поражения при переменном (частота при этом была равна 50-60 Гц). Это еще раз дает понять, какой ток более опасен – переменный и постоянный.

Измерение напряжения

Для замера напряжение используется прибор вольтметр, хотя сейчас наиболее популярны мультиметры. Мультиметр это такой комбинированный прибор имеющий в себе много чего. О нем я писал в статье и рассказывал как им пользоваться.

Вольтметр это как раз тот прибор который измеряет разность потенциалов между двумя точками. Напряжение (разность потенциалов) в любой точке схемы обычно измеряется относительно НОЛЯ или ЗЕМЛИ или МАССЫ или МИНУСА батарейки. Не важно главное это должна быть точка имеющая наименьший потенциал во всей схеме.

Итак чтобы измерить напряжение постоянного тока между двумя точками, делаем следующее. Черный (минусовой ) щуп вольтметра втыкается в ту точку, где предположительно мы можем наблюдать точку с меньшим потенциалом (НОЛЬ). Красный щуп (плюсовой) втыкаем в точку, потенциал которой нам интересен.

И результатом измерения будет числовое значение разности потенциалов, или другими словами напряжение.

Измерение тока

В отличие от напряжения, которое замеряется в двух точках, величина тока замеряется в одной точке. Так как сила тока (или говорят просто ток) по нашей аналогии есть скорость течения воды, то эту скорость нужно замерять только в одной точке.

Нам нужно распилить водопровод и вставить в разрыв некий счетчик, который будет подсчитывать литры и минуты. Както так.

Аналогично если вернемся в реальный мир нашей электрической модели, то получим тоже самое. Чтобы замерить величину электрического тока, нам нужно подключить в разрыв электрической цепи нехитрый прибор — амперметр. Амперметр также входит в состав мультиметра. Вы также можете почитать в моей статье.

Щупы мультиметра нужно переставить в режим измерения тока. Затем перекусываем наш проводник, и подключаем обрывки провода к мультиметру и вуаля — на экране мультиметра будет показана величина тока.

Как трехфазный ток преобразуется в однофазный

Осталось разобраться, почему мы пользуемся однофазным током с напряжением, величина которого составляет именно 220 Вольт. Для этого необходимо проследить путь, и трансформацию электроэнергии от электростанции до розетки в доме потребителя.

Мощные электростанции вырабатывают напряжение порядка 200 300 тысяч вольт, затем эта электроэнергия передается по высоковольтным ЛЭП на групповые распределительные подстанции, обслуживающие города, районы, крупные промышленные предприятия. Здесь происходит понижение напряжения, как правило, до 6000 Вольт и дальнейшая подача электричества на понижающие подстанции, трансформаторы которых снижают высокое напряжение до 380 Вольт.

Закон Ома

Ну что дорогие друзья, я думаю что мы не теряли время даром. Ознакомившись с нашими водопроводными моделями в голове начал складываться пазл, начало формироваться понимание.

Ну чтож попробуем проверить его на законе Ома.

• I — ток измеряемый в Амперах (А);
• U-напряжение измеряемое в Вольтах (В);
• R-сопротивление измеряемое в Омах (Ом)

Про сопротивление я сегодня не говорил, но я думаю что вы поняли. Сопротивление электрическому току оказывается материалом проводника. В нашей водопроводной системе сопротивление току воды оказывают ржавые трубы, забитые ржавчиной и прочей какой.