Αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα

Όταν η ηλεκτρική ρέυμα διασχίζει το ανθρώπινο σώμα, το νευρικό σύστημα υφίσταται ηλεκτρικό πλήγμα. Η σοβαρότητα αυτού του πλήγματος εξαρτάται κυρίως από τρία βασικά παράγοντα: το μέγεθος της ρέυμας, ο δρόμος που ακολουθεί η ρέυμα μέσα στο σώμα και η διάρκεια της επαφής. Στις πιο σοβαρές περιπτώσεις, το πλήγμα διαταράσσει την κανονική λειτουργία της καρδιάς και των πνευμόνων, με δυνητικά αποτέλεσμα την απώλεια της συνείδησης ή ακόμη και το θάνατο.

Συνήθως αποδίδεται ότι οι ρέυμες κάτω των 5 μιλιαμπερ (mA) παρουσιάζουν ελάχιστο κίνδυνο. Ωστόσο, οι ρέυμες από 10 έως 20 mA θεωρούνται επικίνδυνες, καθώς μπορούν να προκαλέσουν την απώλεια του μυϊκού ελέγχου. Η ηλεκτρική αντίσταση του ανθρώπινου σώματος, μετρημένη μεταξύ δύο χεριών ή μεταξύ των πόδων, συνήθως είναι από 500 Ωών έως 50.000 Ωών. Για παράδειγμα, αν η αντίσταση του ανθρώπινου σώματος θεωρηθεί 20.000 Ω, η επαφή με ηλεκτρική τροφοδοσία 230 βολτ μπορεί να είναι επικίνδυνη. Χρησιμοποιώντας τον Νόμο του Όμ (I = V/R), η αποτελεσματική ρέυμα θα είναι 230 / 20.000 = 11.5 mA, που είναι εντός του επικίνδυνου εύρους.

Η διαρροή ρέυματος υπολογίζεται με τον τύπο I = E / R, όπου E αντιπροσωπεύει την τάση τροφοδοσίας και R δηλώνει την αντίσταση του σώματος. Η αντίσταση ενός ξηρού σώματος συνήθως είναι από 70.000 έως 100.000 Ωών ανά τετραγωνικό εκατοστόμετρο. Ωστόσο, όταν το ανθρώπινο σώμα είναι υγρό, αυτή η αντίσταση μειώνεται δραματικά, φθάνοντας σε 700 έως 1.000 Ωών ανά τετραγωνικό εκατοστόμετρο. Αυτό συμβαίνει επειδή, παρόλο που η φυσική αντίσταση της επιδέρμης είναι σχετικά υψηλή, η εξωτερική υγρότητα μειώνει σημαντικά την συνολική αντίσταση.

Για να εξηγηθεί η επίδραση ενός υγρού σώματος, θεωρηθεί ότι μια ηλεκτρική τροφοδοσία 100 βολτ παρουσιάζει τον ίδιο κίνδυνο για ένα υγρό σώμα, όπως μια τροφοδοσία 1.000 βολτ για ένα ξηρό.

Επιπτώσεις της Ρέυμας που Διασχίζει το Σώμα από Χέρι σε Χέρι και από Πόδι σε Πόδι

Το εξής περιγράφει τις επιπτώσεις της ηλεκτρικής ρέυμας που διασχίζει το σώμα από χέρι σε χέρι ή από πόδι σε πόδι:

• Κατώτατος Οριακός Άριθμος Ανίχνευσης: Η αίσθηση του ηλεκτρικού πλήγματος μπορεί συνήθως να ανιχνευθεί σε επίπεδο ρέυματος περίπου 1 μιλιαμπέρ (mA). Σε αυτό το επίπεδο, ένα άτομο θα βιώσει μια απαλή αίσθηση τρυπαλίας ή εγείρουσας συναίσθησης κατά την επαφή με ηλεκτρικό πεδίο.

• Ρέυμα Αφής: Το μέγιστο ρέυμα, στο οποίο ένα άτομο μπορεί ακόμη να αφήσει έναν ηλεκτροδόχο με τα μυς που επηρεάζονται άμεσα από τη ρέυμα, ονομάζεται "ρέυμα αφής". Για τους άνδρες, αυτό είναι συνήθως 9mA, ενώ για τις γυναίκες είναι 6mA.

• Απώλεια Ελέγχου των Μυών: Όταν η ρέυμα υπερβαίνει το ρέυμα αφής, από 20mA έως 100mA, ένα άτομο χάνει την ικανότητα να ελέγχει τα μυώδη. Τα ρέυματα σε αυτό το εύρος είναι εξαιρετικά δύσκολα να αντεπεξέλθει και μπορούν να προκαλέσουν φυσική βλάβη, αν και οι καρδιακές και πνευμονικές λειτουργίες συνήθως παραμένουν σχετικά σταθερές.

• Θανατηφόρα Ρέυματα: Τα ρέυματα που υπερβαίνουν τα 100mA μπορούν να είναι θανατηφόρα. Σε αυτό το επίπεδο, η καρδιά σταματά να πάμπει, και το πάλση εξαφανίζεται. Χωρίς την ικανότητα της καρδιάς να κυκλοφορήσει οξυγενωμένο αίμα, τα νευροειδή κύτταρα ξεκινούν να πεθαίνουν γρήγορα λόγω ανοξυγόνωσης. Επιπλέον, σε πολύ υψηλά ρέυματα, αρχίζοντας από περίπου 6 άμπερ και πάνω, υπάρχει σημαντικός κίνδυνος παραλύσεως της αναπνοής και σοβαρών εγκαύματων.

Οι επιπτώσεις του ηλεκτρικού πλήγματος μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με το αν η ρέυμα είναι εναλλασσόμενη (AC) ή μονόπλευρη (DC). Η AC σε κοινές συχνότητες (25 - 60 κύκλοι ανά δευτερόλεπτο, ή Χερτς) είναι γενικά πιο επικίνδυνη από τη DC με την ίδια τιμή RMS.

Με την αυξανόμενη διάδοση υψηλοσυχνοτικού ηλεκτρικού εξοπλισμού, η διασχίση του σώματος από υψηλοσυχνές ρέυματα παρουσιάζει επιπλέον κίνδυνους. Σε συχνότητες γύρω στα 100 Χερτς, η συνήθης αίσθηση του ηλεκτρικού πλήγματος αρχίζει να μειώνεται, αλλά ο κίνδυνος για σοβαρά εσωτερικά εγκαύματα αυξάνεται, καθιστώντας τέτοιες ρέυματα εξίσου επικίνδυνες. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι είναι η ρέυμα, και όχι μόνο η τάση, που τελικά προκαλεί το θάνατο.

Μια εναλλασσόμενη τάση 50 βολτ έχει τη δυνατότητα να παράγει επικίνδυνο ρέυμα 50mA. Ωστόσο, κάποιοι άνθρωποι έχουν επιβιώσει από εκτεθειμένους σε πολύ υψηλότερες τάσεις λόγω διάφορων μειωτικών παραγόντων. Για παράδειγμα, η ξηρή επιδέρμη, τα καθαρά ρούχα και τα παπούτσια μπορούν να αυξήσουν σημαντικά την αντίσταση επαφής, μειώνοντας έτσι τον κίνδυνο επικίνδυνης ρέυμας στο σώμα.