Učinci električne struje na ljudsko tijelo

Kada električni tok prolazi kroz ljudsko tijelo, živčani sustav podnosi električni šok. Intenzitet ovog šoka uglavnom ovisi o tri ključna faktora: veličini toka, putanji kojom tok prođe kroz tijelo i trajanju kontakta. U najtežim slučajevima, šok može prekidati normalnu funkcionu srca i pluća, potencijalno dovođeći do bezviještnosti ili čak smrti.

Općenito se prihvaća da strujni tokovi ispod 5 miliampera (mA) predstavljaju minimalni rizik. Međutim, tokovi u rasponu od 10 do 20 mA smatraju se opasnim, jer mogu uzrokovati gubitak mišićne kontrole. Električni otpor ljudskog tijela, mjereno između dvije ruke ili između nogu, obično varira od 500 ohma do 50.000 ohma. Na primjer, ako se pretpostavi da je otpor ljudskog tijela 20.000 ohmova, kontakt s napajanjem od 230 vata može biti opasan. Koristeći Ohmov zakon (I = V/R), rezultirajući tok bi bio 230 / 20.000 = 11.5 mA, što upravo pripada opasnom rasponu.

Strujni tok površinske trule se računa koristeći formulu I = E / R, gdje E predstavlja napajanje, a R otpor tijela. Otpor suhega tijela obično varira od 70.000 do 100.000 ohmova po kvadratnom centimetru. Međutim, kad je tijelo vlažno, taj otpor značajno pada, padajući na 700 do 1.000 ohmova po kvadratnom centimetru. To je zato što, iako je prirodni otpor kože relativno visok, vanjska vlažnost značajno smanjuje ukupni otpor.

Da bismo ilustrirali utjecaj vlažnog tijela, treba uzeti u obzir da 100-voltsko napajanje predstavlja istu opasnost za vlažno tijelo kao 1.000-voltsko napajanje za suho tijelo.

Efekti toka koji prolazi od ruke do ruke i od noge do noge

Sljedeće opisuje efekte električnog toka koji teče kroz tijelo od ruke do ruke ili od noge do noge:

• Prag osjetila: Osjetilo električnog šoka može se tipično osetiti na razini toka od oko 1 miliampera (mA). Na toj intenziteti, pojedinac će osjetiti blagi prigodni ili stimulativni osjeć kod dodira s električnim poljem.

• Let Go Current: Maksimalni tok pri kojem osoba još uvijek može puštanje vodilice koristeći mišiće direktno utjecane tokom poznat je kao "Let Go Current". Za muškarce, to je obično 9 mA, dok za žene to je 6 mA.

• Gubitak kontrole nad mišićima: Kada tok premaši Let Go Current, u rasponu od 20 mA do 100 mA, osoba gubi sposobnost kontroliranja mišića. Tokovi u ovom rasponu su ekstremno teški za podnijeti i mogu uzrokovati fizičku štetu, iako srčana i disanja funkcija obično ostaju relativno stabilna.

• Smiertelni tokovi: Tokovi veći od 100 mA mogu biti smrtonosni. Na tom nivou, srčana pumpa prestaje, a puls nestaje. Bez sposobnosti srca cirkulirati oksigenisanu krv, mozgove stanice brzo umiru zbog nedostatka oksigena. Također, na vrlo visokim tokovima, od oko 6 ampera i više, postoji značajan rizik od paralize disanja i teških opekina.

Efekti električnih šokova mogu varirati ovisno o tome jest li strujni tok alternirajući (AC) ili jednosmjerni (DC). AC na uobičajenim frekvencijama (25 - 60 ciklusa po sekundi, ili herc) obično je opasniji od DC iste vrijednosti.

S porastom prevalencije opreme s visokim-frekvenčnim električnim napajanjem, prolaz visokofrekvenčnih tokova kroz tijelo predstavlja dodatni rizik. Na frekvencijama oko 100 herc, tipično osjetilo električnog šoka počinje slabiti, ali potencijal za teške unutarnje opeke raste, čineći takve tokove jednako opasnim. Važno je zapamtiti da je to tok, a ne samo napajanje, ono što konačno uzrokuje smrt.

Alternirajuće napajanje od 50 volti ima potencijal generirati opasni 50 mA tok. Međutim, neki pojedinci su preživjeli izloženost mnogo višim napajanjima zbog različitih mitigirajućih faktora. Na primjer, suha koža, čista odjevna predmeti i nošenje čizama mogu značajno povećati otpor kontakta, time smanjujući rizik od opasnog toka kroz tijelo.