Effecten van elektrische stroom op het menselijk lichaam

Wanneer een elektrische stroom door het menselijk lichaam gaat, ondergaat het zenuwstelsel een elektrische schok. De ernst van deze schok hangt voornamelijk af van drie belangrijke factoren: de grootte van de stroom, het pad dat de stroom door het lichaam volgt, en de duur van het contact. In de meest ernstige gevallen verstoort de schok de normale werking van het hart en de longen, wat kan leiden tot bewusteloosheid of zelfs de dood.

Het wordt algemeen aanvaard dat stromen onder de 5 milliampère (mA) weinig risico met zich meebrengen. Echter, stromen tussen de 10 en 20 mA worden als gevaarlijk beschouwd, omdat ze de slachtoffers kunnen doen verliezen in spiercontrole. De elektrische weerstand van het menselijk lichaam, gemeten tussen twee handen of tussen de benen, varieert meestal van 500 ohm tot 50.000 ohm. Bijvoorbeeld, als de weerstand van het menselijk lichaam 20.000 ohm wordt aangenomen, kan contact met een elektrische spanning van 230 volt gevaarlijk zijn. Met behulp van Ohm's Wet (I = V/R), zou de resulterende stroom 230 / 20.000 = 11,5 mA zijn, wat binnen het gevaarlijke bereik valt.

De lekstroom wordt berekend met de formule I = E / R, waarbij E staat voor de voedingsspanning en R voor de lichaamsweerstand. De weerstand van een droog lichaam varieert meestal van 70.000 tot 100.000 ohm per vierkante centimeter. Wanneer het menselijk lichaam echter nat is, daalt deze weerstand drastisch tot tussen 700 en 1.000 ohm per vierkante centimeter. Dit komt doordat hoewel de inherente huidweerstand relatief hoog is, externe vochtigheid de totale weerstand aanzienlijk vermindert.

Om de impact van een nat lichaam te illustreren, overweeg dat een elektrische voeding van 100 volt even gevaarlijk is voor een nat lichaam als een voeding van 1.000 volt voor een droog lichaam.

Effecten van stroom die van hand naar hand en voet naar voet loopt

Het volgende beschrijft de effecten van elektrische stroom die door het lichaam loopt van hand naar hand of voet naar voet:

• Perceptiedrempel: Het gevoel van een elektrische schok kan meestal worden gedetecteerd bij een stroomsterkte van ongeveer 1 milliampère (mA). Bij deze intensiteit zal een individu een licht tintelend of prikkelend gevoel ervaren bij contact met een elektrisch veld.

• Loslatingsstroom: De maximale stroom waarmee een persoon nog steeds een geleider kan loslaten met de spieren die direct door de stroom worden beïnvloed, staat bekend als de "Loslatingsstroom". Voor mannen wordt dit in het algemeen 9 mA beschouwd, terwijl het voor vrouwen 6 mA is.

• Verlies van spiercontrole: Wanneer de stroom de Loslatingsstroom overschrijdt, variërend van 20 mA tot 100 mA, verliest een persoon de mogelijkheid om zijn spieren te controleren. Stromen binnen dit bereik zijn uiterst moeilijk te verdragen en kunnen fysiek letsel veroorzaken, hoewel de hart- en ademhalingsfuncties meestal relatief stabiel blijven.

• Dodelijke stromen: Stromen die 100 mA overstijgen, kunnen dodelijk zijn. Op dit niveau houdt de pompactie van het hart op en verdwijnt de pols. Zonder de mogelijkheid van het hart om zuurstofrijk bloed te circuleren, beginnen hersencellen snel te sterven door zuurstoftekort. Bovendien bestaat er bij zeer hoge stromen, vanaf ongeveer 6 ampères, een aanzienlijk risico op ademhalingsverlamming en ernstige brandwonden.

De effecten van een elektrische schok kunnen variëren afhankelijk van of de stroom wisselstroom (AC) of gelijkstroom (DC) is. AC bij gebruikelijke frequenties (25 - 60 cycli per seconde, of hertz) is in het algemeen gevaarlijker dan DC van dezelfde effectieve waarde (RMS).

Met de toenemende prevalentie van toestellen met hoge frequentie brengt de doorstroming van hoge-frequentiestromen door het lichaam extra risico's met zich mee. Bij frequenties rond de 100 hertz begint het typische gevoel van een elektrische schok te verminderen, maar neemt het risico op ernstige interne brandwonden toe, waardoor dergelijke stromen even gevaarlijk zijn. Het is belangrijk te onthouden dat het de stroom, en niet alleen de spanning, is die uiteindelijk fataal is.

Een wisselspanning van 50 volt heeft het potentieel om een gevaarlijke stroom van 50 mA te genereren. Echter, sommige mensen hebben hogere spanningen overleefd vanwege verschillende verzachtende factoren. Bijvoorbeeld, droge huid, schone kleding en het dragen van laarzen kunnen de contactweerstand aanzienlijk verhogen, waardoor het risico van gevaarlijke stroom door het lichaam afneemt.