Методичка к ЛР № 2: Электрическое сопротивление тела человека
Скачать
Лабораторная работа № 2 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА
Цель работы: получить сведения о действии электрического тока на организм человека и о факторах, влияющих на исход поражения человека электрическим током; исследовать электрическое сопротивление тела человека.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Действие электрического тока на организм человека
Действие электрического тока на организм человека носит свое-образный и разносторонний характер. Можно выделить четыре основ-ных вида действия электрического тока на организм человека: терми-ческое, электролитическое, биологическое действие и механическое.
Термическое действие электрического тока проявляется в ожо-гах участков тела, в нагреве кровеносных сосудов, внутренних орга-нов, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства.
Электролитическое действие электрического тока заключается в разложении на компоненты крови, лимфы и других биологических жидкостей, что нарушает их физико-химический состав и нормальное функционирование.
Биологическое действие электрического тока проявляется в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что может сопровождаться су-дорожными сокращениями мышц, нарушением и даже прекращением деятельности жизненно важных систем и органов человека, в том чис-ле сердца и лёгких.
Механическое действие электрического тока может выражаться в виде разрывов, расслоений и других подобных повреждений тканей организма (мышечных тканей, внутренних органов, кровеносных со-судов, нервных путей и т. п.).
Перечисленные действия электрического тока могут привести к возникновению электротравм. Все электротравмы можно условно раз-делить на местные электротравмы, когда возникает местное поврежде-ние организма, и общие электротравмы (так называемые электриче-ские удары), когда поражается весь организм из-за нарушения нор-мального функционирования жизненно важных органов и систем. Оба вида травм часто сопутствуют друг другу.
Местные электротравмы – это ярко выраженные нарушения целостности тканей организма. Обычно это поражение кожи, реже – других мягких тканей, а также связок и костей. К характерным мест-ным электротравмам относятся электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические электро-травмы.
Электрические ожоги делятся на токовые (контактные), возни-кающие при прохождении тока непосредственно через тело человека, и дуговые, обусловленные тепловым воздействием на тело электриче-ской дуги.
Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-жёлтого цвета на поверхности кожи.
Металлизация кожи – это проникновение в верхние слои кожи паров и мельчайших частиц расплавленного металла при возникнове-нии электрической дуги. При постоянном токе металлизация кожи возможна как результат электролиза в местах плотного и длительного контакта тела с токоведущей частью.
Электроофтальмия – это воспаление наружных оболочек глаз под действием мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них хими-ческие изменения. Такое облучение возможно при наличии электриче-ской дуги, которая интенсивно излучает не только видимый свет, но и ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.
Механические электротравмы возникают в результате резких судорожных сокращений мышц непосредственно под действием про-текающего по ним электрического тока. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Способы лечения механических электротравм и обычных механических травм существенно различа-ются.
Электрические удары (общие электротравмы) возникают в случаях, когда электрическим током поражается организм человека в целом. Они сопровождаются судорожными сокращениями мышц и функциональными расстройствами в организме, проявляющимися сра-зу после воздействия тока или через несколько часов, дней и даже ме-сяцев.
В зависимости от тяжести поражения электрические удары условно делятся на четыре степени:
- 1-я степень характеризуется судорожными сокращениями мышц без потери сознания;
17 - 2-я степень характеризуется судорожными сокращениями мышц с потерей сознания;
- 3-я степень характеризуется нарушением работы сердца или органов дыхания;
- 4-я степень характеризуется отсутствием дыхания и крово-обращения (состояние клинической смерти).
Клиническая смерть – это переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента прекращения деятельности сердца и лёгких. Состояние клинической смерти характеризуется отсутствием работы сердца и органов дыхания, пострадавший человек не реагирует на болевые раздражения, зрачки его глаз расширены и не реагируют на свет. Состояние клинической смерти не означает необратимой биоло-гической смерти, и человека ещё можно спасти.
Продолжительность состояния клинической смерти определяет-ся временем с момента прекращения работы сердца и органов дыха-ния до начала гибели клеток коры головного мозга (они начинают гибнуть в организме первыми) и, как правило, составляет 4 – 7 минут. Если не принять мер к реанимации пострадавшего (искусственное ды-хание и непрямой массаж сердца), то состояние клинической смерти заканчивается переходом в необратимое состояние биологической смерти, связанное с прекращением биологических процессов в клетках организма и распадом белковых структур.
Причинами смерти от электрического тока могут быть прекра-щение работы сердца, прекращение дыхания или электрический шок.
Работа сердца может прекратиться как в результате прямого воздействия тока на мышцу сердца, так и рефлекторно, т. е. через цен-тральную нервную систему. В обоих случаях возможна остановка сердца или его фибрилляция. Фибрилляция сердца – это беспорядоч-ное сокращение волокон сердечной мышцы (фибрилл), при котором сердце не в состоянии выполнять функции кровяного насоса. Фибрил-ляция обычно продолжается недолго и, как правило, переходит в пол-ную остановку сердца.
Прекращение дыхания вызывается также прямым или рефлек-торным действием электрического тока на мышцы грудной клетки.
Электрический шок – своеобразная реакция организма в ответ на чрезмерное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена ве-ществ.
При шоке непосредственно после воздействия электрического тока наступает кратковременная фаза возбуждения, когда пострадавший реагирует на возникшие боли, у него повышается кровяное давление и т. п. Вслед за этим наступает фаза торможения и истощения нервной системы, когда резко снижается кровяное давление, падает и учащается пульс, ослабевает дыхание, возникают угнетённое состояние и полная безучастность к окружающему миру.
Шоковое состояние может продолжаться от нескольких минут до суток. После этого может наступить или выздоровление, как результат своевременного активного лечебного вмешательства, или ги-бель в результате полного угасания жизненно важных функций.
- Факторы, влияющие на исход поражения человека током
Характер и тяжесть поражения электрическим током зависят от ряда факторов, таких как величина и длительность протекания тока через тело человека, путь тока в теле человека, род и частота дей-ствующего тока, индивидуальные свойства человека и свойства окружающей среды, фактор внимания. Электрическое сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение также влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют значение тока, проходящего через тело человека, поэтому их можно считать косвенными факторами.
Величина тока, протекающего через тело человека, является основным фактором, влияющим на исход поражения. Как известно, сила электрического тока определяется числом заряженных частиц, проходящих через сечение проводника в единицу времени. Поэтому чем больше величина тока, протекающего через тело человека, тем большее число заряженных частиц будет взаимодействовать с клетка-ми организма, нарушая их нормальное функционирование, и, следова-тельно, тем выше может быть тяжесть поражения. Опасность действия электрического тока оценивается по ответным реакциям организма человека. В табл. 1 приведены характерные реакции организма человека для некоторых значений силы переменного тока с частотой 50 Гц.
Данные табл. 1 получены путём анализа несчастных случаев и многочисленных опытов на животных и человеке (для петли «рука – рука»). Из приведённой таблицы можно выделить три уровня тока че-рез тело человека с соответствующими ответными реакциями организма человека как наиболее важные с точки зрения оценки опасности поражения электрическим током: ток порога ощущения, неотпускаю-щий ток и ток фибрилляции сердца.
Ток порога ощущения – это наименьшая величина тока через тело человека, вызывающего ощутимые раздражения. Для промыш-ленного тока с частотой, равной 50 Гц, его величина составляет 0,5 – 1,5 мА, а для постоянного тока – 5 – 7 мА.
Таблица 1
Ответные реакции организма человека на действие
электрического тока частотой 50 Гц
Величина тока
через тело
человека, мА
Характер воздействия
0,5 – 1,5
Начало ощущения, легкое дрожание пальцев рук, слабый зуд, пощипывание кожи под электродами
2,0 – 7,0
Сильное дрожание пальцев рук, возможны болевые ощу-щения в руках, сопровождающиеся судорогами
8,0 – 10,0
Сильные боли в руках. Руки очень трудно оторвать от электродов
20 – 50
Паралич рук, оторвать их от электродов невозможно. Очень сильные боли в руках и груди, дыхание затруднено
100
Фибрилляция сердца через 2 – 3 с, паралич дыхания
Более 100
То же действие, но за меньшее время
Ток порога ощущения делит все действующие на человека токи на неопасные (неощутимые) и опасные (ощутимые). Тем не менее, длительное протекание неощутимого тока через тело человека (даже в течение нескольких минут) может отрицательно сказаться на здоровье и поэтому является недопустимым. Достоверные значения электриче-ских токов, которые в течение длительного времени (до нескольких часов) могли бы протекать через тело человека без ущерба для его здоровья, не установлены.
Пороговый неотпускающий ток – это наименьшая величина то-ка через тело человека, сопровождающаяся судорожными сокращени-ями мышц и потерей контроля над ними, начиная с которой человек не в состоянии самостоятельно освободиться от действия электрического тока (например, оторвать руки от электродов). Для тока частотой 50 Гц величину этого порогового тока можно считать равной 10 мА.
Неотпускающих уровней постоянного тока, строго говоря, нет, т.е. человек при любых значениях тока может оторваться от токоведу-щей части. Однако в момент отрыва возникают болезненные сокраще-ния мышц, аналогичные наблюдаемым при переменном токе такой же величины. Поэтому в качестве порогового неотпускающего тока при постоянном напряжении условно принимают ток, равный 50 мА, при котором большинство взрослых людей всё же в состоянии выдержать боль, возникающую в момент отрыва рук от электродов.
Токи через тело человека, превышающие величину порогового неотпускающего тока, следует считать уже очень опасными для чело-века, так как, хотя они и не приводят к немедленной гибели человека,
20
при длительном действии (десятки секунд и более) возможны самые серьезные нарушения здоровья и даже гибель пострадавшего.
Пороговый фибрилляционный ток – это наименьшая величина тока через тело человека, вызывающего фибрилляцию сердца. Для пе-ременного тока с частотой 50 Гц величина этого тока составляет около 100 мА, а для постоянного тока – примерно 300 мА. Эти данные спра-ведливы при прохождении тока по пути «рука – рука» в течение не менее 2 с. При меньшем времени протекания тока через тело человека значения порогового фибрилляционного тока возрастают.
Продолжительность воздействия тока оказывает суще-ственное влияние на исход поражения человека электрическим током. Чем дольше действие тока, тем больше вероятность тяжелого или даже смертельного исхода поражения. Объясняется это тем, что с увеличе-нием времени воздействия тока на живые ткани всё большее количе-ство заряженных частиц (носителей электрического тока) взаимодей-ствует с клетками организма и, следовательно, всё большее число кле-ток оказывается поражённым. Более того, с течением времени растёт величина самого тока через тело человека (основного поражающего фактора) за счет уменьшения сопротивления тела человека, возника-ющего в результате нагрева тела человека электрическим током.
Наконец, при длительном действии тока на организм человека более частыми могут стать совпадения интервалов времени протека-ния тока через сердечную мышцу с интервалами наиболее уязвимой так называемой фазы Т кардиоцикла, когда желудочки сердца находят-ся в расслабленном состоянии, а вероятность возникновения фибрил-ляции сердца сильно возрастает. Продолжительность фазы Т составля-ет около 0,2 с.
Путь тока в теле человека оказывает существенное влияние на исход поражения. Наиболее тяжелые электротравмы возникают в случаях, когда на пути тока оказываются жизненно важные органы (мозг, сердце, лёгкие) или уязвимые места, богатые нервными оконча-ниями, чувствительными к электрическому току.
Наиболее опасными путями протекания тока через тело челове-ка являются: «голова – руки», «голова – ноги», «рука – рука», «рука – ноги». Наиболее уязвимыми местами тела человека считаются: тыль-ная часть руки, спина, шея, висок, плечи, передние части ног. Образо-вание электрической цепи через уязвимые места при неблагоприятном стечении обстоятельств может привести к тяжелым исходам пораже-ния при токах даже в несколько миллиампер.
Род и частота тока также в значительной степени определяют исход поражения. Наиболее опасными являются переменные токи с
21
частотами в диапазоне 20 – 100 Гц. При частотах меньше 20 Гц или больше 100 Гц опасность поражения током снижается. Токи с частота-ми в несколько сотен кГц и выше фибрилляции сердца практически не вызывают, однако это не означает, что их следует считать безопасны-ми, так как возможность их термического и биологического действия сохраняется.
При напряжениях до 500 В переменный ток частотой 50 Гц условно можно считать в 3 – 4 раза опаснее постоянного. При более высоких напряжениях постоянный ток становится опаснее переменно-го.
Индивидуальные свойства человека также влияют на исход поражения электрическим током. Установлено, что физически здоро-вые и крепкие люди легче переносят электрические удары, чем боль-ные и слабые. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие рядом заболеваний, в первую очередь бо-лезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней сек-реции, лёгких, нервными болезнями. Утомление, возникающее к концу рабочего дня, снижая внимательность, не только увеличивает вероят-ность поражения током, но и может усугубить его тяжесть. Отягощают электротравму алкогольные опьянения и болезненные состояния, при-водящие к истощению нервной системы.
Существует список болезней и расстройств, препятствующих допуску к работе по обслуживанию действующих электроустановок.
Условия внешней среды в некоторых случаях увеличивают опасность поражения током. Повышенная влажность вдыхаемого воз-духа снижает общее сопротивление тела электрическому току. Пони-женное атмосферное давление, перегрев, уменьшенное содержание кислорода в воздухе или увеличенное содержание углекислого газа также повышают чувствительность организма к электрическому току.
Фактор внимания учитывает состояние центральной нервной системы человека. Установлено, что последствия поражения в резуль-тате неожиданного электрического удара могут оказаться более тяже-лыми по сравнению со случаем, если тот же человек получит электри-ческий удар, ожидая его. Наиболее опасные электротравмы происхо-дят с людьми, случайно оказавшимися под напряжением. Наоборот, если человек знает о грозящей ему опасности, работает в состоянии сосредоточенного внимания, то поражение током, если оно произой-дет, не будет для него неожиданным. Последствия такого поражения, как правило, могут оказаться менее тяжёлыми.
22 - Нормирование напряжений прикосновения и токов
через тело человека
Для правильного проектирования способов и средств защиты людей от поражения током необходимо знать допустимые уровни напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело челове-ка.
Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения Uпд и то-ков Iпд, протекающих через тело человека по пути «рука – рука» или «рука – ноги» при нормальном (неаварийном) режиме электроустанов-ки, согласно ГОСТ 12.1.038-82* [2 ] приведены в табл. 2.
Таблица 2
Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов
в нормальном режиме работы электрической сети
Примечание. Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих рабо-ту в условиях высоких температур (выше 25 °С) и влажности (относитель-ная влажность более 75 %), должны быть уменьшены в 3 раза.
При аварийном режиме в электроустановках напряжением до 1000 В с любым режимом нейтрали предельно допустимые значения Uпд и Iпд не должны превышать значений, приведенных в табл. 3 [2]. Аварийный режим означает, что электроустановка неисправна и могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмам.
Таблица 3
Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов
в аварийном режиме работы электрической сети
Продолжительность действия тока, с
Производственные
электроустановки
Бытовые приборы, электроустановки
Uпд, В
Iпд, мА
Uпд, В
Iпд, мА
0,01 – 0,08
550
650
220
220
0,2
160
190
100
100
0,4
120
140
55
55
0,6
95
105
40
40
0,8
75
75
30
30
1,0
60
50
25
25
Род и частота тока
Uпд, В
Iпд, мА
Время действия
Переменный, 50 Гц
2
0,3
Не более 10 минут
в сутки
Переменный, 400 Гц
3
0,4
Постоянный
8
1,0
23
Свыше 1,0
20
6
12
2
При продолжительности воздействия более 1 с величины Uпд и Iпд соответствуют отпускающим значениям для переменного и неболе-вым для постоянного токов. - Электрическое сопротивление тела человека
Величина тока через тело человека сильно влияет на тяжесть электротравм. В свою очередь сам ток согласно закону Ома определя-ется сопротивлением тела человека и приложенным к нему напряже-нием, т.е. напряжением прикосновения.
Проводимость живых тканей обусловлена не только физиче-скими свойствами, но и сложнейшими биохимическими и биофизиче-скими процессами, присущими лишь живой материи. Поэтому сопро-тивление тела человека является комплексной переменной величиной, имеющей нелинейную зависимость от множества факторов, в том чис-ле от состояния кожи, окружающей среды, центральной нервной си-стемы, физиологических факторов. На практике под сопротивлением тела человека понимают модуль его комплексного сопротивления.
Электрическое сопротивление различных тканей тела человека не одинаково: кожа, кости, живая ткань, сухожилия и хрящи имеют относительно большое сопротивление, а мышечная ткань, кровь, лим-фа, пот и особенно нервные пути, спинной и головной мозг – малое сопротивление.
Сопротивление тела человека, т.е. сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверхность тела, в основном опреде-ляется сопротивлением кожи. Кожа состоит из двух основных слоев: наружного – эпидермис, и внутреннего – дерма.
Эпидермис можно условно представить состоящим из рогового и росткового слоев. Роговой слой состоит из мертвых ороговевших клеток, лишен кровеносных сосудов и нервов и поэтому является сло-ем неживой ткани. Толщина этого слоя колеблется в пределах 0,05 – 0,2 мм. В сухом и незагрязненном состоянии роговой слой можно рас-сматривать как диэлектрик, обладающий большим удельным сопро-тивлением. Ростковый слой примыкает к роговому слою и состоит в основном из живых клеток. Электрическое сопротивление этого слоя благодаря наличию в нём отмирающих и находящихся на стадии оро-говения клеток может в несколько раз превышать сопротивление внутреннего слоя кожи (дермы) и внутренних тканей организма, хотя по сравнению с сопротивлением рогового слоя оно невелико.
Дерма состоит из волокон соединительной ткани, образующих густую, прочную, эластичную сетку. В этом слое находятся кровенос-
24
Эквивалентная схема протекания тока через тело человека
ные и лимфатические сосуды, нервные окончания, корни волос, а так-же потовые и сальные железы, выводные протоки которых выходят на поверхность кожи, пронизывая эпидермис. Электрическое сопротив-ление дермы, являющейся живой тканью, невелико.
Полное сопротивление тела человека есть сумма сопротивлений тканей, расположенных на пути протекания тока. Основным физиоло-гическим фактором, определяющим величину полного сопротивления тела человека, является состояние кожного покрова в цепи тока. При сухой, чистой и неповрежденной коже сопротивление тела человека, измеренное при напряжении до 15 В, колеблется от 3 до 100 кОм, а иногда и более. Если на участке кожи, где прикладываются электроды, соскоблить роговой слой, сопротивление тела упадет до 1 – 5 кОм, а при удалении всего эпидермиса – до 500 – 700 Ом. Если под электро-дами полностью удалить кожу, то будет измерено сопротивление внутренних тканей, которое составляет 300 – 500 Ом.
Для приближённого анализа процессов протекания тока по пути «рука – рука» через два одинаковых электрода может быть использо-ван упрощённый вариант эквивалентной схемы цепи протекания элек-трического тока через тело человека (см. рисунок).
На рисунке обозначено: 1 – электроды; 2 – эпидермис; 3 – внут-ренние ткани и органы тела человека, включая дерму; Ih – ток, проте-кающий через тело человека; Uh – напряжение, приложенное к элек-тродам; Rн – активная составляющая сопротивления наружного слоя кожи; Cн – ёмкость условного конденсатора, обкладками которого яв-ляются электрод и хорошо проводящие ток ткани тела человека, а ди-электриком – эпидермис; Rвн – активное сопротивление внутренних тканей, включая дерму.
Из схемы на рисунке следует, что комплексное сопротивление тела человека определяется соотношением:
25
вннннвнннhhhR RC jω12R R )X|| 2(R IU Z++=+==,
где Xн = (jω Cн)-1 – величина ёмкостной составляющей сопротивления тела человека; ω = 2π f , f – частота действующего тока.
Для практических применений используют модуль комплексно-го сопротивления тела человека: 222)RC (1)RRC ()R(2R Z Zннвнннвннhh||ωω+++==. (1)
В дальнейшем под сопротивлением тела человека будем подра-зумевать модуль его комплексного сопротивления.
На высоких частотах, близких к 100 кГц (и выше), ёмкостные составляющие сопротивления тела человека Xн = (ω Cн)-1 становятся настолько малыми, что практически полностью шунтируют активные сопротивления наружного слоя Rн. Поэтому на высоких частотах (в частности, на частоте 90 кГц – предельной частоте рабочего стенда) сопротивление тела человека приближённо можно считать равным ак-тивному сопротивлению внутренних тканей человека:
Rвн ≈ Zh вч . (2)
На низких частотах, близких к 10 Гц и ниже, ёмкостные состав-ляющие сопротивления тела человека становятся настолько большими, что практически можно считать токи, текущие по ним, близкими к ну-лю и, следовательно, исключить их из рассмотрения. При этом сопро-тивление тела человека приближённо определяется величиной Rh нч = 2Rн + Rвн.
Таким образом, с учётом выражения (2) получаем:
Rн = 0,5(Rh нч – Zh вч ). (3)
Принимая во внимание выражения (2) и (3), из выражения (1) можно определить величину ёмкости тела человека для данной пары прикладываемых электродов:
2222внhihiвннiннiRZZ)R(2R f R 21 C−−+=π, (4)
где Снi и Zhi – величины ёмкости и модуля комплексного сопротив-ления тела человека, определяемые для i-го значения частоты (fi) дей-
26
ствующего тока; С
нi имеет размерность мкФ; Zhi и Rвн – кОм; fi – кГц.
Выражение (4) показывает существенную зависимость сопро-тивления тела человека от частоты действующего тока.
Таким образом, выражения (2) – (4) могут быть использованы для приближённой оценки параметров эквивалентной схемы (см. ри-сунок) по данным экспериментальных измерений.
Кроме того, электрическое сопротивление тела человека зависит от ряда дополнительных факторов. Повреждения рогового слоя кожи могут снизить сопротивление тела человека до величины его внутрен-него сопротивления. Увлажнение кожи может понизить её сопротив-ление на 30 – 50 %. Влага, попавшая на кожу, растворяет находящиеся на её поверхности минеральные вещества и жирные кислоты, выве-денные из организма вместе с потом, становится более электропровод-ной, улучшает контакт между кожей и электродами, проникает в вы-водные протоки потовых и жировых желёз. При длительном увлажне-нии кожи её наружный слой разрыхляется, насыщается влагой и его сопротивление может уменьшиться в ещё большей степени.
Кратковременное воздействие на человека теплового облучения или повышенной температуры окружающей среды приводит к умень-шению сопротивления тела человека за счёт рефлекторного расшире-ния кровеносных сосудов. При длительном воздействии наступает по-тоотделение, в результате чего сопротивление кожи уменьшается.
С увеличением площади электродов сопротивление наружного слоя кожи Rн уменьшается, ёмкость Сн увеличивается, а сопротивле-ние тела человека уменьшается. При частотах свыше 20 кГц указанное влияние площади электродов утрачивается.
Сопротивление тела человека зависит также и от места прило-жения электродов, что объясняется различной толщиной рогового слоя кожи, неравномерным распределением потовых желёз на поверхности тела, неодинаковой степенью наполнения кровью сосудов кожи.
Прохождение тока через тело человека сопровождается мест-ным нагревом кожи и раздражающим действием, что вызывает ре-флекторное расширение сосудов кожи, усиленное снабжение её кро-вью и повышенное потоотделение, что, в свою очередь, приводит к снижению сопротивления кожи в данном месте. При напряжениях до 20 В за 1 – 2 минуты сопротивление кожи понижается на 10 – 40 %.
Повышенные напряжения (до 200 В), приложенные к человеку, вызывают уменьшение сопротивления его тела, что обусловлено ро-стом числа точек пробоя рогового слоя эпидермиса под электродами. При напряжениях выше 200 В практически все точки рогового слоя
27
эпидермиса под площадью электродов оказываются электрически про-битыми и сопротивление тела человека оказывается близким к вели-чине R
вн и мало зависящим от состояния кожи.
При оценке опасности поражения электрическим током и расчё-те защитных мер в электроустановках сопротивление тела человека принимают равным 1 кОм (Rh = 1 кОм).
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Стенд для измерения сопротивления тела человека
Исследование электрического сопротивления тела человека осуществляется на лабораторном стенде. Порядок выполнения работы приведён в материалах лабораторного стенда.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА - Эквивалентная схема цепи протекания тока через тело человека.
- Необходимые для расчёта формулы.
- Таблица с экспериментальными и расчётными данными.
- Графики зависимостей Zh1 =F1(f) и Zh2 = F2 (f) для электродов площадью S1 и S2 в одной координатной системе. Частоту f на графике откладывать в десятичном логарифмическом масштабе.
- Расчёт параметров эквивалентной схемы для цепи протекания то-ка частотой 50 Гц через тело человека для электродов S1 и S2.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ - Действие электрического тока на организм человека, местные электротравмы и электрические удары.
- Причины смертельного исхода поражения электрическим током.
- Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током.
- Ответные реакции организма человека на действие электрическо-го тока, пороговые значения токов.
- Эквивалентная схема цепи протекания электрического тока через тело человека.
- Экспериментальная оценка составляющих комплексного сопро-тивления тела человека.
- Природа возникновения ёмкостной составляющей сопротивления тела человека.
- Нормирование значений напряжений прикосновения и токов че-рез тело человека.
28
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК - Зайцев Ю.В. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие для вузов. – Старый Оскол: ТНТ, 2015. – 276 с.
- ГОСТ 12.1.038-82* «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов».