Воздействие электрического тока на организм человека носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действие.

Как известно, организм человека состоит из большого количества солей и жидкости, что является хорошим проводником электричества, поэтому действие электрического тока на организм человека может быть летальным.

Убивает не напряжение, а ток

Это, пожалуй, самая основная проблема подавляющего большинства обычных людей. Все считают, что опасно напряжение, но правы они лишь частично. Само по себе напряжение (разность потенциалов между двумя точками цепи) на организм человека никак не воздействует. Все процессы, имеющие отношение к поражению, проходят под действием электротока той или иной величины.

Выше ток - больше опасность. Частичная правота относительно напряжения заключается в том, что от его значения зависит сила тока. Именно так - ни больше, ни меньше. Все, кто учился в школе, без труда вспомнят закон Ома:

Ток = напряжение / сопротивление (I=U/R)

Если считать сопротивление тела человека величиной постоянной (это не совсем так, но об этом позже), то ток, а значит, и поражающее действие электричества, будут напрямую зависеть от напряжения. Выше напряжение - выше ток. Вот откуда убеждение в том, что чем выше напряжение, тем оно опаснее.

Связь тока с сопротивлением

Согласно закону Ома ток зависит и от сопротивления. Чем ниже сопротивление, тем выше и, значит, опаснее ток. Не будет условий для прохождения тока (сопротивление цепи бесконечно велико) - не будет опасности при любом напряжении

Предположим (только теоретически), вы сунули палец в розетку, стоя на сырой земле и получите мощный удар. Поскольку ваше тело имеет невысокое сопротивление, ток из розетки устремится по цепи человек - земля.

А теперь прежде чем сунуть палец в розетку, вы встали на диэлектрический коврик или надели диэлектрические боты. Сопротивление диэлектрического коврика или бот настолько велико, что ток через них и, соответственно, вас, будет пренебрежимо мал - микроамперы. И хотя вы будете находиться под напряжением в 220 В, ток через вас течь практически не будет, а значит, и электрического удара вы не получите. Вы вообще не почувствуете никакого дискомфорта.

Именно по этой причине птица, сидящая на высоковольтном проводе (он оголен, не сомневайтесь), спокойно чистит перышки. Более того - если чрезмерно прыгучий человек, этакий Бэтмен, подскочит и вцепится в фазный провод ЛЭП, с ним тоже ничего не случится, хотя он и окажется под напряжением в киловольты. Повисит и спрыгнет. У электриков даже есть такой тип работ - под напряжением (не путайте с работой на электроустановках, находящихся под напряжением).

Но вернемся к варианту с розеткой, в котором вы стояли на сырой земле. Ударит - это факт. Но насколько сильно?

Определение степени поражения

Сопротивление человеческого тела в обычных условиях составляет 500-800 Ом. Сопротивление сырой земли можно в учет не брать - оно может оказаться крайне низким и на результат расчетов не повлиять, но справедливости ради добавим к сопротивлению тела еще 200 Ом. Быстренько считаем по приведенной выше формуле:

220 / 1000 = 0.22 А или 220 мА

Степень действия тока на организм человека вкратце можно выразить вот через такой список:

• 1-5 мА - ощущение покалывания, легкие судороги.
• 10-15 мА - сильная боль в мышцах, судорожное их сокращение. Самостоятельно освободиться от действия тока возможно.
• 20-25 мА - сильная боль, паралич мышц. Самостоятельно освободиться от действия тока практически нереально.
• 50-80 мА - паралич дыхания.
• 90-100 мА - остановка сердца (фибрилляция), смерть.

Очевидно, что ток в 220 мА намного превосходит смертельное значение. Многие скажут, что сопротивление тела человека много больше килоома. Верно. Сопротивление верхнего слоя кожи (эпидермиса) может достигать мегаома и даже более, но слой этот настолько тонок, что тут же пробивается напряжением выше 50 В. Поэтому в случае с электророзетками на свой эпидермис можете не рассчитывать.

Опасность зависит от частоты

При значениях напряжения до 400 В переменный ток частотой 50 Гц намного опаснее постоянного, поскольку, во-первых, сопротивление тела человека переменному току ниже, чем постоянному. Во-вторых, биологическое действие электрического тока переменного типа намного выше, чем постоянного.

При высоких же напряжениях, и, как следствие, высоких постоянных токах в список поражающих факторов добавляется процесс электролиза, происходящего в клеточных жидкостях. В этом случае постоянный ток становится более опасным, чем переменный. Он просто меняет химический состав жидкостей организма. С увеличением частоты картина несколько меняется: ток начинает носить поверхностный характер.

Иными словами, он проходит по поверхности тела, не проникая вглубь организма. Чем выше частота, тем меньший «слой» человеческого организма страдает. К примеру, при частоте в 20-40 кГц фибрилляции сердца не наступает, поскольку ток через него не течет. Взамен этой беды появляется другая - при высокой частоте происходит сильное поражение (ожог) верхних слоев тела, которое с не меньшим успехом приводит к смерти.

Пути прохождения электротока через организм

Влияние тока на организм человека зависит не только от его величины, но и от пути прохождения. Если человек просто залез пальцами в розетку, то ток потечет только через кисть. Стоит на сыром полу и коснулся оголенного провода - через руку, торс и ноги.

Вполне очевидно, что в первом случае пострадает лишь кисть, а освободиться от действия электротока не составит труда, поскольку мышцы руки выше кисти сохранят управляемость. Второй случай намного серьезней, особенно если рука левая. Здесь ток сковывает мышцы, не давая человеку самостоятельно освободиться от действия электричества. Но хуже всего, что в этом случае страдают легкие, сердце и другие жизненно важные органы. Те же проблемы ожидают при пути рука-рука, голова - рука, голова - ноги.

Влияние электрического тока на человека

Проходя через тело человека, электроэнергия оказывает на организм сразу несколько видов воздействия. Всего их существует четыре:

1. Термическое (нагрев).
2. Электролитическое (диссоциация, приводящая нарушению химических свойств жидкостей).
3. Механическое (разрыв тканей как следствие гидродинамического удара и судорожного сокращения мышц).
4. Биологическое (нарушение биологических процессов в клетках).

В зависимости от величины, пути прохождения, частоты и длительности воздействия электроток может вызывать абсолютно разные как по характеру, так и по тяжести повреждения организма. Самыми распространенными из них можно считать:

1. Судорожное сокращение мышц.
2. Судорожное сокращение мышц, дыхание и сердцебиение сохраняются.
3. Остановка дыхания, возможно нарушение сердечного ритма.
4. Клиническая смерть, дыхания и сердцебиения нет.

Безопасное напряжение

Для выяснения этого вопроса не нужно использовать никаких формул - все уже рассчитано, запротоколировано и завизировано специально обученными людьми. В зависимости от рода тока согласно ПЭУ безопасным напряжением рекомендуется считать:

Переменное до 25 В или постоянное до 60 В - в помещениях без повышенной опасности;

Переменное до 6 В или постоянное до 14 В - в помещениях повышенной опасности (сыро, металлические полы, токопроводящая пыль и пр.).

Определение шагового напряжения

Этот вопрос, представляющий чисто академический интерес, требует ответа хотя бы потому, что попасть под напряжение шага может практически каждый, выходящий из дома. Итак, предположим, что на линии электропередач оборвался провод и упал на землю. При этом короткого замыкания не произошло (земля относительно сухая и устройство аварийной защиты не сработало). Но даже сухая земля имеет довольно низкое сопротивление и по ней потек ток. Причем потек во все стороны как вглубь, так и по поверхности.

Благодаря сопротивлению почвы при удалении от провода напряжение постепенно падает и на некотором расстоянии исчезает. Но фактически оно не исчезает бесследно, а равномерно распределяется, «размазывается» по земле. Если воткнуть щупы вольтметра в грунт на некотором расстоянии друг от друга, то прибор покажет напряжение, которое будет тем выше, чем ближе упавший провод и больше расстояние между щупами.

Если вместо щупов окажутся ноги человека, бодро идущего на работу, то он попадет под напряжение, которое и называется шаговым. Чем ближе упавший провод и шире шаг, тем выше напряжение.

Грозит такой вид напряжения тем же, чем и обычный - поражением той или иной степени. Даже если ток, протекающий по петле нога-нога, окажется и не особо опасен, он вполне может вызвать судорожное сокращение мышц. Пострадавший падает и попадает под более высокое напряжение (расстояние руки - ноги больше), которое к тому же начинает течь через жизненно важные органы. Вот теперь о безопасности и речи быть не может - человек попал под опасное для жизни напряжение.

Если вы почувствовали, что попали под напряжение шага (ощущение можно сравнить с теми, которые возникают от прикосновения к «дерущейся током» стиралки). Поставьте ноги вместе, минимально сократив расстояние между ними, и осмотритесь. Если вы видите в радиусе 10-20 м электрическую опору (столб) или трансформаторную подстанцию, то, скорее всего, оттуда и растут уши у проблемы. Начинайте двигаться в противоположную от них сторону шажками по несколько сантиметров. Вы ведь помните, что чем меньше шаг, тем ниже шаговое напряжение. Если понять откуда появилось напряжение невозможно, выберите произвольное направление.

Электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов, то есть напряжению на концах участка и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Прикоснувшись к проводнику, находящемуся под напряжением, человек включает себя в электрическую цепь, если он плохо изолирован от земли или одновременно касается объекта с другим значением потенциала. В этом случае через тело человека проходит электрический ток.

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

При термическом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов на пути прохождения тока.

Электролитическое действие тока выражается в электролизе жидкости в тканях организма, в том числе крови, и нарушении ее физико-химического состава.

Механическое действие приводит к разрыву тканей, расслоению, ударному действию испарения жидкости из тканей организма. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц вплоть до их разрыва.

Биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной системы.

Световое действие приводит к поражению глаз.

Характер и глубина воздействия электрического тока на организм человека зависит от силы и рода тока, времени его действия, пути прохождения через тело человека, физического и психологического состояния последнего. Так, сопротивление человека в нормальных условиях при сухой неповрежденной коже составляет сотни килоом, но при неблагоприятных условиях может упасть до 1 килоома.

Ощутимым является ток около 1 мА. При большем токе человек начинает ощущать неприятные болезненные сокращения мышц, а при токе 12-15 мА уже не в состоянии управлять своей мышечной системой и не может самостоятельно оторваться от источника тока. Такой ток называется неотпускающим. Действие тока свыше 25 мА на мышечные ткани ведет к параличу дыхательных мышц и остановке дыхания. При дальнейшем увеличении тока может наступить фибрилляция сердца.

Переменный ток более опасен, чем постоянный. Имеет значение то, какими участками тела человек касается токоведущей части. Наиболее опасны те пути, при которых поражается головной или спинной мозг (голова-руки, голова-ноги), сердце и легкие (руки-ноги). Любые электроработы нужно вести вдали от заземленных элементов оборудования (в том числе водопроводных труб, труб и радиаторов отопления), чтобы исключить случайное прикосновение к ним.

2. Электротравма - повреждение, вызванное воздействием на организм электрического тока. Нередко приводит к летальному исходу.

Электрические ожоги встречаются в 40% случаев и бывают двух видов:

• токовый (контактный ) – ток проходит непосредственно через тело человека;
• дуговой – связан с тепловым воздействием электрической дуги.

Ожоги могут быть поверхностными или глубокими, сопровождающимися поражениями не только кожи, но и подкожной ткани, жира, мышц, нервов, костей. В последних случаях, как показывает опыт, заживление ожога идет медленно.

Вследствие значительного сопротивления кожи наблюдаются преимущественно поверхностные ожоги. Однако при большой частоте тока могут иметь место ожоги внутреннего характера, даже без заметного повреждения поверхности кожи.

Различают четыре степени электрических ожогов:

I степень – покраснение кожи;

II степень – образование пузырей;

III степень – обугливание кожи;

IV степень – обугливание подкожной клетчатки, мышц, сосудов, нервов, костей.

Электрические знаки встречаются в 7% случаев, представляют собой специфические поражения, вызываемые главным образом механическим и химическим действиями тока и представляют собой резкоочерченные пятна серого или бледно-желтого цвета круглой или овальной формы размерами 1 – 5 мм с углублениями в центре. В некоторых случаях электрические знаки представляют собой форму или отпечаток той части установки, скоторой произошло соприкосновение. Электрические знаки могут появляться не не сразу после прохождения тока, аспустя некоторое время.

Металлизация кожи встречается в 3% случаев, является специфическим видом электротравмы и представляет собой проникновение в верхние слои кожи мельчайших частиц металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Металлизация кожи возможна также и при непосредственном плотном прикосновении кожи к токоведущей части без образования электрической дуги вследствие электролитического действия тока, когда последний, разлагая жидкость органических тканей, создает в ней основные и кислотные ионы. Специфическая окраска кожи при металлизации зависит от металла. В большинстве случаев металлизация кожи проходит, не оставляя следов.

Механические повреждения встречаются в 0,5% случаев и являются следствием резких, непроизвольных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. Механические повреждения возникают при относительно длительном нахождении человека под напряжением до 380 В и представляют собой разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани. Могут иметь место вывихи суставов и, даже, переломы костей.

Электроофтальмия встречается в 1,5% случаев и представляет собой воспаление наружных оболочек глаз – роговицы и коньюктивы, возникающее под воздействием мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые поглощаются клетками организма и вызывают их изменения.

4. Важнейшими факторами, влияющими на исход поражения электрическим током, являются:

• величина тока, протекающего через тело человека;
• продолжительность воздействия тока;
• частота тока;
• путь прохождения тока;
• индивидуальные свойства организма человека.

5. Основные причины поражения электрическим током:

. случайное прикосновение к токонесущим частям,находящимся под напряжением (оголенным проводам,контактам электроаппаратуры,шинам и т.п.);

. неожиданное возникновение напряжение там,где в нормальных условиях его быть недолжно;

. появление напряжения на отключенных частях электрооборудования (по причине ошибочного включения,наведения напряжения соседними установками и т.д.);

. возникновение напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода с землей,неисправности заземляющих устройств и т.п.

ВОЗМОЖНЫЕ УСЛОВИЯ ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Поражение человека может произойти в следующих случаях:

1) прямое прикосновение к неизолированным токоведущим частям, находящимся под напряжением;

2) косвенное прикосновение к нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением;

3) прикосновение к токоведущим частям, напряжение с которых было снято, но попало на них случайно;

4) прикосновение к цепям с большим остаточным зарядом;

5) попадание в зону действия высоко вольтной дуги;

6) попадание в зону действия напряжения шага;

7) приближение к электроустановке на расстояние меньше допустимого;

8) при действии атмосферного электричества во время разряда молний;

9) при оказании первой помощи пострадавшему от электрического тока (при освобождении его от действия напряжения).

6. Основными техническими средствами защиты являются:

· Защитное заземление;

· Автоматическое отключение питания (зануление);

· Устройства защитного отключения.

Известно, что человек неспособен определить своими органами наличие опасного напряжения, а постоянно происходящие в организме физиологические процессы несовместимы с протеканием сквозь его тело электрического тока.

Существует четыре вида воздействия тока:

Термические;
- электролитические;
- динамические;
- биологические.

Термическое воздействие - на теле, после контакта с электричеством, появляются ожоги произвольной формы. При перегревании временно теряют свою функциональность органы, находящиеся на пути электротока. В результате поражения может пострадать как мозг, так и кровеносная или нервная системы, что приводит к серьезным расстройствам.

Электролитическое воздействие - поражение крови и лимфы в организме, что влечёт к их расщеплению и изменению физико-химического состава.

Динамическое , или как его еще называют механическое, воздействие вызывает повреждение структуры тканей организма (в том числе, мышечные, лёгочные ткани, стенки кровеносных сосудов) в виде расслоения, рваных ран, в отдельных случаях - даже разрывов. Увечью способствует перегрев крови и тканевой жидкости с мгновенным выделением пара, похожим на взрыв.

Биологическое воздействие поражает мышечную систему и живые ткани, приводит к её временной дисфункции. В результате, могут возникать непроизвольные судорожные мышечные сокращения. Это действие, даже временного характера, может пагубно повлиять на работу сердца или дыхательной системы, не исключается летальный исход.

Виды электротравм:

Местного характера, когда нарушены отдельные участки тела;
- общее поражение - нанесены увечья электрическим ударом всему организму.

Соотношения электротравм, по данным статических исследований, распределились в следующим образом:

20% - местные проявления;
- 25% - общее поражение организма;
- 55% - смешанные поражения.

Чаще всего, возникают несчастные случаи с обоими видами травм, однако их следует рассматривать, как отдельные, так как они имеют значительные различия.

Электротравмы местного характера . Повреждения организма связаны с нарушениями целостности тканей тела. Чаще травмируется кожный покров, но бывают случаи нанесения вреда связкам или костям.

Степень опасности травм зависит от состояния и места повреждённой ткани. В большинстве случаев они излечиваются с полным восстановлением функциональности поражённой части тела.

Около 75% несчастных случаев от поражения электротоком имеют зону повреждения местного характера и встречаются со следующей частотой:

Ожоги от электричества - ≈40%;
- электрические знаки - ≈7%;
- металлизация кожного покрова - ≈3%;
- механическое поражение – ≈0,5%
- случаи электроофтальмии - ≈1,5%;
- смешанные травмы - ≈23%.

Электрические ожоги . Повреждения тканей возникают от термического влияния электрического тока, происходят часто, разделяются на:

Токовые, либо контактные, возникающие при соприкосновении человека с токоведущим оборудованием;
- дуговые, обусловленные действием электрической дугой.

Токовые ожоги характерны для электроустройств с напряжением до 2 кВ. Электрические объекты большего напряжения образуют электрическую дугу.

Сложность ожога зависит от мощности тока и длительности его прохождения. Кожный покров сгорает быстро из-за большего сопротивления чем у внутренних тканей. При увеличенных частотах токи проникают глубоко в организм, поражают внутренние органы.

Дуговые ожоги происходят при работе ЭУ с различными напряжениями. Причём источники до 6 кВ могут образовать дугу при случайном коротком замыкании. Более высокие напряжения пробивают сопротивление воздушной изоляции между человеком и электрооборудованием при сокращении безопасного промежутка до токоведущих частей.

Электрознаки . Это находящиеся на поверхности тела пятна овальной формы бледно-жёлтого или серого цвета. По размеру они около 1-5 мм. Легко поддаются лечению и не приносят человеку большого дискомфорта.

Представляет собой повреждение кожных покровов мелкими частичками расплавленного металла, которые проникают в верхние слои кожи от дуги при коротких замыканиях.

К наиболее опасной травме относятся повреждения области глаз. Для её предотвращения, при работах, связанных с разрывами цепей и одновременным образованием электродуги, работник должен использовать специальные защитные очки, а тело полностью закрывать спецодеждой.

Механические повреждения . Наиболее характерны при работе в электрических установках до 1000 В под длительным воздействием электротока.

Проявляются в виде непроизвольных мышечных судорог, которые могут привести к разрыву кожи, нервных тканей или кровеносных сосудов. Встречаются случаи с вывихом суставов и переломом костей.

Электроофтальмия . Повреждение глаз связано с воспалительными процессами наружной оболочки (конъюнктивы и роговицы) от воздействия сильного светового потока ультрафиолетового спектра электрической дуги.

Для защиты требуется использовать очки или маску с цветными специальными стёклами.

Электрический удар . Быстрое, практически мгновенное образование цепи тока в организме поражает живые ткани, приводит к судорогам мышц, нарушает работу всех органов, особенно нервной системы, сердца и лёгких. Степени электрического удара определяют пятью этапами:

1. Легкие сокращения отдельных мышц;
2. Мышечные судороги, создающие болевые ощущения, при которых пострадавший находится в сознании;
3. Судорожные сокращения мышц, вызвавшие потерю сознания, когда сердце и лёгкие продолжают функционировать;
4. Пострадавший лишен сознания, нарушен ритм/работа сердца и/или дыхание;
5. Летальный исход.

Последствия электрического удара на человеческий организм зависят от ряда факторов:

Длительность и величина поражающего электротока;
- частота и вид тока;
- пути протекания;
- индивидуальные возможности пораженного организма.

Фибрилляция . Волокна сердечной мышцы (фибриллы) под действием переменного тока с частотой 50 Гц, превышающего 50 мА, начинают хаотические сокращения. Через несколько секунд полностью прекращается нагнетание крови. Останавливается кровоток организма.

Путь току через сердце создают чаще всего, контакты между руками либо ногой и рукой. Меньшие 50 мА и большие 5 А токи фибрилляцию сердечной мышцы у человека не вызывают.

Электрический шок . Удар электрическим током тяжело воспринимается организмом, возникает реакция нервно-рефлекторного характера. Поражаются дыхательная и нервная системы, кровообращение, внутренние органы.

После воздействия током наступает фаза так называемого возбуждения организма: появляется ощутимость боли, увеличивается артериальное давление.

Затем организм переходит в фазу торможения: снижается кровяное давление, нарушается пульс, ослабевает дыхательная и нервная системы, наступает депрессия. Длительность этого состояния может колебаться от нескольких минут до суток.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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

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: .

Электрический ток в цепи всегда проявляется каким-нибудь своим действием. Это может быть как работа в определенной нагрузке, так и сопутствующее действие тока. Таким образом, по действию тока можно судить о его наличии или отсутствии в данной цепи: если нагрузка работает - ток есть. Если типичное сопутствующее току явление наблюдается - ток в цепи есть, и т. д.

Вообще, электрический ток способен вызывать различные действия: тепловое, химическое, магнитное (электромагнитное), световое или механическое, причем разного рода действия тока зачастую проявляются одновременно. Об этих явлениях и действиях тока и пойдет речь в данной статье.

Тепловое действие электрического тока

При прохождении постоянного или переменного электрического тока по проводнику, проводник нагревается. Такими нагревающимися проводниками в разных условиях и приложениях могут выступать: металлы, электролиты, плазма, расплавы металлов, полупроводники, полуметаллы.

В простейшем случае, если, скажем, через нихромовую проволоку пропустить электрический ток, то она нагреется. Данное явление используется в нагревательных приборах: в электрочайниках, в кипятильниках, в обогревателях, электроплитках и т. д. В электродуговой сварке температура электрической дуги вообще доходит до 7000°С, и металл легко плавится, - это тоже тепловое действие тока.

Выделяемое на участке цепи количество теплоты зависит от приложенного к этому участку напряжения, значения протекающего тока и от времени его протекания ().

Преобразовав закон Ома для участка цепи, можно для вычисления количества теплоты использовать либо напряжение, либо силу тока, но тогда обязательно необходимо знать и сопротивление цепи, ведь именно оно ограничивает ток, и вызывает, по сути, нагрев. Или, зная ток и напряжение в цепи, можно так же легко найти количество выделяемой теплоты.

Химическое действие электрического тока

Электролиты, содержащие ионы, под действием постоянного электрического тока - это и есть химическое действие тока. К положительному электроду (аноду) в процессе электролиза притягиваются отрицательные ионы (анионы), а к отрицательному электроду (катоду) - положительные ионы (катионы). То есть вещества, содержащиеся в электролите, в процессе электролиза выделяются на электродах источника тока.

Например, в раствор определенной кислоты, щелочи или соли погружают пару электродов, и при пропускании электрического тока по цепи на одном электроде создается положительный заряд, на другом - отрицательный. Ионы содержащиеся в растворе начинают откладываться на электроде с противоположным зарядом.

Скажем, при электролизе медного купороса (CuSO4), катионы меди Cu2+ с положительным зарядом движутся к отрицательно заряженному катоду, где они получают недостающий заряд, и становятся нейтральными атомами меди, оседая на поверхности электрода. Гидроксильная группа -OH отдаст электроны на аноде, и в результате выделится кислород. Положительно заряженные катионы водорода H+ и отрицательно заряженные анионы SO42- останутся в растворе.

Химическое действие электрического тока используется в промышленности, например, для разложения воды на составляющие ее части (водород и кислород). Также электролиз позволяет получать некоторые металлы в чистом виде. С помощью электролиза покрывают тонким слоем определенного металла (никеля, хрома) поверхности - это и т.д.

В 1832 году Майкл Фарадей установил, что масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду q, прошедшему через электролит. Если через электролит пропускается в течение времени t постоянный ток I, то справедлив первый закон электролиза Фарадея:

Здесь коэффициент пропорциональности k называется электрохимическим эквивалентом вещества. Он численно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества.

При наличии электрического тока в любом проводнике (в твердом, жидком или газообразном) наблюдается магнитное поле вокруг проводника, то есть проводник с током приобретает магнитные свойства.

Так, если к проводнику, по которому течет ток, поднести магнит, например в виде магнитной стрелки компаса, то стрелка повернется перпендикулярно проводнику, а если намотать проводник на железный сердечник, и пропустить по проводнику постоянный ток, то сердечник станет электромагнитом.

В 1820 году Эрстед открыл магнитное действие тока на магнитную стрелку, а Ампер установил количественные закономерности магнитного взаимодействия проводников с током.

Магнитное поле всегда порождается током, то есть движущимися электрическими зарядами, в частности - заряженными частицами (электронами, ионами). Противоположно направленные токи взаимно отталкиваются, однонаправленные токи взаимно притягиваются.

Такое механическое взаимодействие происходит благодаря взаимодействию магнитных полей токов, то есть это, в первую очередь, - магнитное взаимодействие, а уж потом - механическое. Таким образом, магнитное взаимодействие токов первично.

В 1831 году, Фарадей установил, что изменяющееся магнитное поле от одного контура порождает ток в другом контуре: генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Логично, что именно магнитное действие токов используется по сей день и во всех трансформаторах, а не только в электромагнитах (например, в промышленных).

В простейшем виде световое действие электрического тока можно наблюдать в лампе накаливания, спираль которой разогревается проходящим через нее током до белого каления и излучает свет.

Для лампы накаливания на световую энергию приходится около 5% от подведенной электроэнергии, остальные 95% которой преобразуется в тепло.

Люминесцентные лампы более эффективно преобразуют энергию тока в свет - до 20% электроэнергии преобразуется в видимый свет благодаря люминофору, принимающему от электрического разряда в парах ртути или в инертном газе типа неона.

Более эффективно световое действие электрического тока реализуется в светодиодах. При пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда - электроны и дырки - рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

Лучшие излучатели света относятся к прямозонным полупроводникам (то есть к таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), например GaAs, InP, ZnSe или CdTe. Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS). КПД светодиода как источника света доходит в среднем до 50%.

Как было отмечено выше, каждый проводник, по которому течет электрический ток, образует вокруг себя . Магнитные действия превращаются в движение, например, в электродвигателях, в магнитных подъемных устройствах, в магнитных вентилях, в реле и т. д.

Механическое действие одного тока на другой описывает закон Ампера. Впервые этот закон был установлен Андре Мари Ампером в 1820 для постоянного тока. Из следует, что параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных - отталкиваются.

Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током. Сила, с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током, находящегося в магнитном поле, прямо пропорциональна току в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника на магнитную индукцию.

На этом принципе основана , где ротор играет роль рамки с током, ориентирующейся во внешнем магнитном поле статора вращающим моментом M.