Učinki električnega toka na človekovo teleso

Ko električni tok prehaja skozi človeško teleso, izkuša živčni sistem električni šok. Ševedno težavnost tega šoka predvsem odvisna je od treh ključnih dejavnikov: velikosti toka, poti, po kateri tok teče skozi telo, in trajanja stika. V najtežjih primerih šok moti normalno delovanje srca in pljuč, kar lahko vodi v bezzvestnost ali celo smrt.

Splošno se priznava, da tokovi pod 5 miliampirji (mA) predstavljajo minimalno tveganje. Tokovi med 10 in 20 mA pa so smotrni, saj lahko povzročijo, da žrtev izgubi mišični nadzor. Električni upornost človeškega telesa, merjena med dvema rokama ali med nogama, običajno znaša med 500 ohmi in 50.000 ohmi. Na primer, če privzemamo, da je upornost človeškega telesa 20.000 ohmov, stik s 230-voltovim električnim napajanjem lahko postane nevaren. Z uporabo Ohmova zakona (I = V/R) bi rezultirajoči tok znašal 230 / 20.000 = 11,5 mA, kar je dobro znotraj nevarnega obsega.

Tok uteka se izračuna z enačbo I = E / R, kjer E predstavlja napetost napajanja in R označuje upornost telesa. Upornost suhega telesa običajno znaša med 70.000 in 100.000 ohmi na kvadratni centimeter. Ko je človeško telo mokro, ta upornost drastično pada, padne na med 700 in 1.000 ohmi na kvadratni centimeter. To je zato, ker čeprav je kožna upornost sama po sebi relativno visoka, zunanjih vlaga znatno zmanjša celotno upornost.

Da bi ilustrirali učinek mokrega telesa, upoštevajmo, da 100-voltov napajanje predstavlja enako tveganje za mokro telo, kot 1.000-voltov napajanje za suho.

Učinki toka, ki teče od roke do roke in od noge do noge

Naslednje opisuje učinke električnega toka, ki teče skozi telo od roke do roke ali od noge do noge:

• Prag odkritja: Občutek električnega šoka se običajno zazna pri nivoju toka okoli 1 miliampira (mA). Pri tej intenzitvi bo posamec ob stiku z električnim poljem doživel blago pletevilo ali stimulativno občutek.

• Tok odpovedi: Maksimalni tok, pri katerem lahko oseba še vedno spusti vodil z mišicami, neposredno vplivanimi z tokom, se imenuje "tok odpovedi". Za moške se običajno smatra, da je to 9 mA, medtem ko je za ženske 6 mA.

• Izguba nadzora nad mišicami: Ko preseže tok tok odpovedi, med 20 mA in 100 mA, oseba izgubi sposobnost kontrole nad svojimi mišicami. Tokovi v tem obsegu so izredno težki za prenašanje in lahko povzročijo fizično poškodbo, čeprav funkcijsko srca in diha običajno ostanejo relativno stabilni.

• Smrtni tokovi: Tokovi, ki presegajo 100 mA, lahko postanejo smrtni. Pri tem nivoju ustavi srčni poskok in zmize pulz. Brez sposobnosti srca cirkulirati kisikasto kri, možganske celice hitro umirajo zaradi pomanjkanja kisika. Poleg tega, pri zelo visokih tokovih, začenši z okoli 6 amperi in višje, obstaja značilen tveganje za dihalni paralizo in težke popege.

Učinki električnega šoka se lahko razlikujejo glede na to, ali gre za izmenični tok (AC) ali enosmeren tok (DC). AC pri pogostih frekvencah (25 - 60 ciklov na sekundo, ali hercev) je običajno bolj nevaren kot DC iste efektivne vrednosti (RMS).

S povečano pogostostjo visoko-frekvenčne električne opreme, prehod visoko-frekvenčnih tokov skozi telo predstavlja dodatna tveganja. Pri frekvencah okoli 100 hercev tipično občutek električnega šoka začne slabit, a tveganje za težke notranje popege raste, kar te tokove enako nevarnimi. Pomembno je zapomniti, da je to tok, in ne samo napetost, ki končno povzroči smrt.

Izmenična napetost 50 voltov ima potencial, da generira nevarni 50-mA tok. Vendar so nekateri ljudje preživeli izpostavljenost mnogo višjim napetostim zaradi različnih zmanjševalnih dejavnikov. Na primer, suha koža, čista oblačila in nošenje čevljev lahko znatno povečajo uporno stik, s tem zmanjšajo tveganje za nevarni tok skozi telo.