Ефекти на електрическия ток върху човешкото тяло

Когато електрически ток преминава през човешкото тяло, нервната система преживява електрическо удар. Тежестта на този удар в основни линии зависи от три ключови фактора: големината на тока, пътя, по който токът се движи през тялото, и продължителността на контакта. В най-сериозните случаи, ударът разстройва нормалната дейност на сърцето и белите дробове, което може да доведе до безсъзнание или дори смърт.

Общоприето е, че токовете под 5 милиампера (mA) представляват минимален риск. Обачно, токове в диапазона от 10 до 20 mA се считат за опасни, тъй като могат да причинят жертвата да изгуби контрола над мускулите. Електрическото съпротивление на човешкото тяло, измерено между две ръце или между краката, обикновено варира от 500 ома до 50,000 ома. Например, ако се приеме, че съпротивлението на човешкото тяло е 20,000 ома, контакт с електрическо напрежение от 230 волта може да бъде опасен. Използвайки законите на Ом (I = V/R), резултиращият ток ще бъде 230 / 20,000 = 11.5 mA, което е в опасния диапазон.

Теченият ток се изчислява по формулата I = E / R, където E представлява напрежението, а R - съпротивлението на тялото. Съпротивлението на сухо тяло обикновено варира от 70,000 до 100,000 ома на квадратен сантиметър. Но когато човешкото тяло е мокро, това съпротивление намалява значително, спадайки до между 700 и 1,000 ома на квадратен сантиметър. Това е така, защото въпреки че кожата има относително високо вградено съпротивление, външната влага значително намалява общото съпротивление.

За да илюстрираме влиянието на мокрото тяло, нека разгледаме, че 100-волтово електрическо напрежение представлява същия риск за мокро тяло, както 1,000-волтово напрежение за сухо.

Ефекти от преминаването на ток от ръка до ръка и от крак до крак

По-долу се описват ефектите от електрическия ток, който преминава през тялото от ръка до ръка или от крак до крак:

• Праг на восприятие: Усетът за електрически удар обикновено може да бъде усетен при течен ток около 1 милиампер (mA). При тази интензитет, индивидуумът ще изпита леко покърляне или стимулиращо усещане при контакт с електрическо поле.

• Ток за освобождаване: Максималният ток, при който човек все още може да освободи проводника, използвайки мускулите, пряко засегнати от тока, се нарича "ток за освобождаване". За мъжете това обикновено се счита за 9mA, докато за жените е 6mA.

• Губене на контрола над мускулите: Когато токът надхвърли тока за освобождаване, в диапазона от 20mA до 100mA, човек губи способността си да контролира мускулите. Токовете в този диапазон са изключително трудни за издържане и могат да причинят физически повреди, въпреки че функциите на сърцето и диханието обикновено остават относително стабилни.

• Смъртоносни токове: Токовете над 100mA могат да бъдат смъртоносни. На този ниво, насосната дейност на сърцето спира и пулсът изчезва. Без способността на сърцето да циркулира оксигенирана кръв, клетките на мозъка започват бързо да умират поради недостиг на кислород. Освен това, при много високи токове, започвайки от около 6 ампера и надолу, има значителен риск от дихателна парализа и сериозни огаряния.

Ефектите от електрическия удар могат да варира в зависимост от това, дали токът е променлив (AC) или постоянен (DC). Променливият ток при общи честоти (25 - 60 цикла в секунда, или херца) обикновено е по-опасен от постоянния ток със същата средна стойност (RMS).

С увеличаващата се популярност на високочестотното електрическо оборудване, преминаването на високочестотни токове през тялото представлява допълнителни рискове. При честоти около 100 херца, типичното усещане за електрически удар започва да намалява, но потенциалът за сериозни вътрешни огаряния се увеличава, правейки такива токове равноправно опасни. Важно е да се помни, че именно токът, а не само напрежението, в крайна сметка причинява смърт.

Променливо напрежение от 50 волта има потенциала да генерира опасен ток от 50mA. Обачно, някои индивидууми са оцелели след излагане на много по-високи напрежения поради различни облекчаващи фактори. Например, суха кожа, чисто облекло и обувки могат значително да увеличат контактното съпротивление, като по този начин намалят риска от опасен ток, преминаващ през тялото.