اثرات جریان برق بر روی بدن انسان

وقتی جریان الکتریکی از بدن انسان عبور می‌کند، سیستم عصبی تکهای الکتریکی را تحمل می‌کند. شدت این تکهای عمدتاً به سه عامل کلیدی بستگی دارد: مقدار جریان، مسیری که جریان از طریق بدن می‌گذرد و مدت زمان تماس. در بدترین موارد، تکهای الکتریکی عملکرد عادی قلب و ریه را مختل می‌کند که ممکن است منجر به بی‌هوشی یا حتی مرگ شود.

به طور کلی پذیرفته شده است که جریان‌های زیر ۵ میلی‌آمپر (mA) خطر کمی دارند. با این حال، جریان‌هایی در محدوده ۱۰ تا ۲۰ mA خطرناک محسوب می‌شوند، زیرا می‌توانند باعث از دست دادن کنترل عضلانی قربانی شوند. مقاومت الکتریکی بدن انسان، اندازه‌گیری شده بین دو دست یا بین دو پا، معمولاً بین ۵۰۰ اهم تا ۵۰,۰۰۰ اهم متغیر است. برای مثال، اگر مقاومت بدن انسان ۲۰,۰۰۰ اهم فرض شود، تماس با منبع الکتریکی ۲۳۰ ولت می‌تواند خطرناک باشد. با استفاده از قانون اهم (I = V/R)، جریان حاصل برابر با ۲۳۰ / ۲۰,۰۰۰ = ۱۱٫۵ mA خواهد بود که در محدوده خطرناک قرار دارد.

جریان نشتی با استفاده از فرمول I = E / R محاسبه می‌شود، که در آن E ولتاژ تأمین و R مقاومت بدن را نشان می‌دهد. مقاومت بدن خشک معمولاً بین ۷۰,۰۰۰ تا ۱۰۰,۰۰۰ اهم در هر سانتی‌متر مربع متغیر است. با این حال، وقتی بدن مرطوب است، این مقاومت به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و به محدوده ۷۰۰ تا ۱,۰۰۰ اهم در هر سانتی‌متر مربع می‌رسد. این اتفاق می‌افتد زیرا با وجود مقاومت نسبتاً بالای پوست، رطوبت خارجی مقاومت کلی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

برای نشان دادن تأثیر بدن مرطوب، می‌توان گفت که یک منبع الکتریکی ۱۰۰ ولتی به بدن مرطوب همان خطری را دارد که یک منبع ۱,۰۰۰ ولتی به بدن خشک دارد.

تأثیرات عبور جریان از دست به دست و پا به پا

در ادامه تأثیرات عبور جریان الکتریکی از دست به دست یا پا به پا توضیح داده شده است:

• حد تشخیص: احساس تکهای الکتریکی معمولاً در حد جریان ۱ میلی‌آمپر (mA) قابل تشخیص است. در این شدت، فرد در تماس با میدان الکتریکی احساس خارش یا تحریک کمی خواهد داشت.

• جریان رها کردن: بیشترین جریانی که فرد هنوز می‌تواند رسانه را با استفاده از عضلات مستقیماً تحت تأثیر جریان رها کند، "جریان رها کردن" نامیده می‌شود. برای مردان این مقدار معمولاً ۹ mA و برای زنان ۶ mA در نظر گرفته می‌شود.

• از دست دادن کنترل عضلانی: وقتی جریان از حد "جریان رها کردن" عبور کند و در محدوده ۲۰ تا ۱۰۰ mA قرار گیرد، فرد از کنترل عضلات خود محروم می‌شود. جریان‌های در این محدوده بسیار سخت تحمل می‌شوند و می‌توانند آسیب فیزیکی وارد کنند، اگرچه عملکرد قلب و تنفس معمولاً نسبتاً پایدار می‌ماند.

• جریان‌های کشنده: جریان‌هایی که از ۱۰۰ mA فراتر می‌روند می‌توانند کشنده باشند. در این سطح، عمل ضربانی قلب متوقف می‌شود و پالس ناپدید می‌گردد. بدون توانایی قلب در گردش خون اکسیژن‌دار، سلول‌های مغز به سرعت به دلیل کمبود اکسیژن می‌میرند. علاوه بر این، در جریان‌های بسیار بالا، از حدود ۶ آمپر به بالا، خطر بیشتری از پارالیز تنفسی و سوختگی‌های شدید وجود دارد.

تأثیرات تکهای الکتریکی می‌تواند بسته به اینکه جریان جریان متناوب (AC) یا مستقیم (DC) باشد متفاوت باشد. جریان متناوب در فرکانس‌های معمول (۲۵ تا ۶۰ چرخه در ثانیه یا هرتز) معمولاً خطرناک‌تر از جریان مستقیم با همان مقدار میانگین مربعی (RMS) است.

با افزایش شیوع تجهیزات الکتریکی با فرکانس بالا، عبور جریان‌های با فرکانس بالا از بدن مخاطرات اضافی را به همراه دارد. در فرکانس‌های حدود ۱۰۰ هرتز، حس معمولی تکهای الکتریکی شروع به کاهش می‌کند، اما خطر سوختگی‌های داخلی شدید افزایش می‌یابد که این جریان‌ها را به همان اندازه خطرناک می‌کند. مهم است که به یاد داشته باشیم که جریان، نه ولتاژ به تنهایی، عامل اصلی مرگ است.

ولتاژ متناوب ۵۰ ولت می‌تواند جریان خطرناک ۵۰ mA را تولید کند. با این حال، برخی افراد در مواجهه با ولتاژ‌های بسیار بالاتر به دلیل عوامل مختلف مهارکننده زنده مانده‌اند. به عنوان مثال، پوست خشک، لباس پاک و پوشیدن بوت می‌تواند مقاومت تماس را به طور قابل توجهی افزایش دهد و بنابراین خطر عبور جریان خطرناک از بدن را کاهش دهد.