Действие тока на организм человека: Как проявляется воздействие электротока на человеческий организм

Содержание

Как проявляется воздействие электротока на человеческий организм

Действие электрического тока на организм человека вызывает травмы различного характера и приводит к летальному исходу. Это происходит во время контакта с источником электроэнергии. Во время касания проводника тока организм человека становится продолжением электрической системы. Тела людей представляют собой сосуды, наполненные большим количеством жидкости и солей, которые могут хорошо пропускать через себя электрическую энергию. От совокупности факторов, при которых происходит контакт с электродом, зависит степень поражения человеческого организма.

Плакат

Плакат

Опасные значения тока

Организм ощущает электричество силой больше 1 мА. При увеличении показателя возникает чувство дискомфорта. Уже при величине 12 мА в мышечной массе возникают болезненные ощущения. В дальнейшем человек перестаёт владеть своим телом и не имеет возможности самостоятельно избавиться от контакта с проводником тока.

Электроток более 25 мА сводит судорогой мышечную массу грудного отдела. В итоге пострадавший перестаёт дышать и погибает. Также большой ток может вызвать такое явление, как фибрилляция, когда сердце перестаёт ритмично биться, что может стать причиной остановки органа.

Чем опаснее переменный ток постоянного напряжения

Чтобы увидеть разницу действия между токами постоянного и переменного рода, нужно обратиться к следующей таблице.

Особенности воздействия на человека постоянного и переменного тока

Величина тока, мАСледствия действия электротока
ПеременныйПостоянный
0,5 – 1,6Лёгкая дрожь в кистях рукНе чувствуется
6 – 7Руки сводят судорогиСлабое покалывание. Руки нагреваются
8 – 10Острая боль в руках, но можно самому освободиться от проводникаЛёгкие судорожные движения. Нагрев кожи усиливается
20 – 25Паралич конечностей, тяжёлое дыхание. Невозможность избавиться от контактаСлабые судороги
40 – 85Паралич органов дыхания. Угроза прекращения сердечной деятельности сердцаСудороги в руках. Сильный нагрев. Дыхание затруднено
90 – 100Прекращение дыхания, сердце замирает при длительности действия больше 3 сек.Паралич диафрагмы

Обратите внимание! Ток переменного рода опаснее постоянного напряжения. Однако при больших значениях постоянный ток может стать угрозой для жизни.

Виды поражения электрическим током

Различают:

  • термическое;
  • электролитическое;
  • биологическое.

Термическое

Во время неосторожного касания оголённого токопровода возрастает риск получить ожоги кожи разной степени. Термическое действие большого тока вызывает сильный нагрев кровеносных сосудов. Это приводит к потере функциональности. Органы перестают полноценно работать.

Дополнительная информация. Электроожоги принимают более тяжёлую форму, чем поражение от открытого огня. Лечат их особым способом по специальной методике.

Электролитическое

Электролитическое поражение воздействует на состав крови так, что она теряет свои свойства и распадается на несколько фракций. Спасти может только срочное переливание крови.

Биологическое

Биологическое воздействие тока на тело человека нарушает нормальную работу мышечной массы. Опасность состоит в том, что перестаёт двигаться диафрагма, и пострадавший погибает от удушья.

Виды электротравм

Под воздействием опасного электрического тока на организм человека возникают локальные повреждения тканей тела.

К ним относят следующие:

  • электроожоги;
  • электрические знаки;
  • металлизация кожного покрова;
  • механический разрыв;
  • электроофтальмия.

Электрический ожог

Электроимпульс поражает кожный покров разной степени ожогами. Особенно тяжёлые травмы получают при контакте с электрической дугой. Нагрев разряда достигает температуры 30000С.

Электрическая дуга

Электрическая дуга

Что такое электрические знаки

На коже возникают отметины сероватого или желтоватого оттенка. Повреждённые части кожного покрова проявляются после соприкосновения с оголённым проводником электричества. Объяснить природу этих знаков до сих пор затрудняются.

Возникновение металлизации кожи

Такое явление происходит из-за мелких металлических частиц, которые попали внутрь кожного покрова из расплавленного электрода от электрической дуги. Кожа, где произошёл ожог, приобретает металлический оттенок, становится болезненной и жёсткой.

Когда наступает электроофтальмия

Этим термином обозначают поражение роговицы глаз ультрафиолетовыми лучами дуги. В результате у человека, насмотревшегося на сварку без защитных очков, воспаляются глаза. Они краснеют и начинают обильно слезиться, сопровождаемые острой резью.

Возникновение механических повреждений

Ток становится причиной конвульсий мышечной ткани. Иногда доходит до разрыва кожного покрова и вен. Возможны переломы костей в результате потери равновесия пострадавшим.

Последствия электрического удара

Он характеризуется тем, что резко возбуждает нервные окончания клеток тканей в месте прохождения импульса. Возникают спонтанные хаотичные сокращения мышечной ткани.

Степени поражения электрическим ударом в зависимости от состояний организма человека

Степень пораженияСостояние
1Мышечные судороги, полное сознание
2Мышечные судороги, отсутствие сознания
3Замирание диафрагмы, сердце работает
4Прекращение дыхания, паралич сердца – клиническая смерть

Остановка сердца

Жизненно-важный орган перестаёт функционировать от поражения током сердечной мышцы. Такое происходит, когда электроток стремится пройти напрямую через грудину.

Пути прохождения тока

Пути прохождения тока

Фибрилляция

Сердце нормально работает, когда все желудочки ритмично прокачивают кровь. Ток может вызвать трепетание сердца. В результате живой насос перестаёт выполнять свою функцию. Кровь перестаёт циркулировать в сосудах, резко падает давление, и через 5-8 минут может наступить смерть. Вовремя оказанная первая помощь (совместное применение непрямого массажа сердца с искусственным дыханием) может пострадавшего спасти.

Электрический шок

От удара током наступает тяжёлое нервно-рефлекторное состояние организма. Падает кровяное давление, замирают органы дыхания, возникают проблемы с обменом веществ. Человек оказывается в полном ступоре от десяти-пятнадцати минут, может оставаться в таком состоянии в течение суток. В случае неоказании экстренной помощи травмированный человек может погибнуть. Вовремя оказанная помощь приведёт к тому, что пострадавший полностью выздоровеет.

Факторы, вызывающие опасные электротравмы

Опасность поражения электроэнергией выражается рядом важных показателей:

  • величина электрического сопротивления организма человека;
  • показатели электротока;
  • временной промежуток действия;
  • частота и род тока;
  • маршрут прохождения электропотока в теле;
  • психофизиологический баланс;
  • особенности состояния органов тела человека;
  • обстановка: уровень влажности, температура, загрязнённость воздушного пространства.

Электрическое сопротивление тела человека

Сопротивление организма – величина непостоянная, может меняться с изменением влажности кожного покрова, величины участка соприкосновения, временного промежутка контакта. Для расчёта электробезопасности берут показатель сопротивления тела в 1 кОм. Длительное поражение вызывает обильное выделение пота, что сопровождается падением сопротивления. Эпителий становится активным проводником тока, чем усугубляет положение.

Зависимость исхода поражения от величины тока

Величина тока значительно определяет исход поражения. Увеличение силы тока усугубляет тяжесть нанесённых электротравм.

Как влияет длительность действия тока

Время контакта существенно влияет на тяжесть электротравмы. Чем больше временной промежуток нахождения пострадавшего от несчастного случая под воздействием электротока, тем больше риск его гибели.

Влияние пути тока в теле пострадавшего

От того, какая часть тела контактировала с токоведущим проводником, и где произошёл выход электричества, зависит путь тока. Одно из самых угрожающих направлений – проход сквозь грудную клетку, где расположены жизненно-важные органы.

Пути тока

Путь% от общего электротока, проходящего через сердце
Рука – рука3,2
Левая рука – ноги3,6
Правая рука – ноги6,7
Нога – нога0,4
Голова – ноги6,7
Голова – руки7
Петли прохождения тока

Петли прохождения тока

Становится понятно, что наименьший вред приносит путь «нога – нога». Не стоит надеяться на это. При ходьбе по территории, где упал мощный токопровод, нижние конечности парализует, и человек оказывается в лежачем положении. Вследствие этого поражение наносится всему телу. Такое явления объясняют возникновением эффекта шагового напряжения.

Род и частота тока

Поток электричества частотой 50-60 Гц особенно опасен. Резкий разрыв электрической цепи человеком, как правило, приводит к удару, сопровождаемому судорогами конечностей.

Зависимость от индивидуальных свойств человека

Абсолютно здоровый человек стойко выдерживает поражающий фактор. Люди с сердечными заболеваниями и расстройством нервной системы, нарушениями кожного покрова и под воздействием алкоголя подвержены большему риску получения тяжёлой электротравмы.

Воздействие внешней среды на механизм поражения

Повышенный уровень влажности, запыленность воздуха, магнитные поля от электрооборудования – всё это может усиливать тяжесть поражения электрическим током. Влага, токопроводящие частички пыли, внешнее магнитное поле служат хорошими проводниками электричества. Они становятся факторами, усиливающими мощность угрожающего импульса тока.

Случаи отдалённых последствий электротравмы

Можно привести много примеров последствий электротравм:

  • зрение после сильной электроофтальмии может ослабеть;
  • человек, переживший фибрилляцию, в ряде случаев приобретает заболевание сердца;
  • термический ожог приводит к пересадке кожи, в тяжёлых случаях люди теряют конечности;
  • металлизация кожи грозит потерей обширных участков кожного покрова, что приведёт к пересадке тканей;
  • люди, пережившие клиническую смерть, впоследствии иногда становятся умственно-неполноценными.

Принятие мер безопасности

Электробезопасность на производстве – одна из ключевых дисциплин техники безопасности. Совокупность организационных и технических мероприятий направлена на защиту работников от случайных контактов с токопроводниками.

Обратите внимание! Надзорные органы охраны труда осуществляют постоянный контроль состояния техники электробезопасности на всех объектах промышленного и гражданского назначения.

Оказание первой помощи пострадавшим

Жизнь и здоровье травмированного человека зависит от того, как быстро и правильно будет оказана первая помощь.

Искусственное дыхание

Искусственное дыхание

В первую очередь, для спасения жизни пострадавшего нужно произвести следующие действия:

  1. Немедленно освободить человека от воздействия тока. Если это не удаётся, то необходимо перерезать или перерубить токопроводящий проводник (кабель или провод). Надев резиновую обувь и диэлектрические перчатки, кабель рубят топором с сухой деревянной ручкой.
  2. Тело надо вытащить из опасной зоны. По возможности используют резиновые коврики, деревянный сухой настил и тому подобное.
  3. Если пострадавший остаётся в сознании, надо его уложить на носилки, тепло укрыть и дать 20 сердечных капель. После этого погрузить носилки с пострадавшим в автомобиль скорой помощи.
  4. Когда обнаруживается, что травмированный находится в бессознательном состоянии, необходимо освободить тело от стеснённой одежды в районе груди, обеспечить приток свежего воздуха и укрыть тёплым одеялом. Надо поднести к носу ватку с нашатырным спиртом, растереть ею виски и дождаться приезда реанимобиля.
  5. Если налицо видны признаки клинической смерти, срочно нужно срочно сделать непрямой массаж сердца, одновременно с этим каждые 15 секунд делать искусственное дыхание – «рот в рот». После выдоха нужно 3-4 раза нажать на грудину. Процесс повторяют до полного восстановления дыхания и сердечной деятельности.

Вся жизнь человека окружена носителями электрической энергии. Поэтому нужно понимать всю опасность контактов с источниками электрического тока. Всегда надо помнить о безопасном поведении при обращении с различными проводниками тока и знать, как оказывать первую помощь.

Видео

Электрический ток

опасность удара электрическим током

Еще в 18 веке было доказано, что электрический ток способен оказывать сильное негативное влияние на человеческий организм. Но только спустя около века были сделаны первые описания электротравм, получаемых от воздействия постоянного тока (1863 г.) и переменного (1882 г.).

Что такое электротравма и электротравматизм?

Электротравма – повреждение человеческого организма электрическим током (электрической дугой).

Явление электротравматизма объясняется последовательностью следующих особенностей: в организме человека, случайно оказавшегося под воздействием напряжения, возникает защитная реакция. Иными словами, противостояние электрическому току начинает происходить в момент его непосредственного протекания через наше тело. В таких ситуациях происходит непросто сильное воздействие токов на организм человека, но и нарушение кровообращения, дыхания, сердечно-сосудистой и нервной системы и т. п.

Электротравму предугадать нелегко, поскольку ее получение происходит не только при непосредственном контакте с токоведущими элементами, но и при взаимодействии с электрической дугой и шаговым напряжением.

Электротравматизм хоть и случается реже других видов производственных травм, но при этом находится на первых местах среди тех повреждений, которые оцениваются тяжелыми и приводящими к летальному исходу. Наибольший процент травм, вызванных влиянием электрического тока, происходит в процессе работы на электрических установках высокого напряжения (до 1000 В). Главной причиной электротравм служит частое использование именно таких типов электрических установок, а также недостаточная квалификация работников. Безусловно, существуют агрегаты с более высоким показателем напряжения (свыше 1000 В), но, как ни странно, в их эксплуатации поражения током редки. Такая закономерность объясняется высоким профессионализмом и компетентностью обслуживающего высоковольтные установки персонала.

Самыми распространенными причинами поражения током являются:

  • прямой телесный контакт с неизолированными токоведущими частями;
  • прикосновение к деталям электрического оборудования, изготовленным из металла;
  • прикосновение к неметаллическим элементам, находящимся под сильным напряжением;
  • взаимодействие с током шагового напряжения или с электрической дугой.

классификация поражений током

Классификация поражений электрическим током

Воздействие электрического тока при протекании через человеческий организм бывает термическим, электролитическим и биологическим.

    • Термическое воздействие – сильный нагрев тканей, что нередко сопровождается ожогами.
    • Электролитическое воздействие – разложение органических жидкостей, к которым относится и кровь.
    • Биологическое воздействие – нарушение биоэлектрических процессов, раздражение и возбуждение живых тканей, частое и беспорядочное сокращение мышц.

Поражения электротоком делятся на два основных вида:

  • Электротравмы – локальные поражения тканей или органов (ожоги, знаки, электрометаллизация).
    • Электрический ожог – итог сильного нагрева током (свыше одного ампера) тканей человека. Ожог, поражающий только кожный покров, называется поверхностным; повреждающий глубокие ткани тела является внутренним. Также электрические ожоги делятся по принципу возникновения: контактные, дуговые, смешанные.
    • Электрический знак внешне выглядит как серое или бледно-желтое пятно, напоминающее мозоль. Возникает данная травма в области контакта с токоведущим элементом. В основном, знаки не сопровождаются сильной болью и по прошествии небольшого количества времени сходят.
    • Электрометаллизация – явление, при котором кожа человека пропитывается металлическими микрочастицами. Это происходит в момент, когда металл под влиянием тока испаряется и разбрызгивается. Пораженная кожа приобретает цвет, соответствующий проникшим соединениям металла, и становится шероховатой. Процесс электрометаллизации не опасен, а эффект после него по истечении некоторого времени пропадает аналогично электрическим знакам. Куда более серьезные последствия имеет металлизация органов зрения.

Помимо ожогов, знаков и электрометаллизации в число электротравм также входит электроофтальмия и различные механические повреждения. Последние являются итогом непроизвольных сокращений мышц в момент протекания тока. К ним относятся сильные разрывы кожного покрова, кровеносных сосудов, нервов, а также вывихи и переломы. Электроофтальмия – явление, представляющее собой сильное воспаление глазных яблок после воздействия УФ-лучей электрической дуги.

udar_tokom

  • Электрический удар выражается в форме сильного возбуждения живых тканей после воздействия на них электрического тока. Как правило, данное явление сопровождается беспорядочным судорожным сокращением мышц. Исход электроударов бывает разным, на основе чего они и делятся на пять видов:
    • без потери сознания;
    • с потерей сознания, сопровождающееся нарушением функционирования сердца и дыхания;
    • с потерей сознания, но без сбоев в работе сердечно-сосудистой системы и без нарушения дыхания;
    • клиническая смерть;
    • электрический шок.

Два последних вида стоит рассмотреть более подробно.

Клиническая смерть иначе называется также «мнимой» смертью, характеризующаяся длительностью в 6-8 минут. Данное явление считается переходным состоянием от жизни к смерти, которое сопровождается прекращением работы сердца и приостановлением дыхания. По прошествии вышеуказанного периода времени начинается необратимый процесс гибели клеток коры головного мозга, что заканчивается биологической смертью. 

Распознать мнимую смерть можно по следующим признакам:

    • фибрилляция сердца (т.е. разрозненное сокращение его мышечных волокон, сопровождающееся нарушением синхронной деятельности и насосной функции) или его полная остановка;
    • отсутствие пульса и дыхания;
    • синеватый цвет кожи;
    • расширенные зрачки без реагирования на свет, как следствие недостатка кислорода в коре головного мозга.

Электрический шок представляет собой тяжелую нервнорефлекторную реакцию человеческого организма на воздействие тока. Данное явление сопровождается сильными расстройствами дыхания, функционирования кровеносной и нервной системы и др.

Организм моментально реагирует на влияние электрического тока, вступая в фазу сильного возбуждения. В этот период происходит полная реакция на причинение боли, сопровождающаяся повышением артериального давления и другими процессами. Фаза возбуждения сменяется фазой торможения, которой свойственно истощение нервной системы, слабое дыхание, попеременное падение и учащение пульса, снижение артериального давления. Все перечисленные признаки приводят организм в состояние глубокой депрессии. Электрический шок может длиться как несколько десятков минут, так и несколько суток. Итог может быть полярно разным: либо полное выздоровление, либо необратимая биологическая смерть.

предельные значения тока

Предельные значения действия тока на человека

От показателя силы тока напрямую зависит его влияние на организм человека:

  • 0,6-1,5 мА при переменном токе (50Гц) и 5-7 мА при постоянном токе – ощутимый ток;
  • 10-15 мА при переменном токе (50Гц) и 50-80 мА при постоянном токе – не отпускающий ток, который в момент прохождения через организм провоцирует сильные судорожные сокращения мышц той руки, которая сжимает проводник;
  • 100 мА при переменном (50Гц) и 300 мА при постоянном токе – фибрилляционный ток, который приводит к фибрилляции сердца.
Влияние различных факторов на степень воздействия тока

Итог влияния электрического тока на организм человека также напрямую зависит от следующих факторов:

  • длительность протекания тока. То есть, чем дольше человек находился под воздействием, тем выше опасность и серьезней нанесенные травмы;
  • специфические особенности каждого организма в данный момент: масса тела, физическое развитие, состояние нервной системы, наличие каких-либо заболеваний, алкогольное или наркотическое опьянение и др.;
  • «фактор внимания», т.е. подготовленность к возможности получения электрического удара;
  • путь тока сквозь человеческое тело. Например, более серьезную опасность несет прохождение тока через сердце, легкие, мозг. В случае, если ток обошел жизненно важные органы, риск серьезных поражений резко снижается. На сегодняшний день зафиксирован самый популярный путь прохождения тока, который называется «петлей тока» — правая рука-ноги. Петли, отнимаемые работоспособность человека более чем на трое суток, представляют собой пути рука-рука (40%), правая рука-ноги (20%), левая рука-ноги (17%).

Знание влияния электрического тока на человеческий организм крайне необходимо. Это поможет Вам в чрезвычайных ситуациях оказать правильную медицинскую помощь пострадавшему.

Торговая сеть «Планета Электрика» обладает широким ассортиментом различных средств защиты при различных работах, с которым более подробно можно ознакомиться в нашем каталоге. 

Воздействие электрического тока на человека.

Воздействие электрического тока на человека.


Электрический ток

Опасность поражения людей электрическим током на производстве и в быту появляется при несоблюдении мер безопасности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов. По сравнению с другими видами производственного травматизма электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест. На производстве из-за несоблюдения правил электробезопасности происходит 75% электропоражений.

Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое, световое воздействие.

Термическое воздействие тока характеризуется нагревом кожи и тканей до высокой температуры вплоть до ожогов.

Электролитическое воздействие заключается в разложении органической жидкости, в том числе крови, и нарушении ее физико-химического состава.

Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц вплоть до их разрыва.

Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей и сопровождается судорожными сокращениями мышц.

Световое действие приводит к поражению слизистых оболочек глаз. Имея дело с физикой (описывающей поведение движущихся зарядов) и физиологией (описывающей реакцию живого тела на движущийся заряд), нельзя оперировать «логикой», в которой участвуют не конкретные значения физических величин, а «очень много» «очень мало» и так далее.

Начнем с того, что вообще убивает в случае поражения током. Чтобы наступила смерть от электрического тока, нужно выполнение определенных условий (как минимум, одного): остановка сердца (вызванная сокращением мышцы под действием протекающего через нее тока), необратимое поражение нервной системы, глубокий ожог тканей.

Для остановки сердца (если не брать случай с больными или теми, у кого установлен кардиостимулятор) нужно: чтобы ток через тело был где-то выше четверти Ампера (при приложении тока дольше секунды — выше 50-70 мА), чтобы он протекал именно через тело и затрагивал сердце, а не проходил через небольшой участок кожи. Потому, например, если взять те же пресловутые «220 из розетки» и приложить два провода к коже на руке, пока человек будет стоять на достаточно толстом изоляторе (чтобы исключить стекание тока через емкость между ногами и полом), получится ожог руки, но никто не умрёт. И, наоборот, при определенных условиях, того же человека можно убить источником тока, имеющим напряжение в скромные четыре десятка вольт, приложив напряжение между его левой рукой и ногами, обеспечив надержный контакт (большая площадь соприкосновения с проводами, мокрая кожа). Высокое напряжение, безусловно, играет существенную роль в процессе, но эта роль — не единственная. На силу воздействия также влияет частота: мышцыпо-разному реагируют на постоянный ток, переменный ток низкой частоты (десятки герц, как в питающей сети), ток более высокой частоты (единицы килогерц). Более высокочастотный переменный ток нуждается в большей длительности воздействия, так как мышцы на него реагируют медленнее. Также, высокочастотные токи из-за свойств проводимости оказываются «вытеснены» на поверхность тела. Что, при прочих равных условиях (напряжение, ток, точки приложения к телу) делают их менее опасными, так как величина тока через внутренние органы снижается на порядки.

Эти же факторы в разных комбинациях влияют на поражение нервной системы и ожоги. В историях с поражением молнией всегда остается вопрос, а шел ли ток через тело, или по его поверхности, либо вообще только «по касательной» (мокрая не очень чистая одежда имеет меньшее сопротивление, да и механизм течения токов такого высокого напряжения заслуживает отдельной статьи).

Говоря о «шокерах», можно также посмотреть на конкретные цифры. Скажем, Taser заявляет для некоторых своих моделей следующие электрические параметры: ток импульсный, каждый импульс общей длиной порядка 120 микросекунд, частота следования импульсов — 20 раз в секунду, частота тока внутри импульса — 10 килогерц, сила тока на первом периоде импульса — до 3 Ампер, далее — очень быстро затухает. Что мы из этого можем извлечь? А то, что импульсы слишком короткие, чтобы вызвать смертельные изменения, частота — слишком высока, чтобы создать высокую плотность тока через внутренние органы (очевидно, подобрана, чтобы поражать только двигательные мышцы на поверхности тела), импульсы следуют достаточно редко. Плюс, электроды шокера никогда не оказываются приложены к разным концам тела. Потому, если не стараться специально вмешаться в конструкцию, убить им — достаточно сложно.

Закон Ома для участка цепи гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Данная информация требуется для того, чтобы понять для чего нужно знать напряжение сети, сопротивление человека, так как из закона следует, что данная информация требуется. Если увеличить в несколько раз напряжение, действующее в электрической цепи, то ток в этой цепи увеличится во столько же раз. А если увеличить в несколько раз сопротивление цепи, то ток во столько же раз уменьшится. Подобно этому водяной поток в трубе тем больше, чем сильнее давление и чем меньше сопротивление, которое оказывает труба движению воды. 

В популярной форме этот закон можно сформулировать следующим образом: чем выше напряжение при одном и том же сопротивлении, тем выше сила тока и в то же время чем выше сопротивление при одном и том же напряжении, тем ниже сила тока.

Чтобы выразить закон Ома математически наиболее просто, считают, что сопротивление проводника, в котором при напряжении 1 В проходит ток 1 А, равно 1 Ом.

Ток в амперах можно всегда определить, если разделить напряжение в вольтах на сопротивление в омах. Поэтому закон Ома для участка цепи записывается следующей формулой: 

I = U/R.

Сопротивление человека

Оно разное для различных участков тела. В среднем при расчете электробезопасности его принимают равным 1 кОм. Самым большим сопротивлением обладает верхний слой кожи (3..20 кОм)

Для расчёта величины силы тока, протекающего через человека при попадании его подэлектрическое напряжение частотой 50 Гц, сопротивление тела человека условно принимается равным 1 кОм [5]. Эта величина имеет малое отношение к реальному сопротивлению человеческого тела. В реальности сопротивление человека не является омическим, так как эта величина, во-первых, нелинейно по отношению к приложенному напряжению, во-вторых меняется во времени, в третьих, гораздо меньше у человека, который волнуется и, следовательно, потеет и т. д.
Серьёзные поражения тканей человека наблюдаются обычно при прохождении тока силой около 100 мА. Совершенно безопасным считается ток силой до 1 мА. Удельное сопротивление тела человека весьма значительно (около 15 кОм) . Поэтому опасные токи могут быть достигнуты только при значительном напряжении. Однако при наличии сырости сопротивление тела человека резко снижается и безопасным может считаться напряжение только ниже 12 В.

Удар током в бытовой электросети — вопрос популярный. Начнем с того, что получить удар током от розетки надо очень постараться. Например, засунуть спицу или выпрямленную скрепку. Специально так будут делать, наверно, только маленькие дети, которые не осознают, что это опасно.

И еще вспомним устройство розетки. В розетке два или три штыря, в России чаще два. Первый — это фаза, второй — ноль. Третий если есть, то он земля. Если прикоснуться к нулю, то ничего не будет. Если к фазе, то ударит током. Найти фазу и ноль в розетке поможет отвертка-индикатор или мультиметр.

Получить удар током от бытового электроприбора можно при его неисправности или при неграмотной попытке ремонта, когда проводка не была обесточена. У меня был случай, когда я отключал от розетки компьютерный блок питания и затем брался руками за его вилку, и меня ударяло током. Это говорит о том, что сам блок имеет какие-то проблемы. Ведь если вилка вынута из розетки, она в исправном состоянии не должна бить током. В следующие разы после выдергивания вилки из розетки прикасаюсь к ней отверткой, держась рукой за ее изолированную ручку. Если проскочила искра, значит, человека бы ударило током, если бы он прикоснулся. Но когда искра уже прошла после прикосновения отвертки, в дальнейшем эта вилка становится безопасной до следующего включения в розетку.

Последствия удара током зависят больше от тока, чем от напряжения. Одно дело прикоснуться к вилке блока питания, который работал до этого с небольшой нагрузкой и потреблял небольшие токи — тогда электротравмы не будет, а будет только неприятное ощущение, при котором рука рефлекторно отдергивается. Другое дело — коснуться оголенного провода работающего электроприбора с большой потребляемой мощностью — тут уже можно и получить травму.

Поскольку в бытовых электросетях ток переменный, то при высоких токах или напряжениях, если взяться за оголенный провод, человек может не в состоянии даже отдернуть руку, т.к. ток и напряжение переменные. И здесь степень травмы зависит от времени контакта с проводом. Поэтому важно перво-наперво убрать контакт. Если вы видите, что человек коснулся провода и не может отцепиться, надо убрать провод изолирующим предметом, например деревянной палкой. Ни в коем случае не касаться человека, т.к. можно самому тоже получить удар током.

Убивает действительно ТОК. По-всякому может случиться… . Зависит все от электрического сопротивления организма в данный момент и направления протекания тока. Сейчас объясню подробнее… . Сопротивление кожи человека может изменяться в широких пределах. Когда кожа сухая и в спокойном состоянии человека она может составлять около 2000 — 10000 Ом, если влажная кожа, то это сопротивление падает до 400-500 Ом. Сопротивление кожи может изменяться и в зависимости от душевного состояния человека. Смертельной силой тока для человека считается 100-150 мА. Если знаете закон Ома, то можете вычислить какой ток будет протекать по тому или иному значению сопротивления при напряжении 220 вольт. U=I*R. 2000 Ом/220 Вольт = прибл. 100 мА. При влажных руках (кожи) это сила тока возрастает до смертельных величин.
Теперь о направлении протекания тока: наиболее опасными направлениями считается, когда ток протекает между руками, между левой рукой и правой ногой. Надеюсь, Вы догадались, что по этому маршруту располагается сердце.
А теперь ВНИМАНИЕ, ВСЕМ, КТО ЧИТАЕТ ЭТОТ ОТВЕТ! Хотелось бы предупредить еще об одной смертельной опасности, которой подвергаются многие просто по незнанию: ЕСЛИ ИМЕЕТЕ ПРИВЫЧКУ ПРИНИМАТЬ ВАННУ В НАУШНИКАХ — НЕМЕДЛЕННО ОТКАЖИТЕСЬ ОТ ТАКОЙ БЛАЖИ!!! Когда вода нечаянно затекает в уши, то возникает смертельная опасность, так как удар током приходится в головной мозг. В этом случае не очень важно, что напряжение в наушниках всего-то 3-4 вольта. Вода из крана отличный проводник тока! Электрическое сопротивление водопроводной воды почти равно нулю. Ток не проводит только дистиллированная вода.
Соблюдайте технику безопасности при производстве работ с электричеством!

Факторы, определяющие исход воздействия электрического тока на человека

Согласно ГОСТу 12.1.019 “ССБТ. Электробезопасность. Общие требования” степень опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от силы тока, напряжения, рода тока, частоты электрического тока и пути прохождения через тело человека, продолжительности воздействия и условий внешней среды.

Сила тока — главный фактор, от которого зависит исход поражения: чем больше сила тока, тем опаснее последствия. Сила тока (в амперах) зависит от приложенного напряжения (в вольтах) и электрического сопротивления организма (в омах).

По степени воздействия на человека различают три пороговых значения тока: ощутимый, не отпускающий и фибрилляционный.

Ощутимый

Ощутимым называют электрический ток, который при прохождении через организм вызывает ощутимое раздражение. Минимальная величина, которую начинает ощущать человек при переменном токе с частотой 50 Гц, составляет 0,6–1,5 мА.

Не отпускающий

Не отпускающим считают ток, при котором непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, ноги или других частей тела не позволяют пострадавшему самостоятельно оторваться от токоведущих частей (10,0–15,0 мА).

Фибрилляционный ток

Фибрилляционный — ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца — быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, приводящие к его остановке (90,0–100,0 мА). Через несколько секунд происходит остановка дыхания. Чаще всего смертельные исходы наступают от напряжения 220 В и ниже. Именно низкое напряжение заставляет беспорядочно сокращаться сердечные волокна и приводит к моментальному сбою в работе желудочков сердца.

Виды поражения организма человека электрическим током

Электротравмы — это травмы, полученные от воздействия электрического тока на организм, которые условно разделяют на общие (электрический удар), местные и смешанные.

Электрический удар

Электрический удар представляет собой возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся резкими судорожными сокращениями мышц, в том числе мышцы сердца, что может привести к остановке сердца.

Под местными электротравмами понимается повреждение кожи и мышечной ткани, а иногда связок и костей. К ним можно отнести электрические ожоги, электрические знаки, металлизацию кожи, механические повреждения.

Электрические ожоги

Электрические ожоги — наиболее распространенная электротравма, возникает в результате локального воздействия тока на ткани. Ожоги бывают двух видов — контактный и дуговой.

Контактный ожог является следствием преобразования электрической энергии в тепловую и возникает в основном в электроустановках напряжением до 1 000 В.

Электрический ожог – это как бы аварийная система, защита организма, так как обуглившиеся ткани в силу большей сопротивляемости, чем обычная кожа, не позволяют электричеству проникнуть вглубь, к жизненно важным системам и органам. Иначе говоря, благодаря ожогу ток заходит в тупик.

Когда организм и источник напряжения соприкасались неплотно, ожоги образуются на местах входа и выхода тока. Если ток проходит по телу несколько раз разными путями, возникают множественные ожоги.

Множественные ожоги чаще всего случаются при напряжении до 380 В из-за того, что такое напряжение “примагничивает” человека и требуется время на отсоединение. Высоковольтный ток такой “липучестью” не обладает. Наоборот, он отбрасывает человека, но и такого короткого контакта достаточно для серьезных глубоких ожогов. При напряжении свыше 1 000 В случаются электротравмы с обширными глубокими ожогами, поскольку в этом случае температура поднимается по всему пути следования тока.

При напряжении свыше 1 000 В в результате случайных коротких замыканий может возникнуть и дуговой ожог.

Факторы, влияющие на поражение электрическим током

На исход поражения электрическим током оказывает влияние следующие факторы:

Род тока (постоянный, переменный).

Величина тока.

Частота переменного тока.

Величина приложенного напряжения.

Путь протекания тока.

Длительность воздействия.

Окружающая среда.

Сопротивление тела человека.

Схема включения человека в цепь (двухфазное, однофазное).

 Площадь прикосновения тела с электродом.

Индивидуальные свойства организма

Фактор внимания

Факторы 1-4:

  При не высоких напряжениях опасность переменного тока в три раза выше опасности постоянного тока. При напряжении 500 В их опасность сравнивается, а при напряжениях выше 500 В опасность постоянного тока становиться преобладающей.

Пороговые токи:

0,6 – 1,5 мА для переменного тока;

5 – 7 мА для постоянного  тока.

Не отпускающие токи:

20 – 25 мА для переменного тока;

50 – 80 мА для постоянного тока.

Фибряллиционные токи:

80 –100 мА для переменного тока;

100 – 300 мА для постоянного тока.

 При токе 0,1 А наступает паралич дыхания, паралич сердца и смерть.

  Наиболее опасной считается частота переменного тока 50 Гц. С увеличением частоты более указанной опасность поражения уменьшается. При частоте 500 Гц и более опасность поражения переменным током сравнивается с опасностью поражения такого же потенциала постоянного тока.

  Опыты показали, что опасность возникновения фибрилляции сердца у животных больше при 50 Гц, а опасность остановки дыхания – при 200 Гц. В частотном диапазоне по обе стороны от этих значений опасность тока снижается.

  Наличие частотных составляющих в выпрямленном токе утяжеляет исход электротравмы.

  Величина напряжения опасная для жизни: 42 вольта и выше переменного тока; 110 и выше постоянного тока. Напряжение ниже 42 В принято считать безопасным, но это только в нормальных условиях, при нарушении которых может наступить смерть при напряжении ниже 42 В и даже при напряжении 12 В.

Судебно-медицинской экспертизой зарегистрированы несколько случаев гибели людей от напряжения 12 В и ниже.

Фактор 5:

  Наиболее опасен путь протекания тока, когда на его пути находятся жизненно важные органы (мозг, сердце) (см. рис. 3). В тоже время немаловажным является то, каким участком тела касается человек токоведущих частей, какова плотность нервных окончаний на нем (27% смертных случаев – при соприкосновении с токоведущими частями в двух местах на одной руке или одной ноге).

Фактор 6:

  Одним из основных факторов, влияющих на исход поражения электрическим током, является длительность его воздействия. Чем меньше продолжительность протекания тока, тем меньше опасность поражения.

Фактор 7:

На степень поражения электротоком оказывают влияние условия внешней среды:

категория помещения в отношении электробезопасности, уровень шума и освещенности, концентрация вредных веществ в воздухе, содержание кислорода и углекислого газа, атмосферное давление.

Фактор 8:

О сопротивлении тела человека сказано выше.

Фактор 9:

В зависимости от схемы включения человека в цепь, через его тело проходит фазное или линейное напряжение

Фактор 10:

Степень поражения электротоком находится в прямой зависимости от площади электрода, которого касается человек и силы давления электрода на кожу.

Фактор 11:

  На исход поражения электрическим током влияют также индивидуальные свойства организма человека.

  Установлено, что вполне здоровые и физически крепкие люди переносят электрические удары легче, чем больные и слабые. Повышенной чувствительностью к электротоку обладают люди, страдающие болезнями кожи, сердечно – сосудистой системы, органов внутренней секреции, легких, нервов и др.

  Поэтому, правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок предусматривается отбор по состоянию здоровья персонала для обслуживания электроустановок.

  Важное значение имеет и фактор внимания. Статистика отмечает, что перед обеденным перерывом и в конце рабочего дня, когда снижается внимание, увеличивается не только вероятность поражения электротоком, но и может усугубиться его тяжесть. Напряженное внимание, твердая воля в состоянии не только ослабить действие электротока, но иногда совершенно его уничтожить.

  Повозрастное распределение лиц, на установках напряжением 65 В и менее:

до 21 года-22%,

21 – 30 лет-65,5%

старше 30 лет-12,5%

Фактор 12:

  Фактор внимания – особое состояние настороженности у человека, сознающего опасность выполняемой им работы. Внимание человека создает оборонительную реакцию.

Безопасный ток

Допустимым следует считать ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока через тело человека: при длительности действия более 10 с — 2 мА, а при 120 с и менее — 6 мА.

Безопасным напряжением считают 36 В (для светильников местного стационарного освещения, переносных светильников и т. д.) и 12 В (для переносных светильников при работе внутри металлических резервуаров, котлов). Но при определенных ситуациях и такие напряжения могут представлять опасность.

Безопасные уровни напряжения получают из осветительной сети, используя для этого понижающие трансформаторы. Распространить применение безопасного напряжения на все электрические устройства невозможно.

В производственных процессах используются два рода тока — постоянный и переменный. Они оказывают различное воздействие на организм при напряжениях до 500 В. Опасность поражения постоянным током меньше, чем переменным. Наибольшую опасность представляет ток частотой 50 Гц, которая является стандартной для отечественных электрических сетей.

Путь, по которому электрический ток проходит через тело человека, во многом определяет степень поражения организма. Возможны следующие варианты направлений движения тока по телу человека:

человек обеими руками дотрагивается до токоведущих проводов (частей оборудования), в этом случае возникает направление движения тока от одной руки к другой, т. е. “рука-рука”, эта петля встречается чаще всего;

при касании одной рукой к источнику путь тока замыкается через обе ноги на землю “рука-ноги”;

при пробое изоляции токоведущих частей оборудования на корпус под напряжением оказываются руки работающего, вместе с тем стекание тока с корпуса оборудования на землю приводит к тому, что и ноги оказываются под напряжением, но с другим потенциалом, так возникает путь тока “руки-ноги”;

при стекании тока на землю от неисправного оборудования земля поблизости получает изменяющийся потенциал напряжения, и человек, наступивший обеими ногами на такую землю, оказывается под разностью потенциалов, т. е. каждая из этих ног получает разный потенциал напряжения, в результате возникает шаговое напряжение и электрическая цепь “нога-нога”, которая случается реже всего и считается наименее опасной;

прикосновение головой к токоведущим частям может вызвать в зависимости от характера выполняемой работы путь тока на руки или на ноги — “голова-руки”, “голова-ноги”.

Все варианты различаются степенью опасности. Наиболее опасными являются варианты “голова-руки”, “голова-ноги”, “руки-ноги” (петля полная). Это объясняется тем, что в зону поражения попадают жизненно важные системы организма — головной мозг, сердце.

Продолжительность воздействия тока влияет на конечный исход поражения. Чем дольше воздействует электрический ток на организм, тем тяжелее последствия.

Условия внешней среды, окружающей человека в ходе производственной деятельности, могут повысить опасность поражения электрическим током. Увеличивают опасность поражения током повышенная температура и влажность, металлический или другой токопроводящий пол.

По степени опасности поражения человека током все помещения делятся на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.

Защита от воздействия электрического тока

Для обеспечения электробезопасности необходимо точное соблюдение правил технической эксплуатации электроустановок и проведение мероприятий по защите от электротравматизма.

ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает предельно допустимые напряжения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц. Для переменного тока 50 Гц допустимое значение напряжения прикосновения составляет 2 В, а силы тока — 0,3 мА, для тока частотой 400 Гц — соответственно 2 В и 0,4 мА; для постоянного тока — 8В и 1,0 мА (эти данные приведены для продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки).

Мерами и способами обеспечения электробезопасности служат:

применение безопасного напряжения;

контроль изоляции электрических проводов;

исключение случайного прикосновения к токоведущим частям;

устройство защитного заземления и зануления;

использование средств индивидуальной защиты;

соблюдение организационных мер обеспечения электробезопасности.

Одним из аспектов может быть применение безопасного напряжения — 12 и 36 В. Для его получения используют понижающие трансформаторы, которые включают в стандартную сеть с напряжением 220 или 380 В.

Для защиты от случайного прикосновения человека к токоведущим частям электроустановок используют ограждения в виде переносных щитов, стенок, экранов.

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом (металлоконструкция зданий и др.) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Цель защитного заземления — устранение опасности поражения человека электрическим током в случае прикосновения его к металлическому корпусу электрооборудования, который в результате нарушения изоляции оказался под напряжением.

Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник — это проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока ил

Заключение

В итоге что можно сказать из всего вышеперечисленного, все мы живем в мире, где много электроприборов и нужно знать, что может таится за миксером или микроволновкой, да и тем же ПК. Никто из нас не может быть уверен, что будет завтра, банальные знания (не суй гвозди и пальцы в розетку, не трогай оголенные провода) могут помочь. Нужно знать какой ток опасен, какой ток пройдет через вас при таком-то напряжении, что будет при таких-то условиях. Главное помните ваша жизнь в ваших руках!!!

Литература, используемая при создании:

https://www.youtube.com/redirect?redir_token=cZf0l774ZZTxhsN8FsJVnWGg7-R8MTU0ODA3NzYzNUAxNTQ3OTkxMjM1&q=http%3A%2F%2Fwww.grandars.ru%2Fshkola%2Fbezopasnost-zhiznedeyatelnosti%2Fvozdeystvie-elektricheskogo-toka-na-cheloveka.html&v=vhz2NW3qp8Q&event=video_description

https://www.youtube.com/redirect?redir_token=cZf0l774ZZTxhsN8FsJVnWGg7-R8MTU0ODA3NzYzNUAxNTQ3OTkxMjM1&q=http%3A%2F%2Fwww.xn--80adeukqag.xn--p1ai%2F2016%2F04%2Fblog-post_27.html&v=vhz2NW3qp8Q&event=video_description

http://electricalschool.info/main/osnovy/1227-zakon-oma-dlja-uchastka-cepi.html

Действие электрического тока на организм человека

Электрическая энергия значительно облегчает всем нам жизнь. Сейчас человека окружает просто огромное количество приборов, работающих от электрической сети.

Однако данный источник энергии является опасным для человека, точнее опасен один из параметров его – сила тока.

Напряжение и частота тока, опасны или нет?

Напряжение и частота его в значительной мере безопаснее тока.

К примеру, автомобильная катушка зажигания на выходе формирует энергетический импульс напряжением 20-24 тыс. В, но из-за очень малой величины силы тока такой импульс не опасен для человека, максимум, что он вызывает – так это неприятное ощущение.

1

А вот если сила тока была в импульсе катушки значительно больше, этот импульс был бы смертелен для человека. Поэтому и говорится, что «убивает ток».

Воздействие его на организм человека зависит от многих параметров, и в первую очередь – это сила тока и его род (постоянный, переменный).

Также воздействие зависит от времени контакта человека с источником электроэнергии.

Влияет и восприимчивость человека к воздействию, его физическое и эмоциональное состояние.

2

Если один человек может практически не ощущать действие тока определенной силы, то второму это значение может уже быть ощутимо, причем сильно.

Немаловажным является и путь прохождения электрического разряда через организм.

3

Наиболее опасным является путь через центральную нервную систему, органы дыхания и сердце.

4

Воздействие тока разных величин на организм

Минимальное значение силы тока, которое становиться ощутимым человеком – 1 мА. Но опять же это значение зависит от восприимчивости.

При повышении этого параметра появляются неприятные болевые ощущения, мышцы начинают непроизвольно сокращаться.

До 12-15 мА силу тока называют отрываемой. Человек в состоянии самостоятельно разорвать контакт с источником, хотя при приближении параметра к указанным значениям разорвать контакт все сложнее.

Свыше 15 мА ток считается не отрываемым, человек не в состоянии сам разорвать контакт, требуется сторонняя помощь.

При повышении параметра до 25 мА, мышцы в точке контакта полностью парализуются, причем сопровождается это очень сильными болями, а также усложняется дыхание человека.

Ток силой до 50 мА помимо очень сильной боли и паралича мышц, сопровождается параличом дыхания и снижением деятельности сердца, человек теряет сознание.

Значение тока до 80 мА приводит к параличу дыхания за несколько секунд воздействия, при более длительном контакте возможна фибрилляция сердца.

100 мА очень быстро приводят к фибрилляции, а затем и к параличу сердца.

Ток силой 5А мгновенно приводит к параличу дыхания, сердце останавливается на время контакта человека с источником, в месте контакта образуются ожоги.

Виды воздействия

Видов воздействий, которые электрический ток может оказать на организм человека – несколько.

Термическое.

Первым видом является термическое воздействие. При таком воздействии на кожном покрове появляются ожоги, оно может затронуть ткани, кровеносные сосуды перегреваются, на пути прохождения тока нарушается работоспособность органов.

Химическое.

Вторым является химическое воздействие. Оно сопровождается возникновением электролиза жидкостей внутри человека, кровь и лимфа расщепляются, что приводит к изменению их физико-химического состава.

Механическое.

Третье воздействие – механическое. При нем происходит разрыв тканей человека, возможно появление трещин в костях.

Биологическое.

Последний вид воздействия – биологическое. Воздействие тока приводит к судорогам мышц и органов, нарушению деятельности органов вплоть до полного прекращения их функционирования.

Виды электрических травм

Электротравмы, которые способен нанести электрический ток на организм, делятся на внешние и внутренние.

Внешних электрических травм бывает несколько. Самой распространенной травной является ожог. Большинство травм от поражения током приводят к ожогам.

Однако еще имеются и другие виды электротравм:

  • Знаки – имеют овальную форму и проявляются на коже в виде пятен бледно-желтого или серого цвета. Поскольку при воздействии кожа в месте контакта отмирает, знаки не являются болезненными, участок кожи несколько затвердевает и со временем сходит;
  • Металлизация – перенос частиц металла провода на кожный покров в результате электрической дуги, появляющейся между проводом и кожей человека. Участок кожи, где произошла металлизация – болезненный, пораженный участок принимает металлический оттенок;
  • Офтальмия – воздействие ультрафиолетовых лучей электрической дуги на оболочку глаза, из-за чего она воспаляется. Сопровождается появлением через время сильно рези в глазах, слезотечению. Через время неприятные ощущения проходят;
  • Механические повреждения – при воздействии появляющиеся судороги мышц могут привести к разрыву тканей, сосудов, кожи.

Внутренние повреждения при поражении происходят из-за электрического удара.

При прохождении тока через внутренние органы, происходит возбуждение их тканей, что сопровождается нарушением функционирования.

Электрический удар является самым опасным видом поражения.

Степени воздействия тока на организм

Воздействие электрического тока на организм человека имеет определенную классификацию, которая поделена на 4 степени.

Первая степень – воздействие на человека источника электроэнергии с малой силой тока, при которой происходит непроизвольное сокращение мышц, но человек находится в сознании.

Вторая степень – источник электроэнергии обладает средней по величине силой тока, сопровождается сокращением мышц, человек теряет сознание, но дыхание и пульс присутствуют.

Третья степень – контакт человека с источником энергии с высокой силой тока, из-за которого происходит паралич органов дыхания, и оно отсутствует, а также у сердца нарушена работа.

Четвертая степень – воздействие на человека электроэнергии с очень большой силой тока, при которой дыхание и работа сердца отсутствует, наступает клиническая смерть.

Техника безопасности

Чтобы предупредить возможное поражение человека электрическим током, имеется ряд правил, прописанных в инструкциях по технике безопасности и охране труда.

Так, работы с электрическими приборами должны проводиться только инструментами с защищенными рукоятками, которые не пропускают ток.

Ремонт электроприборов должен производиться только после их обесточивания и вынимания вилки из розетки.

Ремонт электрических сетей должен выполняться после обесточивания. При этом на рубильники, которыми выполнилось обесточивание, вешаются соответствующие таблички.

При работе с мощными приборами дополнительно используются диэлектрические коврики, обувь, перчатки.

А для детей есть особые правила электробезопасности.

5

Оказание помощи при поражении

Если же человек попал под воздействие электрического тока, предпринимается ряд определенных мер.

Первое, что нужно сделать разорвать контакт человека с источником. Сделать это можно путем обесточивания сети или прибора, с которыми произошел контакт.

Если это не является возможным, нужно оттянуть человека от источника, при этом прикасаться к телу нельзя, оттягивать нужно за одежду.

Если в результате паралича мышц рука пострадавшего сжимает провод с источником, следует вначале перерубить провод острым предметом с токонепроводящей ручкой, к примеру, топором с сухой деревянной ручкой.

6

После разрыва контакта нужно оказать первую медицинскую помощь. Если человек находится в сознании, ему нужно обеспечить удобное положение для отдыха.

7

При потере сознания, но с сохранением дыхания, обеспечить ему удобное положение, расстегнуть ворот для обеспечения притока воздуха, воспользоваться нашатырным спиртом для приведения в чувства.

Читайте подробнее: Оказание помощи при ударе электрическим током.

При наступлении клинической смерти, когда отсутствует дыхание и сердцебиение, следует попытаться вывести его из этого состояния путем проведения искусственного дыхания и массажа сердца. И конечно же не забудьте вызвать скорую помощь.

ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА — Студопедия

1. Термическое.

2. Электролитическое.

3. Механическое (динамическое).

4. Биологическое.

1. Термическое. Функциональные расстройства вызываются в организме при нагреве его до высокой температуры.

По закону Джоуля -Ленца тепло выделяется при прохождении электрического тока

Q = I2 R,

а так как 80 % человеческого тела состоит из биологической жидкости, то при прохождении электрического тока происходит повышение температуры тела, а затем перегревание жидкостей и ожоги тканей.

2. Электролитическое. Разложение биологической (органической) жидкости, в том числе и крови на составляющие, сопровождающееся нарушением физико-химического состава. Этот процесс не обратим.

3. Динамическое. Ампер проделывал опыт с лягушки, пропуская электрический тока через ее лапку лапкой, что вызывало сокращение мышц.

У человека действие электрического тока также вызывает судорожные сокращения мышц, в результате могут быть разрывы тканей, вывихи, переломы костей в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой тканевой жидкости и крови.

4. Биологическое действие тока проявляется в раз­дражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, проте­кающих в нормально действующем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями.

Электрический ток, проходя через организм, раздражает живые ткани, вызывая в них ответную реакцию –возбуждение, являющееся одним из основных физиологических процессов.


Если электрический ток проходит непосредственно через мы­шечную ткань, то возбуждение проявляется в виде непроизвольного сокращения мышц. Это так называемое прямое или непосредственное биологическое действие тока.

Однако действие тока может быть не только прямым, но ирефлекторным (косвенным),т.е. через центральную нервную систему. Ток может вызывать возбуждение и тех тканей, которые не находятся на его пути. Дело в том, что электрический ток, проходя через тело че­ловека, вызывает раздражение рецепторов – особых клеток, обладающих вы­сокой чувствительностью к воздействию факторов внешней и внутрен­ней среды.

Раздражение рецепторов приводит в возбуждение находящиеся возле них чувствительные нервные окончания, от которых волна воз­буждения в виде нервного импульса передается по нервным путям в центральную нервную систему (т. е. в спинной и головной мозг).


ЦНС передает нервный импульс к мышцам, железам, сосудам, которые могут находиться вне зоны прохождения тока.

При обычных раздражениях рецепторов ЦНС обеспечивает целесообразную ответную деятель­ность соответствующих органов тела. Например, при случайном при­косновении к горячему предмету человек непроизвольно отдернет от него руку. В случае же чрез­мерного для организма раздражающего действия, на­пример, электрического тока, ЦНС может по­дать нецелесообразную исполнительную команду, что может привести к серьезным нарушениям деятельности жизненно важных органов, в том числе сердца и легких, даже если эти органы не лежат на пути тока.

В живой ткани, в первую очередь в мышцах, в том числе и сердечной мышце, а также в центральной и периферической не­рвной системе постоянно возникают электрические потенциалы – био­потенциалы, которые связаны с возникновением и распространением процесса возбуждения, т. е. с переходом живой ткани в состояние ак­тивной деятельности.

Внешний ток, взаимодействуя с биотоками, значения которых весьма малы, может нарушить нормальный характер их воздействия на ткани и органы человека, подавить биотоки и тем самым вызвать специфические расстройства в организме вплоть до его гибели.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИСХОД ПОРАЖЕНИЯ

Исход воздействия электрического тока на организм человека зависит от ряда факторов: 1) сопротивления тела человека, от 2) значения и ро­да тока и 3)длительности прохождения тока через тело человека, 4) пути тока, 5) частоты тока, 6) приложенногок нему напряжения,а также 7)индивидуальных свойств челове­ка.

1. Сопротивление тела человека влияет на исход поражения, поскольку оно определяет значение тока, проходяще­го через человека, и приложенного к нему напряжения,.

Сопротивление тела человека колеблется от нескольких сот Ом до 2 кОм.

Тело человека является проводникомэлектрического тока. Проводимость живой ткани в отличие от обычных про­водников обусловлена физическими свойствами, сложнейшими биохимическими и биофизическими процес­сами, присущими лишь живой материи.

В результате сопротивление тела человека является пере­меннойвеличиной, имеющей нелинейную зависимость от мно­жества факторов, в том числе от состояния кожи, параметровэлектрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды.

В живой ткани нет свободных электронов, и поэтому она не может быть уподоблена металлическому проводнику, электри­ческий ток в котором представляет собой упорядоченное дви­жение свободных электронов

Роговой слой кожи имеет наибольшее сопротивление, особенно мозоли. Мягкие ткани имеют гораздо меньшее сопротивление

а) схема кожи как конденсатора; б), в) схема замещения.

Сопротивление тела человека, т. е. сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверх­ность тела, можно условно считать состоящим из трех последовательно включенных сопротивлений: двух оди­наковых сопротивлений наружного слоя кожи, составляющими так назы­ваемое наружное сопротивление тела человека, и одно­го, называемого внутренним сопротивлением тела, которое включает в себя два сопротивления внутреннего слоя кожи и сопротивление внутренних тка­ней тела

R внутр.магк.тк.= 300–500 Ом;

r вхкожи. = 1 кОм –100 кОм;

с вхкожи. = 0,01 мФ; при расчетах обычно пренебрегают.

R h (~, =) min для всех расчетов = 1000 Ом.

Состояние кожи сильно влияет на величину сопротивления тела человека. Так, порезы, царапины, ссадины и другие микротравмы, могут снизить сопротивление те­ла до значения, близкого к значению его внутреннего сопротивления, т. е. до 500–700 Ом, увеличивая опасность поражения человека током.

Такое же влияние оказывает и увлажнение кожи водой или за счет пота. повышая ее проводимость.

Таким образом, работа с электроустановками сыры­ми руками или в условиях, вызывающих увлажнениекаких-либо участков кожи, а также при повышенной температуре воздухаили при других условиях, вызы­вающих усиленное потовыделение, усугубляет опас­ность поражения человека током.

Загрязнение кожи различными веществами и в осо­бенности хорошо проводящими электрический ток (ме­таллическая или угольная пыль) сопровождается снижением ее сопротивления.

На сопротивление тела оказывает влияние площадь контактов, а также место их приложения, так как у одного и того же человека со­противление кожи неодинаково на разных участ­ках тела.

Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладоней, тыльной стороны ладоней, подмышечных впа­дин, и др.

Чем меньше сопротивление кожи, а, следовательно, тела в целом, тем больший ток прохо­дит через человека и тем опаснее исход поражения его током. Данное обстоятельство нередко приходится учи­тывать в практической деятельности. Например, при работе под напряжением на воздушной линии 127–380 В (по исправлению уличного освещения, заме­не перегоревшего предохранителя на вводе в дом и т. п.), кроме обычных защитных средств – диэлектрических перчаток, инструмента с изолированными рукоятками и т. п., необходимо надевать изолирующий шлем или обычный головной убор, поскольку случайное прикос­новение головой к проводам приводит к тяжелым по­следствиям. Рукава спецодежды должны быть опуще­ны и по возможности застегнуты у запястья.

Величина R hнелинейная – уменьшается с увеличением тока, напряженияисо временем воздействия.

Значение тока и длительность его прохождения через тело человека оказывают не­посредственное влияние на сопротивление тела: с уве­личением тока и времени его прохождения сопротивле­ние падает, поскольку при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению ее сосудов, а следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.

С ростом напряжения, приложенного к телу человека, происходит уменьшение в десятки раз сопро­тивления кожи, а следовательно, и сопротивления тела в целом, которое приближается к сопротивлению внут­ренних тканей тела, т. е. к своему наименьшему значе­нию 300–500 Ом. Это можно объяснить электрическим пробоем рогового слоя кожи, который про­исходит при напряжении 50-200 В, увеличением тока, проходящего через кожу (за счет повышения прило­женного напряжения), и др.

Сопротивление человека зависит также от рода и частоты тока. При постоянном токе полное сопротивление тела zh оказывается равным активному сопротивлению Rh. При переменном токе zh меньше Rh. С увеличением частоты переменного тока zh будет уменьшаться. При 2500–5000 Гц zh ненамного отличается от внутреннего сопротивления Rв, а при 10–20 кГц и больше можно считать, что наружный слой кожи практически утрачи­вает сопротивление электрическому току и, следова­тельно, zh = Rв.

2. Величины (значения) Ih и род тока:

а) пороговый ощутимый ток – слабый зуд и легким покалыванием при ~ токе, ощущение нагрева кожи при = токе :

~ в среднем 1,1 мА при f = 50 Гц; = около 6 мА.

Указанные значения поро­говых ощутимых токов справедливо лишь для случаев прохождения тока через тело человека по пути рука – рука или рука –ноги,т. е. когда человек касается токоведущих частей ладонями обеих рук или ладонью одной руки, стоя на токопроводящем основании. Если же контакт с токоведущими частями создается другими участками тела, имеющими более нежный кожный по­кров, в том числе тыльной стороной руки, лицом и пр., то человек начинает ощущать ток еще меньшего зна­чения.

Пороговый ощутимый ток не может вызвать пора­жения человека, и в этом смысле он не является опас­ным. Однако длительное прохождение его через чело­века отрицательно сказывается на здоровье, и поэтому является недопустимым.

Кроме того, ощутимый ток может стать косвенной причиной несчастного случая, поскольку человек, по­чувствовав воздействие тока, теряет уверенность в сво­ей безопасности и может произвести неправильные дей­ствия. Особенно опасным является неожиданное действие ощутимого тока при работах вблизи токоведущих частей, на высоте и в других аналогичных условиях.

Безопасный ток, который длительно (в тече­ние нескольких часов) может проходить через челове­ка, не нанося ему вреда и не вызывая никаких ощуще­ний, очевидно, во много раз меньше порогового ощути­мого тока. Точные значения безопасного тока не установлены, в практике его ограничивают несколькими микроамперами, и во всяком случае он не превышает 50 мкА при 50 Гц и 100 мкА при постоян­ном токе.

Значение безопасного тока необходимо учитывать при конструировании изолирующих защитных средств – штанг, клещей и пр., изолирующих устройств и приспо­соблений для работы под напряжением, экранирующих защитных костюмов и пр. Дело в том, что токи утечки через изоляцию устройств и приспособлений, а также емкостные токи системы человек – земля длительно проходят через человека и поэтому не должны превы­шать значений безопасного тока.

Неотпускающий ток. Увеличение тока сверх порога ощутимых токов вызывает у человека судороги мышц и неприятные болезненные ощущения, которые с ро­стом тока усиливаются и распространяются на все большие участки тела.

Так, при 3-5 мА и 50 Гц раздражающее действие то­ка ощущается всей кистью руки; при 8-10 мА боль рез­ко охватывает всю руку, сопровождаясь непроизвольными сокращениями мышц кисти руки и предплечья.

При 10-15 мА боль становится непереносимой, а су­дороги мышц рук оказываются настолько значительны­ми, что человек не может разжать руку, в которой зажата токоведущая часть, не может отбросить от себя провод, т. е. он не в состоянии самостоятельно нарушить контакт с токоведущей частью и оказывается как бы прикованным к ней. Такой же эффект производят и токи большего зна­чения. Все эти токи носят название неотпускающих, а наименьший из них – 10-15 мА при 50 Гц (50-80 мА при постоянном токе) – является порогом неотпуска­ющих токов и называется пороговым неотпускающим током.

Пороговый неотпускающий ток условно можно счи­тать безопасным для человека в том смысле, что он не вызывает немедленного поражения его. Однако при дли­тельном прохождении ток растет за счет уменьшения сопротивления тела, в результате чего усиливаются бо­ли и могут возникнуть серьезные нарушения работы легких и сердца, а в некоторых случаях наступает смерть.

При постоянном токе неотпускающих токов, строго го­воря, нет, т. е. человек при любых значениях тока может самостоятельно оторваться от токоведущих частей. Од­нако в момент отрыва возникают весьма болезненные сокращения мышц, аналогичные тем, которые наблюда­ются при переменном токе примерно такого же значения.

Опыты показали, что наибольший постоянный ток, при котором человек в состоянии выдержать боль, возникающую в момент отрыва рук от электродов, со­ставляет 50–80 мА. Этот ток и принят условно за порог неотпускающих токов при постоянном напряжении. Зна­чения пороговых неотпускающих токов у разных людей различны. Они различны также у мужчин, женщин и де­тей. Средние значения их составляют: для мужчин 16 мА при 50 Гц и 80 мА при постоянном токе, для женщин (соответственно) 11 и 50 мА, для детей 8 и 40 мА.

Ток, превышающий пороговый неотпускающий ток, 25-50 мА при Гц усиливает болевые раздражения и судорожные сокраще­ния мышц, которые распространяются на большие уча­стки тела человека, в том числе на мышцы грудной клетки. Длительное воздействие этого тока может вызвать прекращения ды­хания, после чего спустя некоторое время наступит смерть от удушья. Этот ток одновременно приводит к повышению артериального давления крови и затруднению работы сердца. В случае длительного воздействия тока наступа­ет ослабление деятельности сердца и как итог этого – потеря сознания.

Ток больше 50 мА вплоть до 100 мА (50 Гц) действует значительно сильнее тока 25–50 мА. Явления нарушения работы легких и сердца наступают через меньший промежуток времени. Кроме того, воздействие этого тока на сердечно-сосудистую систе­му оказывается более выраженным и опасным. При этом токе, как и при токе 25–50 мА, первыми (по времени) поражаются, как правило, легкие, а затем сердце.

Фибрилляционный ток.Ток 100 мА и более (при 50 Гц), проходя через тело человека по тому же пути (рука – рука или рука – ноги), распространяют свое действие на мышцу сердца. Это обстоятельство является весьма опасным для жизни человека, поскольку спустя 1–2 с с момента замыкания цепи этого тока через человека может насту­пить фибрилляция сердца. При этом прекращается кро­вообращение и, в организме возникает недостаток кислорода; это в свою очередь быстро приво­дит к прекращению дыхания, т. е. наступает смерть. Та­ким образом, при токе 100 мА и более прекращает рабо­ту сердце, а затем легкие, причем поражение сердца наступает быстро: обычно не более чем через 2 с с нача­ла воздействия тока.

Токи, которые вызывают фибрилляцию сердца, назы­ваются фибрилляционными, наименьший из нихпоро­говым фибрилляционным током.

При частоте 50 Гц. фибрилляционнымиявляются токи в пределах от 100 мА до 5 А, а пороговым фибрилляци­онным током 100 мА. При постоянном токе порогом фибрилляции считается ток 300 мА, а верхним пределом фибрилляционного тока 5 А.

Эти данные справедливы при условии длительного прохождения тока через чело­века (не менее 2–3 с) по пути рука – рука или рука – ноги. Если же ток проходит кратковременно, то значение порогового фибрилляционного тока возрастает.

При ином пути фибрилляционные токи могут иметь большие или меньшие значения. Так, например, в случае прикосновения к токоведущей части непосредственно грудью фибрилляция сердца может наступить при токе, значительно меньшем 100 мА, поскольку в этом случае значительная часть этого тока будет проходить непо­средственно через сердце.

Ток больше 5 А как при 50 Гц, так и при постоянном токе фибрилляцию сердца, как правило, не вызывает. При таких токах происходит немедленная остановка сердца, минуя состояние фибрилляции.

Если действие тока было кратковременным (до 1–2 с) и не вызвало повреждения сердца в результате нагрева, ожога и т. п., после отключения тока сердце, как правило, самостоятельно возобновляет нормальную деятельность. В практике наблюдались случаи выжива­ния людей после того, как через них проходил ток в несколько ампер и даже в несколько десятков ампер.

Однако при больших токах, даже в случае кратковре­менного воздействия их, наряду с остановкой сердца происходит и паралич дыхания. При этом после отклю­чения тока дыхание как правило, самостоятельно не вос­станавливается и требуется немедленная помощь постра­давшему в виде искусственного дыхания.

При больших токах смер­тельные поражения являются обычно следствием прек­ращения дыхания, как и при токах до 100 мА.

Действие электрического тока на организм человека

Доброго времени суток, уважаемые читатели сайта http://zametkielectrika.ru.

Продолжаем более подробно знакомиться с электробезопасностью.

Сегодня у нас очень интересная и познавательная статья про действие  электрического тока на организм человека.

Я думаю, что каждый из Вас хоть раз задумывался об опасности электрического тока, и его последствий. А кто то может (не дай Бог конечно) испытал это на себе.

Введение

Среда, в которой мы с Вами обитаем, а также все то, что нас окружает, заключает в себе потенциальную опасность для нас. Одной из таких угроз является поражение током. Кроме природной среды (поражение молнией), есть еще бытовая и производственная, которые постоянно развиваются и прогрессируют (усовершенствование техники и применение новых разработок), а значит, несут в себе еще большую угрозу.

Несмотря на то, что проверка приборов производится очень качественно, от ошибок и непредвиденных ситуаций никто не застрахован.

К сожалению, чаще всего поражение током, как на производстве, так и в быту случается от того, что не соблюдены меры предосторожности и элементарной электробезопасности.

Не исключаются также причины неисправности электропроводки и поломки приборов (при пользовании электрическим чайником, СВЧ-печью, и другими бытовыми приборами; ошибки при подключении стиральной машины, или при переносе розетки, либо при замене розетки и многое другое), используемых в быту, и электрических агрегатов и электрооборудования, используемого непосредственно на производстве.

Как показывает статистика, процент получаемых травм от поражения током намного ниже по сравнению с травмами, полученными другими способами.

Но при поражении током значительно выше процент тяжелых травм и летального исхода.

Что такое электрический ток?

Действие электрического тока на человека, а также его последствия можно лучше понять после того, как более детально рассмотрим, что же такое ток.

Электрический ток – это упорядоченное движение электронов в проводнике или полупроводнике.

В участке цепи сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах участка (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению данного участка цепи — закон Ома.

В случае, когда человек касается проводника, который находится под напряжением, он тем самым включает себя в цепь. Через тело человека пройдет ток, если он не изолирован от земли, либо касается проводника одновременно с другим предметом, у которого противоположенный потенциал.

Данная формула применима к двухфазному, или его еще называют двухполюсному прикосновению к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Выглядит это следующим образом:

При касании человеком двух фаз электроустановки, возникает цепь через тело человека, по которой проходит электрический ток. Величина электрического тока в данном случае зависит ТОЛЬКО от напряжения электроустановки и внутреннего сопротивления человека.

Например, фазное напряжение электроустановки 220 (В), линейное напряжение соответственно 380 (В). В нормальных условиях среднее сопротивление человека приблизительно составляет 1000 (Ом).

В данном случае ток, который пройдет через человека при одновременном его касании двух фаз (А и В) будет равен 380 (мА).  А это смертельно опасно!!!

Чуть иначе будет происходить расчет тока, проходящего через организм человека, если он прикоснется к одной фазе в сети с изолированной нейтралью.

В этом случае цепь тока будет замыкаться через организм человека, далее на землю и через сопротивление изоляции и емкости фаз.

Чем грозит действие электрического тока?

Электрический ток производит следующие воздействия на организм человека проходя сквозь него:

1. Термическое

При таком воздействии происходит перегрев, а также функциональное расстройство органов находящихся на пути прохождения тока.

2. Электролитическое

При электролитическом действии тока в жидкости, которая находится в тканях организма, происходит электролиз, в том числе и в крови, из-за чего нарушается ее физико-химического состав.

3. Механическое

Во время механического воздействия происходит разрыв тканей и их расслоение, ударное действие от испарения жидкости из тканей человеческого организма. После этого следует сильное сокращение мышц, вплоть до их полного разрыва.

4. Биологическое

Биологическое действие тока несет в себе раздражение и перевозбуждение нервной системы.

5. Световое

Данное действие служит причиной поражения глаз.

 

Последствия при действии электрического тока

Глубина и характер воздействия зависит от:

  • рода тока (переменный или постоянный) и его силы
  • времени его воздействия и пути, по которому он проходит через человека
  • психологического и физиологического состояния данного человека.

Так, например, при нормальных условиях и наличие сухой, неповрежденной кожи сопротивление человека может достигать нескольких сотен (кОм), а вот если условия будут неблагоприятные, то значение может упасть до одного килоома.

Ниже, я Вам приведу в пример таблицу, как действует электрический ток разной величины на организм человека.

Ток с силой около 1 (мА) уже будет довольно таки ощутимым. При более высоких показаниях будут испытываться болезненные и неприятные сокращения мышц у человека.

При токе силой в 12-15 (мА) человек уже не может управлять своей мышечной системой и не в состоянии самостоятельно оторваться от поражающего источника тока.

Если же ток будет выше, чем 75 (мА), то его воздействие приведет к параличу дыхательных мышц и, следовательно, к остановке дыхания.

Если сила тока будет продолжать увеличиваться, то наступит фибрилляция сердца и его остановка.

Более опасным, чем постоянный ток, является ток переменный.

Имеет не малое значение и то, какими именно участками тела прикасается человек к токоведущей части. Самыми опасными считаются те пути, во время которых поражается спинной и головной мозг (голова-ноги и голова-руки), легкие и сердце (ноги-руки).

Основные поражающие факторы

1. Электрический удар

Возбуждает мышцы тела, приводит к судорогам, а затем к остановке дыхания и сердца.

2. Электрические ожоги

Возникают в результате выделения тепла после прохождения тока через тело человека.

Есть несколько видов ожогов, которые возникают в зависимости от параметров электрической цепи, а также состояния человека в тот момент:

  • покраснение кожи
  • возникновение ожога с образованием пузырей
  • возможно обугливание тканей
  • металлизация кожи, сопровождающаяся проникновением в нее кусочков металла, в случае расплавление металла.

Напряжение соприкосновения – это напряжение, которое действует на человека во время его соприкосновения с одним полюсом, либо же с фазой источника тока.

Самыми опасными зонами тела являются области висков, спины, тыльных сторон рук, голеней, затылка, а также шеи.

Почитайте мою статью о групповом несчастном случае на производстве, который случился с двумя электромонтерами при переключениях в электроустановке напряжением 10 (кВ).

P.S. Если во время прочтения материала у Вас возникли вопросы, то спрашивайте об этом в комментариях.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Воздействие электрического тока на организм человека

Несчастные случаи, связанные с опасным воздействием элек­трического тока на организм человека, происходят при соприкос­новении человека с токоведущими частями или же от действия разрядного тока при приближении к токоведущим частям на достаточное для образования разряда расстояние.

Механизм поражения электрическим током весьма сложен и еще недостаточно изучен.

Действие электрического тока на организм человека может быть тепловым (ожоги), механическим (разрыв тканей, растрес­кивание костей), химическим (электролиз), и биологическим (нарушение функций нервной системы и управляемых ею процес­сов в живом организме).

При электротравмах могут быть внутренние (электрический удар) или внешние (ожог, металлизация, электрический знак) поражения организма человека.

Наиболее тяжелым видом электротравм являются электри­ческие удары.

Наблюдения и исследования данных об электротравматизме показывают, что решающее влияние на исход электрических травм оказывают следующие факторы:

а) величина поражающего тока, протекающего через тело человека;

б) напряжение в электроустановках;

в) продолжительность воздействия тока на организм чело­века;

г) путь прохождения тока;

д) род и частота тока;

е) состояние окружающей среды;

ж) состояние организма человека в момент получения элек­тротравмы.

Величина поражающего тока. До настоящего времени вопрос о том, какая величина тока является опасной и какая смертельно опасной для человека, окончательно не разрешен.

Под безопасным током обычно понимают ток такой величины, который дает возможность человеку самостоятельно оторваться от токоведущих частей. Величина тока зависит от сопротивления тела человека и приложенного к нему напряжения.

Наибольшей величиной отпускающего переменного тока с час­тотой 50 периодов в секунду можно принять 15—20 ма и наи­большую величину отпускающего постоянного тока можно при­нять в среднем 60—70 ма.

Примерная зависимость характера воздействия тока на орга­низм человека от его величины, составленная по данным изуче­ния электротравматизма и экспериментов над животными, дана в табл. 24.

Продолжительность воздействия тока. Длительность воздей­ствия тока на организм человека также имеет большое значение. Установлено, что с увеличением времени действия тока электрическое

Т а б л и ц а 24

 

 

сопротивление тела человека уменьшается. Следовательно, с увеличением длительности воздействия тока, величина тока, про­ходящего через тело человека, возрастает; поэтому чем дольше человек находится под током, тем более тяжелыми получаются последствия.

Путь прохождения тока. Путь прохождения тока в организме, повидимому, также оказывает влияние на исход электротравм. В настоящее время считается установленным, что с увеличением пути прохождения электрического тока через организм тяжесть исхода несчастного случая возрастает.

В связи с тем, что прохождение электрического тока через тело человека вызывает различные сложные патологические про­цессы в организме человека, вопрос о влиянии пути прохождения тока на исход электротравм не является окончательно решенным.

Род и частота тока. Изучение воздействия переменного и по­стоянного тока на организм человека показывает, что опасность переменного тока для возникновения электротравмы выше опас­ности постоянного тока при низких напряжениях.

Изучение влияния тока различной частоты на организм чело­века показывает, что опасность поражения током с увеличением частоты уменьшается.

Установлено, что наиболее опасными для человека частотами являются частоты 50—60 Гц, и что значительное увеличение частоты тока снижает опасность поражения.

Опыт эксплуатации высокочастотных генераторов показывает, что с точки зрения поражения организма электрическим ударом токи высокой частоты не представляют опасности поражения организма, но они при прикосновении к токоведущим частям вызывают ожоги.

Состояние человека в момент электротравмы. Различный со­став тканей человеческого тела является причиной различного сопротивления электрическому току. Удельное сопротивление тела человека, когда кожный покров находится в сухом состоя­нии, составляет от 40 000 до 100 000 Ом, причем свыше 90% этого сопротивления приходится па кожный покров. Однако сопротивление наружного слоя кожного покрова не остается величиной постоянной, а меняется в весьма широких пределах и зависит: а) от влажности и чистоты кожи, б) от величины по­верхности и плотности контакта, в) от величины тока и продол­жительности прохождения его через тело человека; г) от вели­чины приложенного напряжения.

С.Филин, 2014

Как действует электрический ток на человеческое тело? — Определение и значение

Когда через тело проходит электрический ток, нервная система поражается электрическим током. Интенсивность удара зависит в основном от силы тока и пути, пройденного током через тело, и продолжительности контакта. В крайних случаях шок вызывает нарушение нормальной работы сердца и легких, что приводит к потере сознания или смерти.

Считается, что ток ниже 5 мА не опасен. Ток от 10 до 20 мА опасен, потому что больной теряет мышечный контроль. Сопротивление человеческого тела между двумя руками или между ногами составляет от 500 мА до 50 кОм. Если сопротивление человеческого тела принято равным 20 кОм, то контакт с питанием 230 В может быть потенциально смертельным, 230/20 000 = 11,5 мА.

human-effect-on-human-body

Ток утечки I = E / R, где E — напряжение питания, а R — сопротивление корпуса.Сопротивление сухого тела варьируется от 70 кОм до 100 кОм на квадратный см, но когда человеческое тело влажное, оно значительно уменьшается до 700-1000 Ом на квадратный см. (Сопротивление кожи тела высокое, но внешнее сопротивление низкое).

Чтобы подчеркнуть влияние влажного тела, можно сказать, что питание 100 В влажного тела так же опасно, как 1000 вольт, когда тело сухое.

Эффект передачи тока от руки к руке и от ноги к ноге

Следующее — влияние тока, проходящего от руки к руке и от ноги к ноге.

  1. Ощущение поражения электрическим током около 1 мА. На этом уровне человек испытывает легкое возбуждающее ощущение при контакте с электрическим полем.
  2. Максимальный ток, при котором человек может отпустить проводник с помощью мышц, непосредственно затронутых током, называется « Let Go Current ». Этот ток принимается равным 9 мА для мужчин и 6 мА для женщин.
  3. Если текущий уровень выше, чем « Let Go Current », то человек теряет способность контролировать свои мышцы, и такие токи тяжело переносятся.Эти токи находятся в диапазоне 20–100 мА. Этот ток вызывает физические травмы, однако сердечная и дыхательная функции сохраняются.

Если ток превышает 100 мА, несчастный случай может быть смертельным, потому что насосное действие сердца прекращается и пульс пропадает. Как только сердце перестает перекачивать кровь, мозг начинает умирать, и после того, как у него отнимается насыщенная кислородом кровь. При очень высоком токе порядка 6 мА и выше возникает опасность паралича дыхания и ожогов.

Воздействие разряда переменного и постоянного тока может различаться.Переменный ток на разумных частотах (25-60c / с) более опасен, чем постоянный ток того же RMS.

Увеличивающееся использование высокочастотного оборудования дополнительная опасность возникает из-за прохождения высокочастотного тока через тело. При частоте около 100 гц / с ощущение шока начинает исчезать. Серьезные внутренние ожоги могут оказаться опасными. Это течение убивает.

Изменение напряжения на 50 В может вызвать опасный ток 50 мА. Люди пережили гораздо более высокое напряжение из-за различных факторов.Сопротивление контакта можно значительно повысить, если высушить кожу, очистить одежду и надеть обувь.

,

Физиологическое действие электрического тока

Электрический ток определяется как скорость протекания отрицательных зарядов по проводнику. Чтобы электрический ток возник, он должен проходить через материал. Когда поток электронов, создаваемый электричеством, встречает сопротивление, это приводит к рассеиванию энергии в виде тепла. Если выделяется чрезмерное количество тепла, ткань может обжечься. С физиологической точки зрения разница между обычным ожогом и ожогом, вызванным электричеством, заключается в том, что электричество имеет способность сжигать ткани под кожей, даже внутренние органы без видимых внешних доказательств этого.

Контакт с электрическим током может иметь различные последствия для человеческого тела, такие как боль, ожоги и даже смерть.На то, как тело взаимодействует с током, влияет множество факторов, таких как сопротивление кожи, напряжение, продолжительность контакта, количество электрического тока и его интенсивность. Организм чрезвычайно чувствителен к воздействию электрического тока, поэтому такой сценарий может привести к самым разным результатам. Во-первых, это нарушает нормальную работу нашей нервной и мышечной систем. Другая причина, когда ток проходит через ваше тело, он превращается в тепловую энергию. Это может вызвать серьезные ожоги как внутри тела, так и на коже.

Ток около 10 мА может вызвать очень болезненный шок. Чем дольше ток продолжает проходить через вас, тем хуже становится. Вырабатывается больше тепла, и повреждение вашего тела увеличивается, поэтому неспособность расслабиться может вызвать серьезные проблемы. Токи выше 100 мА почти всегда приводят к летальному исходу, если не будет оказана немедленная медицинская помощь.

Сила тока, проходящего через тело человека, зависит от двух факторов: напряжения, подаваемого источником, и электрического сопротивления вашего тела.Количество электрического тока, протекающего через тело, определяет различные эффекты поражения электрическим током. Большинство эффектов, связанных с током, возникают в результате нагрева тканей и стимуляции мышц и нервов.

Поражение электрическим током или так называемое поражение электрическим током происходит при прохождении тока через тело человека. Реальная мера силы поражения электрическим током напрямую связана с величиной тока (закон Ома) в амперах, который проходит через тело, а не с напряжением. Сопротивление также играет очень важную роль в количестве энергии, проходящей через тело.В зависимости от сопротивления тела, мокрого (500 Ом) или сухого (1000 Ом), а также точки контакта, мы имеем очень разные эффекты для одного и того же тока.

Напряжение, также известное как электрическое напряжение si, определяемое как сила, проталкивающая электрический ток через тело. Ток течет для любого заданного напряжения в зависимости от сопротивления. Именно ток определяет физиологические эффекты.

Электропорация (повреждение клеточной мембраны) происходит из-за приложения большого напряжения к длине ткани.Основная проблема электропорации — значительная гибель клеток, вызванная импульсами высокого напряжения и лишь ограниченное восстановление мембраны. Это причина того, что даже незначительный контакт с лекарством может привести к повреждению глубоких тканей.

Общие эффекты электрического тока [✎ edit | править источник]

Общие эффекты электрического тока различаются для мужчин, женщин и детей. При одинаковом токе у женщин симптомы обычно хуже, чем у мужчин. У ребенка или младенцев обычно есть отчетливая темная отметина, похожая на ожог на губах, когда в первые годы жизни младенцы используют рот, чтобы познать окружающий мир.

Электрический ток (контакт на 1с) Эффект
Ниже 1 мА Незаметно
1 мА Порог ощущения покалывания
5 мА Легкий шок. Не больно. Обычный человек может отпустить. Непроизвольная реакция может привести к косвенным травмам
6-25 мА (женщины) Болезненные удары. Потеря мышечного контроля
от 9 до 30 мА (мужчины) Ток замерзания, «не могу отпустить».Человека могут выбросить подальше от источника питания. Человек не может отпустить. Сильная непроизвольная реакция может привести к непроизвольным травмам
от 50 до 150 мА Сильная боль. Остановка дыхания. Мышечные реакции. Возможная смерть.
1 до 4,3 А Фибрилляция сердца. Возникают мышечные сокращения и повреждение нервов. Скорее всего смерть.
10 А Остановка сердца, тяжелые ожоги. Смерть вероятна

Одно из наиболее значительных физиологических эффектов электричества в отношении нервной системы.Электричество может влиять на всю сеть нервных клеток и нейронов, которые обрабатывают и проводят сигналы, отвечающие за регулирование функций нашего тела. Сенсорные и двигательные органы нашего тела, такие как головной и спинной мозг, работают вместе, позволяя ему двигаться, отвечать, думать, ощущать и запоминать. Нервные клетки общаются, создавая электрические сигналы с очень малым напряжением. Если электрический ток достаточной силы проходит через живые ткани, его действие будет подавлять естественные импульсы нейронов, перегружая нервную систему и блокируя прохождение произвольных импульсов, которые активируются в мышцах.Затем мышцы непроизвольно сокращаются (тетания).

Воздействие переменного тока в значительной степени зависит от частоты, низкая частота имеет тенденцию быть намного более опасной, чем высокая частота. Переменный ток с той же силой тока и напряжением, что и постоянный, более опасен и оказывает худшее воздействие на организм человека. Низкочастотный переменный ток вызывает сокращение мышц (тетанию), что может вызвать эффект «не может отпустить», замораживая мышцы руки. Это происходит потому, что сгибатели руки сильнее, чем разгибатели, поэтому при внешнем электростимуляции сгибатели превосходят разгибатели.Переменный ток чаще вызывает фибрилляцию сердца, тогда как постоянный ток заставляет сердце останавливаться. Поэтому оборудование для дефибрилляции — это постоянный ток, который останавливает сердце и дает возможность восстановиться.

Сопротивление измеряется в омах.

Человеческое тело имеет собственное сопротивление электрическому току, на 99% это сопротивление находится на коже. Как уже упоминалось, сухая и влажная кожа имеют очень разные значения сопротивления, но это не единственный аспект, который следует учитывать при поражении электрическим током. Порезы и глубокие ссадины кожи способствуют значительному снижению сопротивления кожи.Кожа действует как конденсатор и пропускает больше тока, если напряжение быстро меняется. Внутреннее сопротивление тела составляет около 300 Ом по отношению к влажным, относительно соленым тканям под кожей. Кожа разрушается от 500 В и выше, что приводит к снижению сопротивления тела, что может означать, что большее количество тока проникает в тело, повреждая нервы и мышцы. Это одна из причин, по которой иногда наблюдается не значительное повреждение кожи, а значительное повреждение глубоких тканей.

Поражение электрическим током — это физическое воздействие и резкая реакция на электрический ток, проникающий в тело. После контакта с электрическим током возникают первичные электрические травмы, указывающие на повреждение тканей. Электрический ток способен вызвать сильные ожоги тела. Причина кроется в рассеивании мощности через электрическое сопротивление тела. Шок может вызвать: остановку сердца, ожоги тканей и органов, мышечные спазмы, серьезные последствия для нервной системы и другие неожиданные последствия.Другие нарушения могут появиться через несколько недель или месяцев после шока, в зависимости от того, через какие органы прошел ток.

Еще одно замечание, на которое следует обратить внимание, — это различие воздействия переменного и постоянного тока. Что касается переменного тока, то он в основном зависит от частоты, ведь переменный ток низкой частоты более опасен, чем переменный и постоянный ток высокой частоты того же напряжения.

Низкочастотный переменный ток вызывает длительное сокращение мышц — столбняк. Столбняк — это состояние, при котором мышцы непроизвольно сокращаются из-за прохождения внешнего электрического тока через тело. Когда непроизвольное сокращение мышц, управляющих пальцами, приводит к тому, что жертва не может отпустить проводник под напряжением, жертва считается замороженной в цепи.

Постоянный ток, скорее всего, вызовет однократное судорожное сокращение, которое часто заставляет жертву уйти от источника тока.

Постоянный ток (DC) с большей вероятностью вызывает столбняк в мышцах, чем переменный ток (AC), поэтому постоянный ток с большей вероятностью «заморозит» пострадавшего в случае шока.Однако переменный ток с большей вероятностью вызовет фибрилляцию сердца жертвы, что является более опасным состоянием для жертвы после прекращения действия электрического тока.

От электрических ожогов поражаются в основном внутренние органы. Такие ожоги могут проявляться незначительно или вообще не проявляться на коже. Они вызваны теплом, возникающим в результате сопротивления тела проходящему через него току. Эти случаи более опасны, чем внешние травмы.

Electric injury.png

Внутренние ожоги разрушительны и часто имеют серьезные последствия: рубцы, ампутация, потеря функции, потеря чувствительности и даже смерть.Например, при разрушении большого количества тканей большое количество образовавшихся отходов может вызвать серьезные нарушения почек или кровообращения.

Воздействие на сердце — одно из самых серьезных и наиболее частых электрических повреждений. Проблема в том, что сердце находится в центральной анатомической области грудной клетки, и оно чаще поражается, чем другие внутренние органы, потому что электрический ток обычно следует по пути наименьшего сопротивления в организме вдоль кровеносных сосудов и нервов, направляя ток в сторону сердца.

Arrhytmias : Воздействие тока высокого напряжения с большей вероятностью вызовет асистолию сердца, но даже переменный ток низкого напряжения может вызвать остановку сердца из-за фибрилляции желудочков. Предполагается, что механизм, лежащий в основе индуцированной сердечной аритмии, заключается в начальном повреждении сердечной мышцы и последующем образование рубцов, приводящее к аномальной электрической активации сердца.

Брадикардия : травмы могут возникнуть в результате нарушения нормальной проводящей системы. Сино-предсердные и предсердно-желудочковые узлы, ответственные за генерацию и распространение импульсов в сердце, могут быть более восприимчивыми к поражению электрическим током, чем другие клетки сердца.

Повреждение сердечной мышцы : Боль в груди может отсутствовать, а травма может проявляться только в виде неспецифических электрокардиографических изменений, повышенных уровней миокардиальных белков в крови — тропонина из поврежденной ткани. Иногда, в основном после аварий с высоким напряжением, инфаркт миокарда может быть вызван окклюзией коронарных артерий сгустками крови или спазмом.

Кровеносные сосуды: Стенки кровеносных сосудов, по которым ток прошел достаточно долго, чтобы вызвать некротические изменения, становятся хрупкими и рыхлыми.Внутренняя эндотелиальная оболочка сосуда претерпевает изменения, и к интиме прикрепляются париетальные тромбы.

Невролог : Повреждение нервной ткани может вызвать потерю сознания, нарушение памяти, травму спинного мозга, паралич или потерю чувствительности конечностей.

Electric injury.png Глубокие ожоги кожи, мышц и костной ткани, вызванные высоким напряжением.

Электричество может проходить через спинной мозг поперечно, наклонно или продольно, что приводит к множеству различных синдромов спинного мозга.Могут оставаться постоянные дефекты, среди которых часто встречаются синдромы потери клеток передних рогов. Периферические нервы также могут быть временно парализованы или более необратимо повреждены тепловыми эффектами от прохождения тока или непосредственными ожогами.

Нейрофсихологические проблемы часто недооценивают, но сообщалось о посттравматическом стрессовом расстройстве, депрессии и хронической невропатической боли.

Глаз: Изменения, наблюдаемые на глазах, обычно являются поздними осложнениями электротравм.

Костно-мышечная система : В некоторых случаях электрическая дуга прожигает глубокое отверстие в кости, и мозговые оболочки и мозг также могут быть поражены, в других случаях менее тяжелых типов травм кость часто обнажается. разрушение мягких тканей. Переломы и вывихи костей. Прямое повреждение мышц, а также синдром компартмента.

Статьи по теме [✎ edit | править источник]

Внешние ссылки [✎ edit | править источник]

http: //ets.adlerka.ск / index.php? к = otzd & рк = 111

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2763825/

https://www.tuv.com/content-media-files/usa/pdfs/1020-field-evaluation-service-(fes)-for-u.s.-and-canada/tuv_rheinland_02_effects_of_electrical_current_in_human_body.pdf

https://www.hydroquebec.com/safety/electric-shock/consequences-electric-shock.html

http://www.timedsurgery.com/italiano/pubblicazioni/cap_libro/cap_2.pdf

Библиография [✎ ​​редактировать | править источник]

,

Поражение электрическим током | Britannica

Удар электрическим током , ощутимое и физическое воздействие электрического тока, проникающего в тело. Разряд может варьироваться от неприятного, но безвредного разряда статического электричества, полученного после того, как человек прошел по толстому ковру в сухой день, до смертельного разряда от линии электропередачи.

Британская викторина

Медицинские термины и викторина для первопроходцев

Каково общее название ацетилсалициловой кислоты, соединения, которое оказывает хорошо известное действие, подавляя выработку простагландинов?

Подавляющее большинство смертей происходит от переменного тока с частотой домашнего тока 60 герц (циклов в секунду) в Северной Америке и 50 герц в Европе.Большинство смертей происходит от контакта с проводниками с напряжением менее 500 вольт. Это не означает, что высокое напряжение менее опасно, но оно обычно присутствует только на аппаратуре и линиях питания, эксплуатируемых коммунальными предприятиями, которые пытаются обеспечить доступ к ним только обученным и уполномоченным лицам.

Воздействие электрического шока на человеческое тело зависит от протекающего тока — силы тока — а не от силы тока или напряжения. Электрическое сопротивление человеческого тела непостоянно и может значительно измениться при прохождении электрического удара.Поэтому, за исключением общих слов, приложенное напряжение не рассматривается. Это приводит к трудностям при расследовании несчастных случаев, поскольку инженер-электрик часто может указать только приложенное напряжение, а врач думает в терминах протекающего тока.

Еще одно важное соображение — это путь, по которому ток проходит через тело. С точки зрения электрического проводника, тело ведет себя как раствор электролитов в кожаном контейнере. Таким образом, наибольшая плотность тока возникает вдоль оси, соединяющей две точки контакта.По мере увеличения расстояния, перпендикулярного линии протекания тока, плотность тока быстро падает. Таким образом, наиболее вероятно поражение органов, находящихся близко к прямому пути тока. Поскольку подавляющее большинство несчастных случаев со смертельным исходом от поражения электрическим током происходит из-за прохождения тока между рукой (обычно правой) и ногами, ток проходит через грудную клетку и поражает внутренние органы. За исключением тех крайне необычных происшествий, когда голова оказывается одной из точек соприкосновения, мозг не находится на пути тока или рядом с ним.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Поражение электрическим током может непосредственно вызвать смерть по трем причинам: паралич дыхательного центра в головном мозге, паралич сердца или фибрилляция желудочков (неконтролируемое, чрезвычайно быстрое подергивание сердечной мышцы). Принято считать, что фибрилляция желудочков — самая частая причина смерти от поражения электрическим током.

Сердечно-легочная реанимация (СЛР) — лучший способ оказания неотложной первой помощи пострадавшим от поражения электрическим током.Это очень эффективный метод, если его применяет хорошо обученный человек, и во многих случаях он может обеспечить адекватную краткосрочную поддержку жизни до тех пор, пока не станут доступны более сложные методы лечения.

Хотя подавляющее большинство пострадавших от поражения электрическим током, за исключением тех, кто получил ожоги, либо умирают, либо полностью выздоравливают, очень небольшое их число страдает от последствий, которые могут быть временными, но иногда и постоянными. Они могут включать катаракту глаза, форму стенокардии (приступы боли под грудиной) или различные нарушения нервной системы.Сообщалось о множестве других состояний, но в большинстве случаев их точное отношение к электрическому происшествию неясно или не может быть клинически подтверждено.

.

Человеческое тело в космосе: отличие факта от вымысла

Со времени первого двухчасового полета Юрия Гагарина в космос в 1961 году соблазн пилотируемых космических путешествий оказался непреодолимым для ученых, предпринимателей и артистов. Сегодня, когда технологии становятся все более способными обеспечить возможность пилотируемых путешествий на Марс, и воображение Голливуда разгуливается представлениями о космическом будущем человечества (с недавними блокбастерами, такими как Star Trek , Prometheus , Star Wars и даже Wall- E ) появилось много заблуждений о космосе.Космическое пространство часто изображается в фильмах как холодное, негостеприимное место, где постоянный вакуум заставит вашу кровь закипеть, а ваше тело взорвется; в качестве альтернативы, если ничего из этого не произойдет, вы обязательно мгновенно превратитесь в человека-эскимо. Между тем, многие из этих фильмов удобно игнорируют несколько более тонкие, но весьма актуальные опасности длительного космического полета даже в закрытом судне при нормальном атмосферном давлении.

Острое воздействие космического вакуума: нет, вы не замерзнете (и не взорветесь)

Распространено заблуждение, что космическое пространство холодное, но на самом деле в самом космосе нет температуры.В термодинамических терминах температура является функцией тепловой энергии в данном количестве вещества, а пространство по определению не имеет массы. Более того, передача тепла в космосе не может происходить таким же образом, поскольку два из трех методов передачи тепла (теплопроводность и конвекция) не могут происходить без материи.

Что это значит для человека в космосе без скафандра? Поскольку тепловое излучение (тепло печи, которое вы можете почувствовать на расстоянии или от солнечных лучей) становится преобладающим процессом передачи тепла, можно почувствовать себя немного теплым, если подвергнуться прямому воздействию солнечного излучения, или слегка прохладным, если он затенен от солнечный свет, когда собственное тело человека будет излучать тепло.Даже если бы вас сбросили в глубокий космос, где термометр мог бы показывать 2,7 Кельвина (-455 ° F, температура «космического микроволнового фона», оставшегося от Большого взрыва, пронизывающего Вселенную), вы бы не замерзли мгновенно, потому что теплопередача не может произойти так быстро только радиацией.

Отсутствие нормального атмосферного давления (давления воздуха на поверхности Земли), вероятно, вызывает большее беспокойство, чем температура для человека, находящегося в космическом вакууме [1].При внезапной декомпрессии в вакууме расширение воздуха в легких человека может вызвать разрыв легких и смерть, если этот воздух не будет немедленно выдохнуть. Декомпрессия также может привести к потенциально смертельному состоянию, называемому эбулизмом, когда пониженное давление окружающей среды снижает температуру кипения жидкостей организма и инициирует переход жидкой воды в кровотоке и мягких тканях в водяной пар [2]. Как минимум, эбулизм вызовет отек тканей и синяки из-за образования водяного пара под кожей; в худшем случае это может вызвать эмболию или закупорку кровеносных сосудов из-за пузырьков газа в кровотоке.

Наша зависимость от непрерывной подачи кислорода является более ограничивающим фактором в отношении количества времени, в течение которого человек может выжить в полном вакууме. В отличие от того, как легкие должны функционировать при атмосферном давлении, кислород диффундирует из кровотока, когда легкие подвергаются воздействию вакуума. Это приводит к состоянию, называемому гипоксией или кислородным голоданием. В течение 15 секунд дезоксигенированная кровь начинает поступать в мозг, что приводит к потере сознания [1].Данные экспериментов на животных и несчастных случаев во время тренировок предполагают, что человек может прожить как минимум еще одну минуту в вакууме в бессознательном состоянии, но ненамного дольше [3,4].

Долгосрочные последствия космических путешествий

В то время как влияние неисправности скафандра или декомпрессии на человеческое тело важно осознавать, долгосрочные последствия космического полета, возможно, более актуальны (рис. 1). Многие из непосредственных физиологических воздействий космического полета объясняются микрогравитацией, термином, обозначающим очень малые гравитационные силы.Поскольку жизнь на Земле эволюционировала так, чтобы лучше всего функционировала в условиях земного притяжения, возможно, отсутствие гравитации влияет на все системы человеческих органов. Тело очень адаптивно и может адаптироваться к изменениям в гравитационной среде, но эти физиологические адаптации могут иметь патологические последствия или приводить к ухудшению физической формы, что ставит под сомнение способность космического путешественника нормально функционировать по возвращении на Землю.

Рис. 1. Физиологические опасности, связанные с космическими путешествиями.Воздействие окружающей среды в космосе с микрогравитацией и ионизирующим излучением может нарушить сердечно-сосудистую, выделительную, иммунную, скелетно-мышечную и нервную системы. (Иллюстрация Марка Спрингеля, отредактированная Ханной Сомхеджи)

На Земле сердечно-сосудистая система работает против силы тяжести, чтобы предотвратить скопление крови в ногах, таким образом, микрогравитация приводит к резкому перераспределению жидкости от ног к верхней части тела всего за несколько мгновений невесомости [5]. Это явление в просторечии известно космонавтам как «опухшее лицо» или «птичьи лапы», что связано с выраженным отеком лица и уменьшением окружности ног на 10–30%.Хотя жидкости возвращаются к нормальному распределению в течение 12 часов, космонавты часто жалуются на заложенность носа и аномалии глаз после длительного пребывания в космосе [6], которые, вероятно, являются симптомами повышенного внутричерепного давления или давления внутри черепа. Кроме того, наблюдается уменьшение объема крови, количества эритроцитов и сердечного выброса из-за более низкой нагрузки на сердечно-сосудистую систему по противодействию силе тяжести. Эта акклиматизация физиологически нормальна и не имеет функциональных ограничений в космосе, но после возвращения к земной гравитации каждый четвертый астронавт не может стоять в течение 10 минут без учащенного сердцебиения или обморока [5,7].

Поскольку более половины мышц человеческого тела противостоять гравитационную силу на Земле, опорно-двигательный аппарат акклиматизацию к результатам микрогравитации в глубокой мышечной атрофии, достигая до 50% потери мышечной массы у некоторых космонавтов в течение длительных полетов [5] , Мышечная атрофия, наблюдаемая у астронавтов, очень похожа на атрофию прикованных к постели пациентов, и по возвращении на Землю некоторые астронавты испытывают трудности с простым поддержанием вертикальной позы. Уменьшение нагрузки в пространстве на несущие кости, такие как бедренная кость, большеберцовая кость, тазовый пояс и позвоночник, также вызывает деминерализацию скелета и снижение плотности костной ткани или остеопению.Кальций и другие минералы, содержащиеся в костях, выводятся с мочой в повышенных количествах, поэтому микрогравитация подвергает людей риску не только перелома костей, но и камней в почках [8].

Вестибулярная и сенсомоторная системы, сенсорные сети нашего тела, которые вносят вклад в чувство равновесия и координацию движений соответственно, также подвержены влиянию микрогравитации. Большинство астронавтов в течение первых нескольких дней пребывания в космосе испытывают некоторую космическую болезнь движения или дезориентацию, и эти симптомы обычно проходят по мере акклиматизации тела [5]; однако некоторые астронавты еще через несколько месяцев после возвращения на Землю чувствуют себя неуверенно [9].Кроме того, это влияет на нормальный цикл сна, поскольку астронавты постоянно спят меньше и испытывают более неглубокий и беспокойный сон в космосе, чем на Земле [10]. Это может быть связано с сочетанием микрогравитации или изменением цикла свет-темнота в космосе. Многие астронавты жалуются на яркие вспышки, которые возникают у них перед глазами при попытке уснуть, что связано с космическим излучением высокой энергии [11].

Атмосфера Земли действует как щит, блокирующий многие вредные виды космической радиации, но люди подвергаются опасному воздействию этой радиации в космическом пространстве (рис. 2).Ультрафиолетовое (УФ) излучение солнца в значительной степени поглощается атмосферой Земли и никогда не достигает ее поверхности, но человек, не имеющий защиты в космосе, получит солнечный ожог от УФ-излучения в течение нескольких секунд. Ультрафиолетовые лучи можно блокировать с помощью специально разработанной ткани в скафандрах и защитных экранах космических кораблей, но ионизирующее излучение и космические лучи более высокой энергии — протоны высокой энергии и тяжелые атомные ядра из-за пределов Солнечной системы — могут проникать как через экранирование, так и через тела астронавтов, потенциально имея серьезные последствия для здоровья [6].Повреждающее излучение этого типа может вызвать лучевую болезнь, мутировать ДНК, повредить клетки мозга и способствовать развитию рака [12]. Некоторые исследования также предполагают, что космическое излучение увеличивает риск раннего начала катаракты [13] и способствует увеличению вероятности заражения астронавтами вирусных и бактериальных инфекций из-за подавления иммунной системы [5].

Что это означает для будущих космических полетов?

Перспектива межпланетных полетов усугубляет известные проблемы со здоровьем, связанные с космическими путешествиями.С нашей нынешней технологией пилотируемая миссия на Марс займет более двух лет, а по самым скромным оценкам, просто добраться до Марса может потребоваться от 6 до 8 месяцев. Измерения радиации, записанные марсоходом НАСА Curiosity во время его полета к Марсу, предполагают, что с помощью современных технологий астронавты будут подвергаться воздействию минимум 660 ± 120 миллизивертов (мера дозы радиации) в течение полета туда и обратно [14]. Поскольку предел воздействия на карьеру НАСА для астронавтов лишь немного превышает 1000 миллизивертов, эти последние данные вызывают серьезную озабоченность.

Рисунок 2 . Примерная доза облучения в нескольких сценариях на Земле и в космосе. Радиационное воздействие, связанное с полетом на Марс и обратно, экстраполировано на основе последних данных Марсианской космической лаборатории (MSL) / марсохода Curiosity. DOE, Министерство энергетики; МКС, Международная космическая станция [14]. (Изображение адаптировано из NASA / JPL Photojournal: PIA02570 и PIA02004; http://photojournal.jpl.nasa.gov)

Помимо недавних данных о радиации, самое продолжительное непрерывное пребывание человека в космосе составляет всего 438 дней [15], и не совсем понятно, как человеческое тело может отреагировать на полет на Марс и обратно.Эффект от длительного космического полета может быть очень разнообразным, и это требует новых дисциплин, которые могут решить проблему адаптации людей к условиям, для которых мы не были предназначены. Частые упражнения, правильное питание и фармакологическая терапия — это три стратегии, используемые для борьбы с процессом разрушения кондиции, однако некоторое снижение физической формы неизбежно.

Одна из фундаментальных задач, стоящих перед учеными, планирующими будущие космические миссии, — это разработка новых технологий, которые могли бы приспособиться к физиологическим ограничениям людей, путешествующих в космосе в течение неопределенных периодов времени.Сегодня большое внимание в исследованиях уделяется разработке технологий, которые позволят быстрее добраться до Марса, создать искусственную гравитацию и снизить радиационное воздействие. Хотя изображение космических путешествий в поп-культуре в значительной степени может быть вымышленным, это может быть научная фантастика, которая однажды позволит людям отважиться глубже проникнуть в «последний рубеж».

Марк Спрингель — научный сотрудник отделения патологии детской больницы Бостона.

Артикулы:

[1] Канас Н., Мэнси Д.«Основные вопросы адаптации человека к космическому полету». Космическая психология и психиатрия , Дордрехт,: Springer, Нидерланды, 2008. 15-30. Распечатать.

[2] Czarnik, TR. Эбулизм на высоте 1 миллиона футов: выжить при быстрой / взрывной декомпрессии . http://www.sff.net/people/Geoffrey.Landis/ebullism.html ”

[3] Shayler DJ. Катастрофы и происшествия в пилотируемом космическом полете , Springer-Praxis Books in Astronomy and Space Science: Chichester UK, 2000.

[4] Рот Е.М. (1968).Экстренные случаи быстрой (взрывной) декомпрессии у людей в скафандрах. НАСА CR-1223. Контрактный представитель НАСА НАСА CR., Ноябрь: 1–125.

[5] Уильямс Д., Койперс А., Мукаи С., Тирск Р. (2009). Акклиматизация во время космического полета: влияние на физиологию человека. CMAJ 180 (11): 1317-1323.

[6] Сетлов РБ (2003). Опасности космических путешествий. Embo Rep, 4 (11): 1013-1016.

[7] Mader TH, Gibson CR, Pass AF, Kraimer LA, et al. (2011). Отек диска зрительного нерва, уплощение глазного яблока, хориоидальные складки и гиперметропические сдвиги, наблюдаемые у космонавтов после длительного космического полета.Офтальмология 118 (10): 2058-2069.

[8] Петржик Р.А., Джонс Дж. А., Самс К. Ф., Уитсон П. А. (2007). Камнеобразование в почках у космонавтов. Aviat Space Environ Med 78 (4 приложение): A9-13.

[9] Астронавт говорит, что он все еще шатается после месяцев невесомости. New York Times, 2 февраля 1998 г. http://www.nytimes.com/1998/02/02/us/astronaut-says-he-s-still-wobbly-after-months-of-weightlessness.html ”

[10] Бодрствование в космосе (НАСА): http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2001/ast04sep_1/

[11] Наричи Л., Бидоли В., Казолино М., Де Паскаль М. П. и др.(2004). Проекты ALTEA / ALTEINO: изучение функциональных эффектов микрогравитации и космического излучения. Adv Space Res 33 (8): 1352-7.

[12] Townsend LW (2005). Влияние космической радиационной среды на исследование человеком дальнего космоса. Radiat Prot Dosimetry 115 (1-4): 44-50.

[13] Чилак Л.Т., Петерсон Л.Е., Фейвесон А.Х., Wear ML и др. (2009). Исследование НАСА катаракты у астронавтов (NASCA). Отчет 1: Поперечное исследование взаимосвязи воздействия космического излучения и риска помутнения хрусталика.Радиат Res 172 (1): 10-20.

[14] Цейтлин С., Хасслер Д.М., Кучинотта Ф.А., Эресманн Б. (2013). Измерения излучения энергичных частиц на пути к Марсу в Марсианской научной лаборатории. Наука 340 (6136): 1080-1084.

[15] Оставаясь на Земле, делая шаг на Марс, Майкл Швирц. Нью Йорк Таймс. 30 марта 2009 г. http://www.nytimes.com/2009/03/31/science/space/31mars.html

Дополнительные ресурсы:

Race to Mars: известные последствия длительных космических полетов для человеческого тела (Discovery Channel): http: // www.racetomars.ca/mars/article_effects.jsp

Керр Р.А. (2013). Радиация сделает полет космонавта на Марс еще более рискованным. Наука 340 (6136): 1031

Космический полет вреден для зрения космонавтов, показывают исследования (Space.com): http://www.space.com/14876-astronaut-spaceflight-vision-problems.html

Исследование показывает, что космические путешествия вредны для мозга и могут ускорить развитие болезни Альцгеймера (SpaceRef): http://spaceref.com/news/viewpr.html?pid=39650

Черри Дж. Д., Лю Б., Фрост Флорида, Лемер Калифорния и др.(2012). Галактическое космическое излучение приводит к когнитивным нарушениям и увеличению накопления чумы Aβ в мышиной модели болезни Альцгеймера. PLoS One 7 (12): e53275

Баккей JC. Space Physiology, New York: Oxford University Press, 2006. Печать.

Клеман Г. Основы космической медицины , Microcosm Press, Дордрехт; Бостон: Kluwer Academic, 2003. Печать.

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о