Efekti električne struje na ljudsko telo

Kada električni tok prolazi kroz ljudsko telo, nervni sistem pretrpi električni šok. Intenzitet ovog šoka uglavnom zavisi od tri ključna faktora: veličine toka, putanje kojom tok prođe kroz telo i trajanja kontakta. U najtežim slučajevima, šok može narušiti normalnu funkciju srca i pluća, što može dovesti do gubitka svijesti ili čak i smrti.

Općenito se prihvaća da strujni tokovi ispod 5 miliampera (mA) predstavljaju minimalno riziko. Međutim, tokovi u opsegu 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 oma do 50.000 oma. Na primjer, ako se pretpostavi da je otpor ljudskog tijela 20.000 oma, kontakt s napajanjem od 230 volti može biti opasan. Koristeći Ohmov zakon (I = V/R), rezultirajući tok bi bio 230 / 20.000 = 11,5 mA, što je unutar opasnog raspona.

Tok izbijanja računa se pomoću formule I = E / R, gdje E predstavlja naponsku razliku, a R otpor tijela. Otpor suhog tijela obično varira od 70.000 do 100.000 oma po kvadratnom centimetru. Međutim, kada je ljudsko tijelo vlažno, ovaj otpor drastično pada, padajući na 700 do 1.000 oma po kvadratnom centimetru. To je zato što, iako je prirodni otpor kože relativno visok, spoljna vlaga značajno smanjuje ukupni otpor.

Da bi se ilustrovao uticaj vlažnog tijela, posmatra se da 100-voltov napajanje predstavlja isto riziko za vlažno tijelo kao 1.000-voltov napajanje za suho tijelo.

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

Nastavak 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 nivou toka od oko 1 miliampera (mA). Na toj intenziteti, pojedinac će doživjeti blagi žudilj ili stimulativno osećanje prilikom kontakta sa električnim poljem.

• Tok otpuštanja: Maksimalni tok kod koga osoba može još uvijek pustiti vodilac koristeći mišiće direktno utjecane tokom, poznat je kao "tok otpuštanja". Za muškarce, to je obično 9 mA, dok je za žene 6 mA.

• Gubitak kontrole nad mišićima: Kada tok premaši tok otpuštanja, u rasponu od 20 mA do 100 mA, osoba gubi sposobnost kontrolisanja svojih mišića. Tokovi unutar ovog raspona su ekstremno teški za izdržavanje i mogu uzrokovati fizičku povredu, iako srčana i disanja funkcija obično ostaju relativno stabilna.

• Smetalni tokovi: Tokovi veći od 100 mA mogu biti smrtni. Na tom nivou, rad srca prestaje, a puls nestaje. Bez sposobnosti srca da cirkulira kiseonikom nasitena krv, stanice mozga brzo umiru zbog nedostatka kiseonika. Takođe, na vrlo visokim tokovima, počevši od oko 6 ampera i više, postoji značajan rizik od paralize disanja i teških opekina.

Efekti električnog šoka mogu varirati u zavisnosti od toga da li je tok izmjenični (AC) ili jednosmjerni (DC). Izmjenični tok na uobičajenim frekvencijama (25 - 60 ciklusa u sekundi, ili herc) obično je opasniji od DC iste efektivne vrijednosti.

Sa porastom rasprostranjenosti opreme visoke frekvencije, prolaz visokofrekventnih tokova kroz tijelo donosi dodatna rizika. Na frekvencijama oko 100 herc, tipično osećanje električnog šoka počinje da slabi, ali potencijal za teške interne opekine raste, čime takvi tokovi postaju jednako opasni. Važno je zapamtiti da je to tok, a ne samo napon, ono što konačno uzrokuje smrt.

Izmjenični napon od 50 volta ima potencijal generirati opasan tok od 50 mA. Međutim, neki pojedinci su preživeli izlaganje mnogo većim naponima 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.