ผลกระทบของกระแสไฟฟ้าต่อร่างกายมนุษย์

เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านร่างกายมนุษย์ระบบประสาทจะได้รับความช็อกไฟฟ้า ความรุนแรงของความช็อกนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับปัจจัยสำคัญสามประการคือขนาดของกระแสไฟฟ้าเส้นทางที่กระแสไฟฟ้าผ่านในร่างกายและระยะเวลาในการสัมผัส ในกรณีที่รุนแรงที่สุดความช็อกสามารถทำให้การทำงานปกติของหัวใจและปอดหยุดชะงักอาจนำไปสู่การสลบหรือแม้กระทั่งเสียชีวิต

โดยทั่วไปแล้วกระแสไฟฟ้าที่ต่ำกว่า 5 มิลลิแอมแปร์ (mA) มีความเสี่ยงน้อย แต่กระแสไฟฟ้าระหว่าง 10 ถึง 20 mA ถือว่าเป็นอันตรายเนื่องจากสามารถทำให้เหยื่อสูญเสียการควบคุมกล้ามเนื้อ การต้านทานไฟฟ้าของร่างกายมนุษย์เมื่อวัดระหว่างสองมือหรือระหว่างขาโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 500 โอห์มถึง 50,000 โอห์ม ตัวอย่างเช่นหากต้านทานของร่างกายมนุษย์ถูกกำหนดไว้ที่ 20,000 โอห์มการสัมผัสกับแหล่งจ่ายไฟฟ้า 230 โวลต์สามารถเป็นอันตรายได้ โดยใช้กฎของโอห์ม (I = V/R) กระแสที่เกิดขึ้นจะเท่ากับ 230 / 20,000 = 11.5 mA ซึ่งอยู่ภายในช่วงที่เป็นอันตราย

กระแสรั่วไหลคำนวณโดยใช้สูตร I = E / R โดยที่ E แทนแรงดันไฟฟ้าและ R แทนต้านทานของร่างกาย ต้านทานของร่างกายที่แห้งโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 70,000 ถึง 100,000 โอห์มต่อตารางเซนติเมตร อย่างไรก็ตามเมื่อร่างกายเปียกต้านทานนี้จะลดลงอย่างมากเหลือระหว่าง 700 ถึง 1,000 โอห์มต่อตารางเซนติเมตร เนื่องจากแม้ว่าผิวหนังจะมีต้านทานธรรมชาติสูงแต่ความชื้นภายนอกสามารถลดต้านทานรวมได้อย่างมาก

เพื่ออธิบายผลกระทบของร่างกายที่เปียก สามารถพิจารณาได้ว่าแหล่งจ่ายไฟฟ้า 100 โวลต์มีความอันตรายเท่ากับแหล่งจ่ายไฟฟ้า 1,000 โวลต์สำหรับร่างกายที่แห้ง

ผลกระทบของกระแสไฟฟ้าที่ผ่านจากมือถึงมือและเท้าถึงเท้า

ต่อไปนี้เป็นการบรรยายถึงผลกระทบที่เกิดจากการที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกายจากมือถึงมือหรือเท้าถึงเท้า:

• ระดับการรับรู้: การรับรู้ความรู้สึกของการช็อกไฟฟ้าสามารถตรวจพบได้ที่ระดับกระแสประมาณ 1 มิลลิแอมแปร์ (mA) ที่ระดับนี้บุคคลจะรู้สึกเหมือนมีการกระตุ้นหรือรู้สึกคันเมื่อสัมผัสกับสนามไฟฟ้า

• กระแสปล่อยมือ: กระแสสูงสุดที่บุคคลยังสามารถปล่อยตัวนำโดยใช้กล้ามเนื้อที่ได้รับผลกระทบโดยตรงจากกระแสเรียกว่า "กระแสปล่อยมือ" สำหรับผู้ชายทั่วไปถือว่าอยู่ที่ 9mA ส่วนผู้หญิงอยู่ที่ 6mA

• การสูญเสียการควบคุมกล้ามเนื้อ: เมื่อกระแสเกินกระแสปล่อยมือ ระหว่าง 20mA ถึง 100mA บุคคลจะสูญเสียความสามารถในการควบคุมกล้ามเนื้อ กระแสในช่วงนี้ยากที่จะทนทานและสามารถทำให้เกิดความเสียหายทางกายภาพได้ แม้ว่าการทำงานของหัวใจและระบบหายใจยังคงค่อนข้างมั่นคง

• กระแสที่เป็นอันตรายถึงชีวิต: กระแสที่เกิน 100mA อาจเป็นอันตรายถึงชีวิตที่ระดับนี้การทำงานของหัวใจหยุดชะงักและชีพจรหายไป ไม่มีความสามารถของหัวใจในการหมุนเวียนเลือดที่มีออกซิเจนเซลล์สมองจะเริ่มตายอย่างรวดเร็วเนื่องจากขาดออกซิเจน นอกจากนี้ที่กระแสสูงมากเริ่มต้นที่ประมาณ 6 แอมแปร์ขึ้นมีความเสี่ยงสูงของภาวะการหายใจล้มเหลวและบาดเจ็บจากการไหม้รุนแรง

ผลกระทบของการช็อกไฟฟ้าอาจแตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่ากระแสเป็นกระแสสลับ (AC) หรือกระแสตรง (DC) กระแสสลับที่ความถี่ทั่วไป (25 - 60 รอบต่อวินาที หรือเฮิรตซ์) มักจะอันตรายกว่ากระแสตรงที่มีค่า RMS เท่ากัน

ด้วยความแพร่หลายของอุปกรณ์ไฟฟ้าความถี่สูงเพิ่มขึ้นการผ่านของกระแสความถี่สูงผ่านร่างกายมีความเสี่ยงเพิ่มเติมที่ความถี่ประมาณ 100 เฮิรตซ์ความรู้สึกจากการช็อกไฟฟ้าเริ่มลดลง แต่โอกาสที่จะเกิดการไหม้ภายในรุนแรงเพิ่มขึ้นทำให้กระแสเหล่านี้มีความอันตรายเท่าเทียมกัน ควรจำไว้ว่าเป็นกระแสไม่ใช่แรงดันที่ทำให้เกิดความเสียหายถึงชีวิต

แรงดันสลับ 50 โวลต์มีศักยภาพในการสร้างกระแส 50mA ที่เป็นอันตราย อย่างไรก็ตามบางคนสามารถรอดชีวิตจากการสัมผัสกับแรงดันที่สูงกว่ามากเนื่องจากปัจจัยที่ลดความเสี่ยง เช่น ผิวหนังที่แห้งเสื้อผ้าที่สะอาดและการสวมรองเท้าบูทสามารถเพิ่มความต้านทานการสัมผัสได้มาก ทำให้ลดความเสี่ยงของการไหลของกระแสที่เป็นอันตรายผ่านร่างกาย