Каким считается безопасное напряжение

Чем опасен постоянный ток

Постоянный электроток протекает от одного полюса цепи к другому без изменения направления. Классическим его примером в электротехнике может служить питание потребителей от аккумуляторных батарей.

Он считается менее опасным, поскольку при действии на человека вызывает спазм. Спазм проходит после снятия напряжения, что позволяет снизить вероятность критических последствий для здоровья.

Однако говорить о безопасности можно только при малых значениях постоянного напряжения. Чем выше величина напряжения, тем сильнее проявляется опасность. При напряжении, превышающим значение 500 В, постоянный электроток может оказываться опаснее переменного.

Особенностью воздействия при высоком вольтаже является более сильный отбрасывающий эффект, чем при переменном напряжении. Это может становиться причиной падения и травмирования с серьезными последствиями для здоровья и даже с летальным исходом.

Разновидности электрических травм

Электрический ток, проходя через тело человека, способен оказывать целый ряд негативных воздействий, угрожающих здоровью и жизни. К таковым относят термическое, электролитическое, биологическое и световое.

Просто из этических соображений не станем размещать в данной публикации фотографии последствий поражений электричеством – это жуткое зрелище. Любой желающий сможет без труда их найти в интернете.

Местные электротравмы обычно обусловлены термическим действием и чаще всего проявляются в виде ожогов различной степени. В большинстве случаев это не приводит к летальному исходу, но если ожог обширный, отнесен к III или IV степени, то велика вероятность и необратимых последствий.

Воздействие тока нередко оставляет на коже электрические знаки – в точках входа и выхода в виде пятен или омертвелых кожных отвердений по типу мозоли. Случается, что такие знаки сопровождаются и металлизацией кожи – при попадании на нее брызг расплавленного электрической дугой металла.

• Электролитическое действие заключается в резко нарушении сбалансированного химико-биологического состава жизненно важных жидкостей. Это прежде всего касается крови, но может отразиться и на лимфе и спинномозговой жидкости. Последствия бывают очень печальные, причем проявляться во всей своей тяжести они могут даже спустя некоторое время после получения травмы, переходить в хроническую стадию.
• Электрическая дуга, даже если не было прямого поражения током через кожу, способна своей ультрафиолетовой составляющей вызвать ожоги роговицы глаза, воспаление слизистых оболочек, поражения век, слезных желез. Это последствия электроофтальмии (так правильно называется подобное воздействие), хоть и не относятся к смертельно опасным, способны надолго испортить человеку жизнь, привести к стойким, длительным или даже безвозвратным ухудшениям зрения. Типичный пример – ожоги глаз при выполнении сварочных работ без средств защиты.
• Самыми опасными для здоровья и жизни человека являются биологические воздействия электрического тока. Такие поражения чаще называть электрическими ударами. Они сопровождаются судорожными неконтролируемыми сокращениями мышечных тканей или, наоборот, параличом отдельных групп мышц.

Электрические удары подразделяют на четыре группы по степени тяжести их последствий:

— Первая группа – удар сопровождается ощутимыми судорожными мышечными сокращениями, но человек не сознание не теряет.

— Вторая группа – судорожные сокращения сопровождаются резкими болевыми ощущениями, но без потери сознания.

— Третья группа – потеря сознания, но без катастрофических нарушений функции сердца и органов дыхания.

— Четвертая группа – полная потеря сознания с явными нарушениями сердечной и (или) дыхательной деятельности.

— Пятая группа – электрические удары, вызывающие клиническую смерть, то есть полную остановку сердца или полный паралич мышц грудной клетки, делающий невозможным дыхание.

Особая опасность электрических ударов связана с возможным вызовом фибрилляции сердца. Под этим термином понимают непроизвольное хаотичное сокращение мышечных волокон миокарда с большой частотой. Это резко нарушает нормальный режим работы сердца, приводит к утрате им своих перекачивающих возможностей, откуда недалеко до полной остановки (сердце перестает питать кровью себя) или до глубоких нарушений работы всего организма, в том числе – центральной нервной системы.

Электрические удары часто сопровождаются и сильными механическими повреждениями. Судорожные сокращения мышц могут закончиться разрывом тканей и кровеносных сосудов, вывихами суставов и даже переломами костей. Естественно, все это часто приводит к болевым шокам, еще больше усугубляющим состояние пораженного током человека.

Характер и последствия воздействия на человека

Характер и последствия опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от многих факторов:

1. от величины и рода (переменный или постоянный) протекающего тока;
2. продолжительности его воздействия (чем больше время действия тока на человека, тем тяжелее последствия);
3. пути протекания;
4. от физического и психологического состояния человека;
5. от состояния внешней среды, например при высокой влажности воздействие электричества на организм будет сильнее.

По степени воздействия на человека от величины ток делится на три пороговых значения:

• Человек начинает ощущать воздействие проходящего сквозь него переменного тока при значении 0,6 мА, прямого начиная с 5-7 мА. Эти значения называются пороговыми ощутимыми токами.
• Следующий порог – порог неотпускающего (удерживающего) тока. Его значение для переменного тока составляет ≥10 мА, для постоянного ≥50 мА.
• Третье пороговое значение – фибрилляционный ток. Это значение переменного тока 100 мА, а постоянного 300 мА, при длительности воздействия такого тока 0,5 сек, может наступить остановка сердца или его фибрилляция.

В таблице 1 приведены различные реакции организма человека на электрический ток в зависимости от его силы и типа.

Как видно из таблицы 1, переменный ток более опасен чем постоянный. Тем не менее, даже небольшой, ниже порога ощущения постоянный ток, дает сильные удары способные вызвать судороги мышц. А при значении напряжения выше 500 В уже опаснее постоянный ток так как он обладает большой «липучестью» и от него практически невозможно самостоятельно освободиться.

В то же время, хотя переменный ток считается более опасным для человека, но это касается в основном частоты 50 Гц. С увеличением частоты, даже с учетом что сопротивление организма падает и ток текущий через него увеличивается – опасность поражения снижается электротоком и полностью исчезает при частоте 450 — 500 гГц, т.к. при высокой частоте возникает так называемый «skin» эффект – ток идет по поверхности организма, те по коже, и не может поразить человека. Но с токами такой частоты мы практически не сталкиваемся ни в быту, ни на производстве, в отличие от 50 герцового переменного напряжения, которое является стандартом в электросетях России.

Электрическое напряжение

А что мы о нём собственно знаем?

Учебник физики 8 класс.

На мой взгляд, понятнее представлять напряжение, как разность потенциалов. Сток – исток. Плюс – минус.

Носителю заряда потребуется тем больше количества энергии, чем больше препятствий встретится у него на пути.

Яркий пример этому, в полном смысле этого слова, линейный грозовой электрический разряд. Для преодоления сопротивления воздуха, считающегося диэлектриком, требуется разность потенциалов начиная от десятков миллионов Вольт.

Опасно ли напряжение само по себе

Начнём с того, что все мы находимся в поле колоссальной электрической напряжённости Земли примерно 300 кВ. При этом напряжённость на поверхности в среднем 130 В/м.

Ну и как вы после этого себя чувствуете? Да так же, как и прежде т. е. самое по себе электрическое напряжение не может быть опасным или безопасным. Оно лишь одно из условий возникновения и существования электрического тока.

Классификация помещений в отношении опасности поражения электротоком

В зависимости от тех или иных условий, повышающих опасность воздействия электротока на человека, разным помещениям присуща разная степень опасности поражения током – одним большая, другим меньшая. В соответствии с Правилами устройства электроустановок помещения в отношении опасности поражения людей электрическим током классифицируются следующим образом:

1. Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность. В таких по­мещениях относительная влажность воздуха менее 60%, отсутствуют высокая температура, токопроводящая пыль, химически активная или органическая среда, токопроводящие полы, возможность одновременного прикосновения к металлоконструкциям зданий, аппаратов, механизмов и к металлическим корпусам электрооборудования.

2. Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

• сырость (относительная влажность воздуха более 75%) или токопроводящая пыль;
• токопроводящие полы (металлические, земляные, железо­бетонные, кирпичные и пр.);
• высокая температура (температура постоянно или периодически (более одних суток) превышает 35°С);
• возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, к технологическим аппаратам, механизмам и пр., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям) – с другой.

3. Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

• особая сырость (относительная влажность воздуха близка к 100% – потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой);
• химически активная или органическая среда (помещения, где содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения и плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования);
• одновременно два или более условий повышенной опасности.

Территория открытых электроустановок в отношении опасности поражения людей электрическим током приравнивается к особо опасным помещениям.

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.

Профилактика для предотвращения воздействия электрического тока на организм

Суть профилактики электротравм состоит в соблюдении установленных правил техники безопасности при использовании, ремонтных работах и монтаже электроустановок. Люди, работающие с высоковольтным напряжением должны быть хорошо проинструктированы и снабжены индивидуальным защитным снаряжением. Необходимо соблюдение правил техники электробезопасности на высоком уровне в физиотерапевтических кабинетах, где заземление и короткое замыкание в электросети представляет наибольшую опасность для работника. Пол в таких помещениях должен быть покрыт изоляционным материалом. Розетки должны иметь предохранители и крышки.

Персонал, работающий в действующих электроустановках проходит мед. осмотр разово на протяжении двух лет. В проведении осмотра принимают участие: терапевт, хирург, невропатолог, окулист, сдаётся кровь на содержание гемоглобина и лейкоцитов, а также делается рентгеновский снимок.

https://youtube.com/watch?v=eqjldKvw62E

Какой ток опасней для жизни человека

Переменный ток в промышленности и быту используется значительно чаще. К этому давно привыкли и мало кто знает, что в 19 веке Никола Тесла и Томас Эдисон развернули настоящую «токовую войну», итоги которой определяли дальнейший путь развития промышленности.

Проводник электричества

Одним из аргументов, приводимых Эдисоном в защиту постоянного тока, была его меньшая опасность для человека по сравнению с переменным. При одинаковых условиях (до 500 В) сила воздействия переменного тока на организм выше в 2-4 раза.

В итоге победила концепция переменного тока. Он значительно легче и с меньшими потерями передаётся на дальние расстояния, легко преобразуется, удобнее для работы электродвигателей.

Воздействие электротока на человеческое тело:

• Термическое (до 60%) — нагрев кожи и внутренних тканей вплоть до ожогов;
• Электролитическое — разложение и нарушение физико-химического состава органических жидкостей (крови, лимфы);
• Механическое — расслоение и разрыв внутренних органов под воздействием электродинамического удара;
• Биологическое — судорожные сокращения мышечной и нервной ткани.

Внимание! Потеря сознания, а также нарушение работы сердца и лёгких происходит при совпадении частоты электрического потока и сердечных сокращений

Переменный

Электроток, который с течением времени изменяется по величине и направлению. Поток электронов постоянно колеблется с определённой частотой.

Синусоида движения электронов

Почему для жизни человека переменный ток более опасен, чем постоянный:

• В силу своей природы вызывает возбуждение нервной системы, сокращение и расслабление мышц, что повышает вероятность фибрилляции предсердий, приводящей к остановке сердца;
• Частота проходящего импульса снижает сопротивление человеческого тела;
• Электропроводник с переменным током обладает высокой силой притяжения.

Вам это будет интересно Основы электроники для начинающих

На заметку! Верхняя граница силы переменного тока, не приводящая к поражению и тяжким последствиям — 1,2 мА.

Постоянный

Электроток — движение заряженных частиц от минуса к плюсу, полярность и напряжение которого постоянны. Поток электронов идёт строго по прямой линии без колебаний. Тяжесть поражения прямо пропорциональна величине подведённого напряжения.

Генератор постоянного тока

Причины меньшей опасности постоянного тока по сравнению с переменным:

• Вызывает спазм мускулатуры, но не приводит к нарушениям сердечных сокращений;
• Сопротивление человеческого тела выше при частоте колебаний электронов равной нулю;
• Одиночный удар позволяет быстрее прекратить прямой контакт с электропроводником, отбрасывает человека, уменьшая длительность воздействия поражающих факторов на организм.

Внимание! Верхняя граница безопасного воздействия постоянного тока значительно выше — 7 мА. Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее. Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее

Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее.

Обратите внимание! Важно знать, какой ток опасен для жизни — 50–100 мА, более 100 мА — смертелен. Оказание помощи при электротравме

Оказание помощи при электротравме

Оказание помощи при электротравме

От чего зависят степени поражения электрическим током?

Этот показатель зависит не только от силы, длительности действия и характера тока, но и сопротивления организма. Кожа и кости обладают высоким показателем сопротивления, у печени и селезенки же он, напротив, низкий. Снижению резистентности способствуют утомление и истощение организма, поэтому в таких случаях наиболее вероятен летальный исход. Этому же способствуют влажная кожа и мокрая одежда. Защитить организм от пагубного воздействия поможет одежда и обувь из кожи, шелка, шерсти и резины, так как они будут выполнять роль изолятора. Именно эти факторы влияют на опасность поражения током.

Отличие между постоянным и переменным током

Согласно школьному курсу физики, электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. В металлических проводах это свободные электроны, а в организме человека, на 55-70% состоящем из воды, эту роль выполняют ионы различных элементов, в основном поваренной соли.

Есть два типа электрического тока:

1. Переменный ток (от англ. Alternative Current — AC). Направление движения электронов в проводах и полярность на выводах периодически меняется.
2. Постоянный ток (от англ. Direct Current — DC). Его особенность в том, что полярность и направление движения электронов остаются неизменными.

В начале ХХ века было много споров между сторонниками постоянного и переменного напряжения. Победила концепция переменного тока. Его легче передавать от электростанции к потребителю, изменять величину напряжения, а электродвигатели переменного тока устроены проще и дешевле.

Несмотря на то, что величина переменного напряжение частотой 50Гц поднимается до максимума и снижается до «0» 100 раз в секунду, лампы накаливания светят ровным светом.

Это связано с тем, что такую частоту мерцания глаза не замечают, а нагретая нить накала не успевает остыть, что уменьшает их амплитуду. В светодиодных и энергосберегающих лампочках питание осуществляется от встроенного драйвера (блока питания), который исключает колебания светимости.

Какой ток опаснее и в чем состоит главный риск для человека

Наиболее опасен для человека переменный электрический ток. Он часто оказывается смертелен, поскольку способен провоцировать фибрилляцию желудочков сердца.

Однако постоянное электричество также нельзя считать безопасным. Последствия его воздействия бывают не менее серьезными, включая тяжелые электротравмы и механические травмы при отбросе пострадавшего. Существенная разница заключается в том, что серьезная угроза возникает при высоких значения потенциала – более 500 В. С таким вольтажом люди обычно не имеют дела в быту. Однако на промышленных электроустановках он встречается достаточно часто.

Необходимо учитывать, что электрическое напряжение для человека в целом безопасно. Угрозу представляет действующая сила тока, возникающего в результате этого напряжения. Именно от значения данной величины зависит степень угрозы. Так, безопасным считается переменный ток силой до 10 миллиампер.

Серьезная опасность от постоянного тока проявляется при ампераже более 50 миллиампер. Смертельно опасной величиной электрического переменного тока является значение 90-100 миллиампер. При этих же значениях смертельным для человека считается ток и постоянного напряжения.

Воздействие тока и напряжения на организм

Для появления тока к проводнику необходимо подать напряжение и ток тем больше, чем оно выше. С точки зрения электротехники тело человека является раствором солей и других химических веществ в воде и ток, протекающий через него, так же подчиняется этому правилу, определяющему, что убивает человека сила тока или напряжение.

Протекание через организм человека электрического тока оказывает различные виды негативных воздействий:

• термическое — нагрев организма по пути протекания, а при большой величине тока ожоги;
• электролитическое — различные химические реакции в крови и биологических жидкостях;
• биологическое — раздражение нервных окончаний в коже и других органах;
• механическое — разрывы, вывихи и расслоения тканей из-за электродинамического эффекта.

Сами электротравмы делятся на общие, при которых поражается весь организм, и местные, при которых негативному воздействию подвергаются только отдельные участки кожи и ожоги глаз ультрафиолетовым излучением электрической дуги.

Исход от удара током

В различных ситуациях исход от удара током наблюдался очень разнообразный. Однако первым делом при получении сильного электрического удара появляются проблемы с дыханием и кровообращением.

Более тяжелые случаи характеризуют сердечной фибрилляцией (хаотичное подёргивание мышц). В такой ситуации необходимо скорейшее медицинское вмешательство, так как фактически сердце перестаёт нормально функционировать. По статистике, чаще всего получают удары током напряжением до 1000 В, при этом, ожоги могут возникнуть если его сила превысит 1 А.

Наиболее частой причиной ударов электротоком является несоблюдение правил техники безопасности. Если говорить простыми словами, то чем выше напряжение, тем больше может быть расстояние от тела человека до проводника с током для появления искрового разряда. А чем выше сила тока, тем выше причиненный им ущерб. Во время контакта с только что возникшим искровым разрядом, кожные ткани контактирующего нагревается. А чтобы получить ожог достаточно температуры 60 градусов по Цельсию, при которой белок начинает сворачиваться, а на поражённой ткани появляется ожог.

Вылечить электрические ожоги проблематично, поэтому они считаются крайне опасными.