Elektromos áram hatása az emberi szervszereglek együttműködésére

Amikor áram áthalad az emberi szervezetén, az idegrendszer elektrikus sokkot szenved. A sokk súlyossága főként három kulcsfontosságú tényezőtől függ: az áramerősség nagysága, az áram által követett útvonal a testen belül, és a kapcsolat időtartama. A legsúlyosabb esetekben a sokk zavarja a szív és a tüdő normális működését, ami végül elvonhatósághoz vagy akár halálhoz is vezethet.

Általánosságban elfogadott, hogy 5 milliampér (mA) alatti áramok minimális kockázatot jelentenek. Ugyanakkor 10-20 mA közötti áramok veszélyesnek tekinthetők, mivel ezek okozhatják, hogy az érintett elveszíti izmvegyekezetét. Az emberi test elektromos ellenállása, amit a két kez között vagy a lábak között mérünk, általában 500 ohmos és 50 000 ohmos között van. Például, ha feltételezzük, hogy az emberi test ellenállása 20 000 ohmos, egy 230 volt-os tápellátás érintése veszélyes lehet. Ohm törvényével (I = V/R) a keletkező áramerősség 230 / 20 000 = 11,5 mA lenne, ami a veszélyes tartományba esik.

A szivárogtatási áramot az I = E / R képlettel számítjuk, ahol E a tápellátási feszültséget, R pedig a test ellenállását jelöli. A száraz test ellenállása általában 70 000 és 100 000 ohmos között van négyzetcentiméterenként. Azonban, amikor a test nedves, ez az ellenállás drasztikusan csökken, 700 és 1 000 ohmos között esik négyzetcentiméterenként. Ez azért van, mert bár a bőr sajátos ellenállása magas, a külső nedvesség jelentősen csökkenti az összes ellenállást.

Példaként említendő, hogy egy 100-volt-os tápellátás ugyanolyan veszélyt jelent egy nedves testre, mint egy 1 000-volt-os tápellátás egy száraz testre.

Az áram hatása a kezről a kezre, illetve a lárbról a lábra menet közben

A következő leírja az áram hatását, amikor a testen keresztül folyik a kezről a kezre, vagy a lárbról a lábra:

• Érzékelési küszöb: Az elektrikus sokk érzése általában 1 milliampér (mA) áramerősségnél kezd felbukkanó jelekben. Ennél az intenzitásnál az egyén enyhe pirulást vagy izgalmas érzést tapasztal, amikor érintkezik egy elektromos mezővel.

• Elengedési áram: Az "elengedési áram" azt az áramerősséget jelenti, amelynél az érintett még képes elengedni a vezetőt, amire érintkezik. A férfiak esetében ez általában 9 mA, a nőknél pedig 6 mA.

• Izmvegyekezet elvesztése: Ha az áramerősség meghaladja az elengedési áramot, 20 mA-tól 100 mA-ig, az érintett elveszíti izmvegyekezetét. Ez a tartományban lévő áramok rendkívül nehézkesek, és fizikai károkat okozhatnak, bár a szív és a légzőrendszer működése általában relatíve stabil marad.

• Halálos áramok: 100 mA feletti áramok halálosak lehetnek. Ennél az intenzitásnál a szív pompálása megszűnik, és a pulzus eltűnik. A szív nem tudja továbbítani a vegyi anyagokkal gazdagított vért, így az agysejtök gyorsan elhalnak oxigéncsapdából. Nagyon magas áramerősségeknél, kb. 6 ampérről kezdve, jelentős légzőparalyzis és súlyos égési sérülések kialakulhatnak.

Az elektrikus sokk hatásai változhatnak attól függően, hogy az áram váltakozó áram (VA) vagy egyirányú áram (EA). A gyakori frekvenciájú VA (25-60 ciklus másodpercenként, vagy herczen) általában veszélyesebb, mint ugyanolyan effektív értékű EA.

A magas frekvenciájú elektromos berendezések egyre nagyobb elterjedtsége miatt a magas frekvenciájú áramok áthaladása a testen keresztül további kockázatokat jelent. Körülbelül 100 hertz frekvenciánál a tipikus elektrikus sokk érzése elkezd csökkeneni, de a súlyos belső égési kockázat növekszik, ami hasonlóan veszélyes. Fontos megjegyezni, hogy a halálos kimenetel okát az áram, és nem csak a feszültség jelenti.

Egy 50 voltos váltakozó feszültség képes 50 mA-es veszélyes áramot generálni. Ugyanakkor, néhány ember túlélt sokkal magasabb feszültségeket, különböző mérsékölő tényezők miatt. Például a száraz bőr, a tiszta ruha és a csizma viselése jelentősen növelheti a kapcsolati ellenállást, ezzel csökkentve a veszélyes áramfolytatás kockázatát a testen keresztül.