Что все-таки бьёт: ток или напряжение?

Протекание электрического тока через тело человека опасно для здоровья и жизни. В этой статье рассмотрим, почему убивает ток и чем опасно высокое напряжение.

В раннем возрасте многие из нас убедились на собственном опыте или узнали из рассказов очевидцев о том, что, если включить утюг в розетку и попытаться разрезать питающий шнур, обязательно испытаешь на себе болезненный удар. Так воздействует на организм электрический ток. В школе над розетками пишут: «220 В, опасно, убьёт!». На подстанциях, в трансформаторных будках и в других высоковольтных установках вывешивают предостерегающие таблички: «Опасно для жизни, высокое напряжение!». Так что же именно представляет опасность для человека и почему? Что бьёт: ток или напряжение? Для начала разберемся в этих понятиях.

• Условия возникновения напряжения
• Как возникает ток
• Воздействие на организм
• Факторы, влияющие на степень поражения
• Заключение

Условия возникновения напряжения

Любое вещество состоит из атомов, имеющих положительное ядро и отрицательно заряженные электроны.

Если, под воздействием внешних сил, из атомов отнять некоторое количество электронов, то образовавшееся положительное поле будет стремиться вернуть на их место новые отрицательные частицы.

Если электроны не отнимать, а добавлять, то поле будет иметь отрицательный заряд. Так создаётся положительный и отрицательный потенциалы. При взаимодействии между ними возникает сила притяжения. Чем больше разность потенциалов, тем более сильное поле и высокое напряжение образуется.

Как возникает ток

Если при помощи проводника соединить потенциалы противоположных зарядов, то возникнет направленное движение заряженных частиц так называемый электрический ток, стремящийся ликвидировать разницу потенциалов.

Именно направленное движение заряженных частиц заставляет наши электроприборы совершать полезное действие: светить, стирать, греть, сверлить и так далее. Чем больше разность потенциалов, тем выше сила тока. Если цепь разомкнуть, ток течь не будет, каким высоким не было бы напряжение.

Воздействие на организм

Тело человека, являясь проводником, может замкнуть электрическую цепь. Тогда через организм потечет ток, сила которого определяется по формуле:

I = U/R, где:

• U – величина напряжения, приложенного к человеку;
• R – сопротивление тела.

В этот момент и происходит поражение организма.

Из таблицы видно, какой ток считается опасным для человека:

• 15 мА, неотпускающая величина, самостоятельное освобождение невозможно;
• 50 мА приводит к фибрилляции сердца, остановке дыхания, смерти;
• 200 мА вызывает сильные ожоги, несовместимые с жизнью.

Удар происходит при напряжении до 1000 Вольт. Свыше данной величины поражение имеет вид ожогов.

Даже без непосредственного прикосновения к оборудованию, находящемуся под высоким напряжением, человек может получить смертельное поражение. Так, при пребывании в опасной близости к высоковольтной установке, между телом и проводящими частями возникает электрическая дуга, сопровождающаяся:

• опасной для зрения яркой вспышкой;
• мгновенным разогревом воздуха до 10 000-15 000 градусов Цельсия;
• расплавлением и испарением металлов, образованием аэрозолей.

Последствия дугового разряда вызывают ожоговое поражение человека, несовместимое с жизнью.

Для срабатывания защитной автоматики требуется мизерное время. Но, при возникновении дуги, выделяется огромное количество энергии, которое и убивает человека за столь короткий срок.

Факторы, влияющие на степень поражения

Удар постоянного тока опасен. Но от его воздействия можно освободиться без помощи посторонних при значениях от 20 до 25 мА.

Опаснее воздействие на организм переменного тока с частотой 50 – 500 Гц. Человек может самостоятельно освободиться от его влияния только при очень низких величинах, находящихся в пределах от 9 до 10 мА.

Какая сила тока в цепи, зависит от напряжения в этой цепи и сопротивления всех её элементов, включая сопротивление тела человека. Сухая кожа обладает более высоким сопротивлением, составляющим примерно 100 000 Ом. Влажная — всего около 1000 Ом. Сопротивление внутренних органов находится в пределах 500-1000 Ом.

Если приложенное к телу напряжение увеличивается, сопротивление организма непропорционально уменьшается. То же происходит и при увеличении длительности воздействия электричества, а так же при плохом физическом и психическом состоянии человека.

Из графика видно, что, если напряжение увеличивается от 0 до 140 Вольт, сопротивление тела падает от 10 000 до 800 Ом. Эту нелинейную зависимость отражает первая кривая. По второй кривой видно, что ток, проходящий через организм человека, при повышении напряжения, возрастает.

Насколько тяжелым будет поражение электричеством, зависит от времени его воздействия на организм. Если влияние продолжается несколько секунд, сопротивление тела уменьшается, соответственно ток возрастает, что приводит к тяжелым последствиям. Если время воздействия менее десятой доли секунды, то вероятность возникновения фибрилляции сердца сокращается, а вероятность сохранения жизни увеличивается.

Из таблицы следует, что, для благоприятного исхода, длительность воздействия 65 мА при расчетных 65 В не должны превышать 1 секунды.

Повторюсь, что в таблице расчетных токов при разных напряжениях сопротивления тела принято, как 1000 Ом, в реальности предсказать величину действующего тока невозможно, так как сопротивление тела зависит от ряда факторов.

Механизм воздействия электричества на организм человека сложен. Случалось, когда в высоковольтных установках кратковременный удар в несколько ампер не приводил к смерти. Тогда как напряжение 12-36 В и ток в несколько миллиампер были смертельными для человека. Причина – поражение, вызванное прикосновением к проводникам наиболее уязвимой части тела: шеи, щеки, плеча, тыльной стороны ладони.

Заключение

Так что же убивает: ток или напряжение?

Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц, а напряжение является одной из характеристик электрического поля, под воздействием которого происходит это движение, то можно считать, что напряжение первично.

Но убивает электрический ток, потому что именно он протекает через тело человека, но он не сможет протекать через тело, если напряжение слишком низкое.

Получается каламбур – убивает ток, но без напряжения ток не будет протекать. Будьте аккуратны, не проверяйте правдивость надписи «высокое напряжение». И тогда вам не страшен никакой удар, в том числе электрический.

Также советуем посмотреть видео, где автор наглядно иллюстрирует тему этой статьи:

Материалы по теме:

• Какой ток опаснее для человека: постоянный или переменный
• Правила оказания первой помощи при поражении электричеством
• Чем отличается фазное напряжение от линейного