電流が人体に及ぼす影響

電流が人間の体を通過すると、神経系は感電します。このショックの深刻さは主に3つの主要な要素に依存します：電流の大きさ、体を通過する電流の経路、および接触時間です。最も深刻な場合、ショックは心臓と肺の正常な機能を妨げ、失神や死亡につながる可能性があります。

一般的には、5ミリアンペア（mA）以下の電流はほとんどリスクがないと考えられています。しかし、10〜20 mAの電流は危険とされ、被害者が筋肉の制御を失うことがあります。人間の体の電気抵抗は、両手間または両足間で測定すると通常500オームから50,000オームの範囲です。例えば、人間の体の抵抗が20,000オームであると仮定した場合、230ボルトの電源に触れるのは危険です。オームの法則（I = V/R）を使用して計算すると、結果の電流は230 / 20,000 = 11.5 mAとなり、危険な範囲内となります。

漏れ電流は、I = E / Rという式を使って計算されます。ここでEは供給電圧、Rは体の抵抗を表します。乾いた体の抵抗は通常、平方センチメートルあたり70,000〜100,000オームの範囲です。しかし、人間の体が濡れている場合、この抵抗は大幅に減少し、平方センチメートルあたり700〜1,000オームになります。これは皮膚の固有の抵抗が比較的高いものの、外部からの水分により全体的な抵抗が大幅に低下するためです。

濡れた体の場合の影響を示すために、100ボルトの電源が濡れた体に対する危険性は、1,000ボルトの電源が乾いた体に対する危険性と同じ程度であることを考慮してください。

手から手へ、足から足への電流の影響

以下は、体を通過する電流が手から手へまたは足から足へ流れる際の影響について説明します：

• 感知閾値: 感電の感覚は通常、約1ミリアンペア（mA）の電流レベルで検出できます。この強度では、個々人が電場に触れると軽いしびれや刺激を感じます。

• 放離電流: 電流によって直接影響を受ける筋肉を使って導体を放すことができる最大の電流は「放離電流」と呼ばれています。男性の場合、これは通常9mAであり、女性の場合6mAです。

• 筋肉制御の喪失: 電流が放離電流を超えて20mAから100mAの範囲になると、人は筋肉の制御能力を失います。この範囲の電流は非常に耐え難く、物理的な危害を引き起こす可能性がありますが、心臓と呼吸機能は通常比較的安定しています。

• 致命的な電流: 100mAを超える電流は致命的です。このレベルでは、心臓の拍動が停止し、脈が消失します。心臓が酸素を含んだ血液を循環させることができないため、脳細胞は急速に酸欠により死滅します。さらに、約6アンペア以上の非常に高い電流では、呼吸麻痺と重度の火傷の大きなリスクがあります。

感電の影響は、電流が交流（AC）か直流（DC）かによって異なります。一般的な周波数（25〜60サイクル/秒またはヘルツ）の交流は、同じ実効値（RMS）の直流よりも一般的に危険です。

高周波数の電気機器の普及に伴い、体を通過する高周波数の電流も追加のリスクをもたらします。周波数が約100ヘルツになると、典型的な感電の感覚は減少しますが、重篤な内部火傷のリスクが増大し、そのような電流も同様に危険です。最終的には、電圧だけでなく電流が致命的な原因となることを覚えておくことが重要です。

50ボルトの交流電圧は、危険な50mAの電流を生成する可能性があります。ただし、様々な緩和要因により、より高い電圧にさらされたにもかかわらず生存した人々もいます。例えば、乾燥した肌、清潔な衣服、ブーツの着用は接触抵抗を大幅に増加させ、危険な電流が体を通過するリスクを減らします。