САРАНСК 2008
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА
Цель работы: Исследовать параметры сопротивления тела человека, определяющего величину тока, протекающего через него в электрической цепи.
Общие положения:
Статистика электротравматизма показывает, что смертность в результате поражения электрическим током составляет около 16% от общего числа летальных исходов. Причем погибших от напряжения до 1000в примерно в 3 раза больше, чем от напряжения выше 1000в. Из общего количества смертельных поражений 2,5% приходится на электроустановки напряжением до 90в.
Проходя через организм человека, электрический ток оказывает на него термическое, химическое и биологическое воздействие. Термическое действие проявляется в ожогах наружных и внутренних участках тела, химическое - в электролизе жидкости тела, биологическое - в раздражении и возбуждении живых тканей организма, нарушении биологических процессов, сокращении мышц, в том числе сердца и легких, при этом нарушаются или полностью прекращаются кровообращение и работа органов дыхания.
В результате воздействия электрического тока возникают два вида поражения: электрические травмы и электрические удары.
Электрические травмы - это четко выраженные местные повреждения тканей организма. Различают следующие электрические травмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи и ме-ханические повреждения.
Электрические ожоги возникают или непосредственно от прохождения электрического тока в результате выделяющегося тепла на различных участках тела или от воздействия электрической дуги и сильных нагретых частей электроустановки.
Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергшегося действию тока.
Металлизация кожи - это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием элект-рической дуги.
Механические повреждения - следствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц от действий электрического тока, про-ходящего через тело человека. В результате могут произойти вывихи суставов, разрывы кожи, связок, кровеносных сосудов и нервных тканей и даже переломы костей.
Электрические удары - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него током, сопровождающееся непроизвольным сок-ращением мышц. В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары могут быть условно разделены на три степени:
1 - судорожное сокращение мышц без потери сознания;
2 - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сох-ранившимися дыханием и работой сердца;
3 - потеря сознания, нарушение сердечной деятельности или дыхания или то и другое.
Исход поражения электрическим током человека зависит от рода, частоты тока, приложенного напряжения и величины длительности воздействия, путей прохождения в тело человека, а также от индивидуальных свойств человека, то есть сопротивления тела человека.
Тело человека - проводник электрического тока. Разные участки тела оказывают неодинаковое сопротивление: кожа, кости, жировая ткань - большее, мышечная ткань, спинной и головной мозг - меньшее. Удельное объемное сопротивление отдельных участков тела показано в таблице:
| Участки тела | Удельное сопротивление Ом х м |
Сухая чистая кожа 3 х 103 - 2 х 106
Костная ткань 104 - 2 х 106
Жировая ткань 30-60
Кровь 1-2
Спинномозговая жидкость 0,5 - 0,6
Из таблицы видно, что кожа обладает наибольшим удельным соп-ротивлением и в основном определяет электрическое сопротивление всего тела человека.
Кожа состоит из двух слоев: наружного - эпидермиса, и внутреннего - собственно кожи (дермы). Эпидермис в свою очередь имеет роговой и ростковой слои. Роговой слой состоит из многих рядов ороговевших клеток, здесь нет кровеносных сосудов и нервов. Его толщина на различных участках тела составляет 0,05 - 0,2 мм. В сухом, чистом состоянии роговой слой можно рассматривать как диэлектрик, его удельное сопротивление достигает 105 - 106 ом х м. Электрическое сопротивление росткового слоя и дермы относительно не велико.
Величина электрического сопротивления тела человека зависит от следующих факторов:
· состояния кожи. Повреждения рогового слоя (порезы, царапины, ссадины), увлажнение кожи водой или потом, загрязнение кожи грязью или токопроводящей пылью могут снизить полное сопротивление тела человека;
· места приложения электродов и их площади, поскольку на разных участках тела сопротивление кожи неодинаковое и зависит от толщины верхнего слоя;
· величины тока и длительности его прохождения через тело человека. С увеличением тока и времени его прохождения сопротивление падает, т.к. при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению ее сосудов, усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения;
· величины напряжения, приложенного к телу человека. С ростом напряжения электрическое сопротивление тела человека снижается за счет соответствующего увеличения тока и теплового электрического пробоя верхнего слоя кожи, наступающего при напряжении 50 - 200 в;
· частоты электрического тока. С увеличением частоты полное сопротивление тела человека уменьшается.