Moderní život je velmi úzce spjat s elektřinou. Postupně se arzenál domácích elektrospotřebičů stále více rozrůstá. Někteří lidé se rozhodnou instalovat zařízení sami, provádět elektrické rozvody nebo opravovat elektrická zařízení.
To vše obnáší úzký kontakt mezi člověkem a proudem. Neznalost základních pravidel elektrické bezpečnosti může mít za následek zranění nebo dokonce smrt. Dále zjistíme, jaký je pro člověka osudný proud, co je proud, jaká zranění může způsobit a některé další otázky.
Jaké je nebezpečí úrazu elektrickým proudem
Někdy je důležité vědět špatně jak velký proud může zabít člověka, ale reakce člověka a vnějšího prostředí. U člověka zpravidla dochází k úrazu elektrickým proudem neočekávaně. Z tohoto důvodu může člověk dělat nedobrovolné pohyby a vyrážky.
Například když člověk stojí na žebříku a dostane elektrický šok, může ztratit rovnováhu a spadnout z výšky a vážně se zranit. Není náhodou, že bezpečnostní předpisy obsahují mnoho pravidel, jak správně pracovat s elektrospotřebiči.
Smrtelná síla proudu pro člověka je určena délkou expozice, čím delší je doba trvání, tím více zranění je tělu způsobeno.
Být pod vlivem proudu může člověk pociťovat bolest, která může vést k šoku. Chronická onemocnění se mohou zhoršit nebo se mohou objevit nové. Závažnější zranění mohou vést k dočasné, dlouhodobé nebo trvalé invaliditě.
Působení proudu je také nebezpečné, protože ovlivňuje práci srdce a plic, v těžkých případech zcela zastaví jejich práci. Jaká síla proudu je pro člověka smrtelná, je určena cestami průchodu elektrického proudu.
Nebezpečné cesty pro průchod elektrického proudu tělem
Pokud vezmeme v úvahu statistiky, pak asi 40% proudu zasáhne člověka rukama. V tomto případě prochází srdcem 3,3 % celkového proudu. V tomto případě se smrtelný proud pro člověka zvyšuje a zvyšuje jeho šanci na přežití.
Na druhém místě je porazit pravou rukou v jedné nebo obou nohách. Vzhledem k tomu, že většina lidí jsou praváci, je toto číslo 20 %.
Procento proudu procházející srdcem se více než zdvojnásobuje a dosahuje 6,7 %. Hodnota smrtelného proudu pro člověka prudce klesá, čímž se zvyšuje šance na těžké zranění nebo smrt.
Leváci nebo lidé, kteří se dotkli obvodu pod napětím levou rukou, dostávají 17 %. V tomto případě 3,7 % projde srdcem, což zvyšuje jejich šanci na úspěšný výsledek.
Nejbezpečnější cesta je přes nohy. Srdce dostane pouze 0,4 % celkového průtoku. Ale taková léze je poměrně vzácná, je jí postiženo pouze 6 % z celkového počtu všech obětí.
Nejtěžší případ je cesta proudu hlavou. Pokud je řetěz připojen přes hlavu a nohy, pak přes srdeční sval projde 6,8 % celkového proudu. Naštěstí je takových případů jen 5 %. Pokud se však okruh skládá z hlavy a rukou, pak maximální průtok 7 % připadá na srdce. Byla zaznamenána 4 % takových případů.
Druhy úrazů elektrickým proudem
Všechna zranění způsobená elektrickým proudem lze rozdělit do čtyř typů:
- tepelný;
- elektrolytické;
- mechanické;
- biologický.
Tepelný dopad. Lidské tělo se skládá přibližně z 80 % z vody, ve které jsou rozpuštěny soli a minerály nebo suspendovány jiné prvky. To dělá z vody elektrolyt, který docela dobře vede elektřinu, a ta zase funguje, tedy zahřívá celé tělo. K tomu dochází při nízkých proudech a dlouhodobé expozici. Při vysokých proudech dochází k vyhoření tkáně v dráze elektřiny.
Elektrolytickým se rozumí rozpad tekutiny (krev, lymfa), kvůli kterému již nemůže plnit své funkce.
Mezi mechanické patří: prasknutí cév v důsledku tlaku páry, zlomení šlach a zlomeniny kostí v důsledku svalové kontrakce.
Biologické poruchy jsou poruchy krevního oběhu, dýchání a dalších orgánů. Abychom pochopili, kolik proudu je pro člověka fatální, je třeba vzít v úvahu odpor lidského těla.
Lidský odpor a na čem závisí
Odolnost lidského těla je čistě individuální a mezi jednotlivci se může velmi lišit. Skládá se z odporu epidermis – vnějšího krytu a vnitřních orgánů.
Pro zobrazení tabulek a diagramů je tato hodnota podmíněně brána jako 1 000 Ohm nebo 1 kOhm. Toto pravidlo však platí pro přímý tělesný kontakt.
Pokud proud prochází nohama, je odpor součtem odporu těla, oblečení, obuvi a povrchu, na kterém člověk stojí. Pokud tedy v prvním případě má smrtelný proud pro člověka jeden význam, pak ve druhém to bude úplně jiné.
Také na lidský odpor ovlivněna mnoha dalšími faktory. Například zdraví silní lidé mají větší odpor než nemocní a slabí lidé.
Zpocené tělo snižuje odpor, totéž se děje, pokud je člověk vzrušený nebo v depresi. Proto je velmi obtížné určit, jaký proud bude za určitých podmínek procházet. Přesto je teoreticky určeno, jaký bude pro člověka smrtelný proud v ampérech.
Jaká hodnota proudu je pro člověka považována za fatální
Proud 1 A je velmi velká hodnota, takže za účelem určit smrtelný proud pro lidi, použijte menší hodnotu – miliampéry, mA. 1 A obsahuje 1 000 mA.
Je třeba objasnit, že smrtící proud se stává nejen účinkem na orgány, ale také neschopností člověka samostatně se osvobodit od působení elektřiny.
Takže se střídavým proudem 10-15 mA už člověk nemůže sám uvolnit prsty a je stále pod vlivem proudu a je vystaven smrtelnému ohrožení. Pro stejnosměrný proud je tato hodnota 50-80 mA.
V tomto případě jsou zaznamenány čtyři důsledky dopadu proudu:
- bez ztráty vědomí;
- se ztrátou vědomí;
- klinická smrt;
- biologická smrt.
Při vědomí může člověk stále uvažovat a volat o pomoc, což zvyšuje jeho šanci na přežití a utrpí nejmenší škody.
Když ztratíte vědomí, vaše riziko úmrtí se dramaticky zvýší. Proudy vyšší než 80–100 mA AC a 300 mA DC napětí způsobit srdeční fibrilaci a/nebo zastavení funkce plic. V tomto případě nastává klinická smrt, trvající 5-7 minut.
| Elektrický proud větší než 100 miliampérů je považován za smrtící. Tento proud způsobuje zástavu dechu a srdeční fibrilaci. |
Pokud je během této doby možné poskytnout člověku první pomoc, může přežít. Biologická smrt začíná smrtí mozkových buněk, po které již nelze člověka přivést zpět k životu.
Doba toku proudu
Čím rychleji se člověk osvobodí od účinků elektřiny, tím více proudu vydrží. Níže uvedená tabulka ukazuje, jak trvání expozice ovlivňuje maximální přípustný střídavý proud.
Při nízkých proudech řádově 1,1 mA s frekvencí 50 Hz a 6 mA konstantní hodnoty začíná člověk pociťovat průchod elektřiny.
V případě střídavého napětí to bude doprovázeno mírným svěděním a brněním a stejnosměrný proud dává pocit zahřívání v místě kontaktu se zdrojem proudu.
Pokud střídavý proud do 5 A způsobí fibrilaci – chaotické stažení srdečních svalů, pak více než 5 A okamžitě nastává zástava srdce. Ale i v tomto případě je možné zachránit osobu, pokud působení proudu nebylo delší než 1–2 sekundy.
Proč je střídavý proud nebezpečnější než stejnosměrný?
Nejnebezpečnější je proud frekvence 20-1 000 Hz. Je přibližně třikrát nebezpečnější než stejnosměrné napětí. S dalším zvyšováním frekvence však nebezpečí střídavého napětí klesá.
Pokud frekvence překročí 500 kHz, nejsou již fatální, ale to neznamená, že jimi člověk nemůže trpět vůbec. Zůstává tepelné poškození jak průchodem proudu, tak elektrickým obloukem.
Zbývá shrnout. Na následky úrazu elektrickým proudem má vliv: napětí, jeho druh, síla proudu, Frekvence střídavého napětí a lidský odpor.
Zvláště důležité jsou: v jakém stavu se člověk nachází, jeho rysy, jak proud prochází a jak dlouho působí. Nezapomeňte na prostředí, vlhkost a vysoká teplota přispívají k porážce.
Od školky nás učí: v elektrické zásuvce je proud vysokého napětí a když tam strčíme prst nebo něco železného, riskujeme, že navždy opustíme tento svět.
Proto si moderní člověk vypěstuje silné přesvědčení, že čím vyšší napětí elektrického proudu, tím je pro člověka nebezpečnější. Na jednu stranu je to pravda, ale na druhou ne, protože je potřeba brát v úvahu nejen napětí, ale i sílu proudu.
Elektrický proud protékající libovolnými vodiči nebo médiem je charakterizován dvěma hlavními charakteristikami: napětím (potenciální rozdíl) a proudovou silou. Je třeba poznamenat, že proud má mnohem více parametrů, ale právě jeho síla a napětí mají velký praktický význam, proto se o nich mluví nejčastěji.
Aktuální je částka poplatku (nebo úměrný počet elektronů), které prošly průřezem vodiče za určitý čas. jak je známo, proud se měří v ampérech – tato jednotka měření je pojmenována po francouzském vědci Andre-Marie Ampère, který na počátku XNUMX. století studoval elektrické jevy.
Napětí je elektrický rozdíl potenciálycož způsobuje pohyb elektronů podél vodiče. Obecně je definice pojmu „napětí“ mnohem složitější, ale v obecném případě napětí ukazuje, jakou práci může elektrické pole vykonat při přenosu elektrického náboje. Tato jednotka je pojmenována po italském vědci Alessandru Voltovi, který vlastně položil základ vědy o elektřině na přelomu XNUMX.-XNUMX.
Tyto dvě veličiny jsou síla a napětí proudu – vzájemně propojenya v každém zdroji proudu nebo vodiči je proud i napětí. Těsné spojení mezi nimi na počátku XNUMX. století navázal německý fyzik Georg Ohm – dnes je nám znám jako Ohmův zákon. Zákon říká, že proud je přímo úměrný napětí a nepřímo úměrný odporu vodiče.
Právě kvůli Ohmovu zákonu nelze říci, že s rostoucím napětím se elektrický proud stává pro člověka nebezpečnějším. Ano, je tomu tak často, ale ne vždy – setkáváme se s případy, kdy ani napětí 10 000 voltů neškodí, o čemž bude řeč později.
Zajímavé je, že v zásuvce, ke které není nic připojeno, není žádný proud – je tam pouze napětí. To přirozeně vyplývá z Ohmova zákona – dokud nejsou spojeny dva vodiče, je mezi nimi nekonečně velký odpor, což znamená nekonečně malý proud. Ale proud poteče, jakmile budou vodiče spojeny navzájem nebo přes elektrické zařízení. A čím nižší je odpor, tím větší bude proud a napětí zůstane nezměněno.
Odpor lidského těla se může lišit od 200-300 do 15 000-20 000 nebo více ohmů (vše závisí na vlhkosti, okolní teplotě, dokonce i na emočním stavu), proto při kontaktu s proudem 220 voltů může proud běžet přes různé části těla od tisícin po desetiny ampéru.
Bylo zjištěno, že člověk začíná pociťovat náraz proudu o síle 0,001 ampéru, proudy 0,01-0,05 ampéru jsou již nebezpečné a proud nad 0,05 ampéru může vést ke smrti. Pokud jde o napětí, hodnoty od 40 voltů jsou nebezpečné. Za určitých podmínek se však i 10-15 voltů může stát osudnými, proto např. v laboratořích nebo učebnách použijte 12 voltů.
Jak bylo uvedeno výše, někdy je vysoké napětí pro člověka zcela bezpečné. Je snadné odhadnout, že k tomu může dojít při velmi nízkých proudech a vysokých odporech. Například známé piezokrystaly (používané v zapalovačích nebo v zapalovacích zařízeních v plynových vařičích) dokážou vytvořit napětí v řádu desítek tisíc voltů, ale jejich účinek na člověka se redukuje pouze na krátkodobou injekci. Jde o to, že jiskrou protéká proud o velikosti miliontin ampéru při vysokém napětí, a to je způsobeno krátkým trváním procesu – jiskra „žije“ několik zlomků sekundy.
Shrneme-li to, můžeme říci, že není vždy správné tvrdit, že s rostoucím napětím se proud stává pro člověka nebezpečnějším. Za určitých podmínek se napětí 10-15 voltů může stát nebezpečným; a naopak proudy 10 000 voltů nemusejí absolutně uškodit, protože vždy je třeba zvážit nejen napětí, ale i sílu elektrického proudu.
