Основы

Электрический шок. Действие электрического тока на организм человека

Электрическим шоком называют физиологическую реакцию или травму человека, которая возникает при прохождении электрического тока через организм человека. Когда говорится об электрическом шоке, то подразумевают под этим вредное воздействие на организм и психику человека. Такое воздействие может быть вызвано через контакт человека с источником электроэнергии, если при этом его мощность достаточна, чтобы в теле человека начал протекать достаточный ток для причинения вреда. Контакт может происходить через кожу, волосы, мышцы, с любым участком тела.

Очень маленькие токи не оказывают заметного воздействия. Ток проходит через тело, но человек его не ощущает. Большие значения тока могут сделать так, что жертва не может освободится от его воздействия самостоятельно. Дело в том, что при значительной величине тока мышцы человека сокращаются и управлять ими становится не возможно. Ещё больший ток может вызвать аритмию сердца и повреждение тканей.

Поражение электрическим током, или иначе — электрическая травма, имеет много последствий для человека. Электрический ток может путешествовать по телу через нервную систему, выжигать мягкие ткани на своём пути, провести электрохимические изменения в жидкостях организма.

Даже если внешне нет причин для беспокойства, то в дальнейшем может ощущаться боль в участках тела, могут оказаться поражёнными внутренние органы. Выжженные ткани бывают видны визуально в тех местах где ток заходил и выходил.

Человек, находясь под действием электрического тока превращается в живой проводник. Металлоконструкции, которые находятся под опасным напряжением представляют угрозу, так как при соприкосновении с ними, тело человека становится проводником наподобие куска проволоки или арматуры.

Электрический шок может быть вызван прямым или косвенным контактом с источником электричества. Прямой контакт происходит при работе непосредственно с токоведущими частями электротехнического персонала. Требуется соблюдение правил электробезопасности, чтобы не попасть под действие электрического тока или же не подвергнуть других лиц такой опасности. Когда контакт с проводящей частью не связан с работой — это косвенный контакт. Он возникает в аварийных условиях, когда части электрооборудования, которые не должны быть под напряжением, всё-таки попадают под него. От косвенного контакты применяют защитные меры такие как заземление, зануление, автоматическое отключение питания.

Величина опасного тока

Минимальная величина тока, которую человек может чувствовать зависит от рода тока (AC или DC). Для переменного тока (AC) это значение составляет не менее 1 мА (среднеквадратическая величина) с частотой 50-60 Гц, а для постоянного тока (DC) не менее 5 мА.

Начиная с величины переменного тока в 10 миллиампер (мА), ток проходя через тело человека может вызвать сильные мышечные сокращения. В этом случае жертва не в состоянии самостоятельно освободится от действия тока, потому как не может контролировать свои мышцы. Такое значение тока является одним из критериев в правилах электробезопасности.

Когда величина электрического тока становится более чем 30 миллиампер для переменного тока (AC, частота 50-60 Гц) и более 300-500 миллиампер постоянного тока (DC), ток может стать причиной повреждения тканей организма, а также вызвать фибрилляцию.

Обычная электросеть используемая в быту 220В 50Гц (Европа, Украина, Россия), а также сеть в 120 В 60 Гц (США), могут быть причиной электрического шока в той форме, когда происходит остановка сердца. Бытовая электросеть представляет опасность, потому как является потенциальной причиной фибрилляции желудочков сердца.

Электрический шок. Действие тока на организм человека

Кроме величины тока и рода тока, решающим фактором является путь тока через тело. Человеческий организм более чем на 80% состоит из воды, точнее сказать — из электролитов. Ионный состав тканей человека не однороден, нервные ткани также расположены неоднородно. Электрический ток, проходя через тело человека, выбирает самый кротчайший путь. Вдобавок к этому происходит электролиз жидкостей тела, что меняет их химический состав и проводимость, нервные окончания под действием тока вызывают сокращения мышц. Путь тока, проходя через сердце, может нанести серьёзный вред сердечной мышце.

Если напряжение меньше 200 В, то наружный кожный покров является основным источником сопротивления электрическому току. Это защитная оболочка за которой находятся нежные ткани более подверженные действию тока. Обычно именно на коже остаются так называемые метки, точки входа и выхода тока. Это связано с выгоранием и повреждением тканей организма, подобно тому как это происходит при обморожениях и ожогах. Следует учитывать, что вольт-амперная характеристика (ВАХ) кожи является нелинейной. Если напряжение выше 450-600 В, то может произойти пробой диэлектрика, которым является внешний покров кожи. На проводимость кожи сильное влияние её влажность (пот, испарина). Другим фактором можно считать длительность воздействия тока. Чем дольше протекает ток через тело человека, тем меньше способен организм ему сопротивляться.

Когда электрическая цепь через человека осуществляется с помощью электродов внедрённых минуя кожу (под кожу), то летальная опасность тока гораздо выше. Достаточно микроудара тока в 10 микроампер, чтобы вызвать аритмию.

Ожоги при поражении электрическим током

Электрические ожоги

Ожоги могут быть вызваны электрическим пробоем кожи и термическим действием тока. Уровни напряжения от 500 до 1000 Вольт могут вызывать серьёзные внутренние ожоги из-за большой энергии, которая пропорциональна длительности действия тока умноженной на квадрат напряжения и делённой на сопротивление. При возрастании напряжения в два раза, энергия возрастает в четыре раза. В глубоких тканях важным фактором является выделяемое джоулевое тепло при прохождении тока, например вдоль конечностей тела.

Фибрилляция желудочков сердца

Аритмия

Если ток имеет прямой путь к сердцу, например через катетер сердечного электрода или другого электрода, то требуется гораздо меньшая величина тока, чтобы вызвать фибрилляцию. Этот ток тогда меньше 1 мА (AC или DC). В том случае, когда происходит поражение током от внешнего источника требуется гораздо больший ток, так как сопротивление тела значительно выше, чем при прямом контакте с сердечной мышцей. Как было уже сказано выше, требуется 30 мА переменного тока (AC) или 300-500 мА постоянного тока (DC) чтобы стала возможно фибрилляция. Такое поражение током может вызвать аритмию и её лечат дефибрилляцией. Если не лечить аритмию, то это может иметь смертельные (летальные) последствия, так как клетки сердечный мышцы работают не согласованно из-за неправильной (аритмичной) подачи нервных импульсов. При токах выше 200 мА (AC) фибрилляции не происходит, но мышечные схватки под действием такого тока настолько высоки, что сердечная мышца не может двигаться самостоятельно.

Сопротивление человеческого тела

Сопротивление человеческого тела не однородно. Максимальное сопротивление имеет наружный кожный покров, а после него сопротивление электрическому току резко падает. Человек представляет собой проводник второго рода (ток в электролитах). ВАХ человеческого тела не является линейной и тем более различается для постоянного (DC) и переменного (AC) тока. Высокое напряжение способно вызвать электрический пробой кожного покрова тела, что значительно увеличивает шансы летального исхода. Мощность источника и количество электричества прошедшего через организм человека в любом направлении вызывает ожоги и термические повреждения тканей. Отсюда делаем вывод, что низкое напряжение более предпочтительно чем высокое. Мощность источников энергии желательно ограничивать. Там где это невозможно, необходимо соблюдать правила проведения работ и эксплуатации.

Дата: 23.05.2015

© Valentin Grigoryev (Валентин Григорьев)

Возможно Вам будут интересны следующие статьи из этого раздела:

Если Вы не нашли ничего интересного в этом разделе, тогда Вам следует воспользоваться левым вертикальным меню, чтобы попасть в интересующий Вас раздел сайта.