Ток и напряжение: отличительные качества
Электрическая энергия — это целый комплекс значений и показателей. При этом напряжение — это характеристика потенциальной энергии, которая максимально может достичь объекта. В то же время ток — это само воздействие на объект, которое возникает между точками схемы.
Рассмотрим на примере принцип существования электроэнергии. Известно, что любое вещество содержит в себе миллиарды атомов. Отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг ядра (положительно заряженного). Близкого взаимодействия частиц при этом не происходит. Но как только на них начинает свое взаимодействие электромагнитное поле, частицы вокруг ядра начнут движение. За счет этого образуется заряд определенной силы. Он связывает частицы. Его и принято называть током.
Характер тока и напряжения
Так как ток и напряжение — взаимосвязанные между собой понятия, то их объединение можно условно поделить на три группы по характеру:
- Постоянный. В данном случае нет зависимости есть нагрузка или нет нагрузки, ток и напряжение будут носить постоянный характер, не меняясь при контакте с чем-либо. Обычной такое электричество можно встретить в источниках, отличающихся неограниченной мощностью.
- Изменчивый от нагрузки. Данный ток является составляющей источников, у которых предусмотрена ограниченная мощность. Напряжение будет снижаться в случае замыкания электрической цепи.
- Временный. Если подключается нагрузка к источнику питания, то весь заряд полностью рассеиваться спустя небольшой промежуток времени. Такое обычно происходит с конденсаторами.
Очевидно, что электрический ток не имеет возможности протекать через цепи, если на ней не зафиксирована нагрузка.
Как воздействует ток и напряжение на человеческий организм
Чтобы понимать, чего все-таки следует бояться: электрического тока или напряжения, нужно знать, что и как воздействует на человека. Об этом ниже.
Из электротехники можно вспомнить, что тело человека является раствором солей и прочих органических веществ в воде. Получается, если ток начнет контакт с телом, то соответственно, тело получит удар. Так как электричество тоже «любит» воду.
Нельзя пользоваться электроприборами и одновременно водой Источник elektrik-a.su
Получается, если сила тока пройдет через весь организм, то с высокой вероятностью человек получит травмы различного характера:
- Термическое. Произойдет нагревание всех частей организма, через которые будет проходить электричество. В результате есть риск получить внешние и внутренние ожоги, не совместимые с жизнью.
- Электролитическое. Происходят химические реакции в крови и других жидкостях человеческого организма, что тоже способно вызвать мгновенный летальный исход. Такое вмешательство не дает организму нормально функционировать.
- Биологическое. В этом случае происходит раздражение нервных окончаний кожи и других органов, имеющих их.
- Механическое. Не менее опасно, чем другие. В результате такого воздействия происходят разрывы мягких тканей и внутренних органов. Возможны даже переломы костей в суставах и связок.
Электротравмы, которые получил человек можно разделить на три группы:
- общие. Вследствие них возникает полное поражение тела человека под воздействием электрического тока;
- местные. Остаются пораженными только те места, через которые проходил ток (обычно их фиксируют в виде разрывов или ожогов);
- ожоги глаз. Происходят при воздействии электрической дуги, возникшей вследствие ультрафиолетового излучения.
На заметку! Все перечисленные электротравмы могут быть несовместимы с жизнью, поэтому не стоит полагать, что какая-либо по характеру может быть безопасной.
Удар током может привести к летальному исходу, поэтому не стоит игнорировать эти знаки Источник hronika.info
Что понимается под опасной силой тока для человека
Чтобы избежать нежелательных последствий необходимо усвоить, что опасной можно считать любую силу тока. Возражения о том, что зачастую электричество применяют в медицинских целях, в частности при электрофорезе, и оно не представляет угрозу для человека, верны отчасти. Необходимо помнить о таком параметре как время. Чем больше по длительности контакт участка тела с проводником, тем выше вероятность негативного проявления.
В отдельных источниках встречается информация, что опасной для человека силой тока является величина в 0,05 мА, а в других можно обнаружить значения в 0,1 мА. Как отмечалось выше, все эти данные необходимо воспринимать как справочную информацию. И тем более не стоит, измерив силу тока мультиметром, приступать к ремонту оборудования под напряжением. Есть люди, которые в силу особенностей своего организма могут спокойно работать под напряжением 220 В и не испытывать дискомфорта. Но для некоторых и в несколько раз меньшие значения могут оказаться несовместимыми с жизнью.
Как проявляется воздействие опасной силы тока
Однозначно можно утверждать, что опасной можно считать силу тока, при воздействии которой, последствия носят травматический характер, но человек остается жив. Травма бывает в виде термического ожога и может сопровождаться:
- покраснением участка тела в месте контакта;
- образованием волдырей и омертвлением верхних и средних слоев кожного покрова;
- обугливанием тканей, мышц и костного скелета.
Степень поражения и от чего она зависит
Часто задают вопрос, какой ток и напряжение считаются опасными. Это зависит от различных факторов, но особое внимание заслуживает именно электрическое сопротивление кожи. Например, если на поверхности нет влаги, она абсолютно сухая, то сопротивление составит около 100 кОм, при воздействующем напряжении 5-10 В.
На тот случай, если кожа мокрая или имеет даже незначительный процент влажности, тогда падает до 1 кОм. Соответственно удар тока будет в разы сильнее и поражения будут весьма серьезные. Сопротивление внутренних органов независимо от состояния кожных покровов будут составлять от 0,5 до 1 кОм. Также негативно влияют на способность к сопротивлению человеческого тела плохое самочувствие.
Чем ниже сопротивление, тем выше воздействие на него электричества. Также ущерб от тока увеличивается при его длительном воздействии на человека и плохом состоянии здоровья: сюда относят сердечно-сосудистые заболевания, болезни кровеносной и дыхательной системы.
Степень поражения еще может зависеть от того, какой путь имел электрический ток при прохождении через организм. Самыми опасными считаются: рука-ноги и рука-рука. В таких случаях, он проходит через грудную клетку, соответственно затрагивает органы, которые находятся в ней.
Важно! Чем выше сила тока и величина напряжения, тем быстрее он будет протекать по своему пути. Например, 65В —1 секунда; 220 — 0,1 секунда.
Все работы с электричеством нужно проводить с соблюдением требований безопасности Источник cgsinc.com
Какой ток опасней для жизни человека
Переменный ток в промышленности и быту используется значительно чаще. К этому давно привыкли и мало кто знает, что в 19 веке Никола Тесла и Томас Эдисон развернули настоящую «токовую войну», итоги которой определяли дальнейший путь развития промышленности.
Проводник электричества
Одним из аргументов, приводимых Эдисоном в защиту постоянного тока, была его меньшая опасность для человека по сравнению с переменным. При одинаковых условиях (до 500 В) сила воздействия переменного тока на организм выше в 2-4 раза.
Советуем изучить Что такое витая пара
В итоге победила концепция переменного тока. Он значительно легче и с меньшими потерями передаётся на дальние расстояния, легко преобразуется, удобнее для работы электродвигателей.
Воздействие электротока на человеческое тело:
- Термическое (до 60%) — нагрев кожи и внутренних тканей вплоть до ожогов;
- Электролитическое — разложение и нарушение физико-химического состава органических жидкостей (крови, лимфы);
- Механическое — расслоение и разрыв внутренних органов под воздействием электродинамического удара;
- Биологическое — судорожные сокращения мышечной и нервной ткани.
Внимание! Потеря сознания, а также нарушение работы сердца и лёгких происходит при совпадении частоты электрического потока и сердечных сокращений
Переменный
Электроток, который с течением времени изменяется по величине и направлению. Поток электронов постоянно колеблется с определённой частотой.
Синусоида движения электронов
Почему для жизни человека переменный ток более опасен, чем постоянный:
- В силу своей природы вызывает возбуждение нервной системы, сокращение и расслабление мышц, что повышает вероятность фибрилляции предсердий, приводящей к остановке сердца;
- Частота проходящего импульса снижает сопротивление человеческого тела;
- Электропроводник с переменным током обладает высокой силой притяжения.
На заметку! Верхняя граница силы переменного тока, не приводящая к поражению и тяжким последствиям — 1,2 мА.
Постоянный
Электроток — движение заряженных частиц от минуса к плюсу, полярность и напряжение которого постоянны. Поток электронов идёт строго по прямой линии без колебаний. Тяжесть поражения прямо пропорциональна величине подведённого напряжения.
Генератор постоянного тока
Причины меньшей опасности постоянного тока по сравнению с переменным:
- Вызывает спазм мускулатуры, но не приводит к нарушениям сердечных сокращений;
- Сопротивление человеческого тела выше при частоте колебаний электронов равной нулю;
- Одиночный удар позволяет быстрее прекратить прямой контакт с электропроводником, отбрасывает человека, уменьшая длительность воздействия поражающих факторов на организм.
Внимание! Верхняя граница безопасного воздействия постоянного тока значительно выше — 7 мА. Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее
Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее.
Сила электротока (мА) | Переменный ток | Постоянный ток |
0,6–1,5 | Лёгкое покалывание | Нет ощущений |
2–3 | Лёгкие судороги | -«- |
5–7 | Сильные судороги | Лёгкое покалывание, небольшое ощущение тепла |
8–10 | Выраженные болевые ощущения, верхний порог возможности самостоятельно разжать руки | Возрастают симптомы покалывания кожи и нагрева |
20–25 | Паралич конечностей, невозможность отпустить источник тока | Слабые судороги, сильный нагрев кожных покровов |
50–80 | Нарушение сердечной деятельности, паралич дыхательного центра | Затруднённое дыхание, сильные судорожные спазмы |
90–100 | Остановка дыхания, вероятность фибрилляции предсердий | Паралич органов дыхания, вероятность отброса пострадавшего, получения физической травмы |
200–300 | При воздействии более 0,1 с остановка сердца, разрушение тканей | Термическое разрушение тканей |
Обратите внимание! Важно знать, какой ток опасен для жизни — 50–100 мА, более 100 мА — смертелен. Оказание помощи при электротравме
Оказание помощи при электротравме
Как ощущается ток человеком
Человеческий организм может ощущать воздействие на него электрического тока по-разному. Все зависит от его силы. Бывают:
- 1-10 мА. Данный ток не ощущается человеком. Он самостоятельно сможет отпустить токоведущий предмет без угрозы для здоровья и жизни;
- 15-50 мА. Ток такой силы будет раздражительно воздействовать на мышцы и вызывать болезненные ощущения. Самостоятельно отпустить проводник будет проблематично.
- 50-100 мА. Такая сила тока затрагивает сердечную мышцу, соответственно несет опасность для жизни. Обводиться самостоятельно от электричества невозможно;
- 100-200 мА. Воздействие такого тока крайне опасно. Он наносит не только критический вред здоровью, но и вероятно приведет к летальному исходу.
Защитные диэлектрические перчатки нужно использовать при контакте с электропроводником Источник лигамастеров.рф
Электрический трансформатор может нанести удар током Источник lenta.ru
Чем грозит удар электрическим током
При попадании под электрическое напряжение пострадавший всегда получает шок, а вот его последствия могут быть различными: от судорог пальцев конечностей и их дрожи, от неприятных ощущений нагревания и жжения до остановки дыхания и фибрилляции сердца (бессистемного сокращения) и полной его остановки. В последнем случае кровь перестает перемещаться по сосудам, отчего человек умирает. Кроме того, электрический ток является опасным для человека, поскольку при определенных значениях его силы создается эффект прилипания к оголенным проводам из-за чрезмерного стимулирования электричеством нервных волокон. Одной из причин смерти от удара током может стать механическая травма в результате непроизвольного сокращения мышц. Может наступить потеря зрения из-за воздействия на сетчатку глаза образовавшейся электрической дуги.
Сильнее всего от воздействия электротока страдают кожа на лице, на шее и на ладонях с тыльной стороны.
Обратите внимание! Чрезвычайно восприимчивы к электричеству определенные (акупунктурные) точки на ушах и шее человека – при попадании в них даже слабая сила тока может убить пострадавшего. Прохождение через тело человека электрического заряда оставляет на нем своеобразные отметины – т. н
«электрические метки», которые представляют собой мертвую кожу с желтым налетом, похожую на мозолистые образования
Прохождение через тело человека электрического заряда оставляет на нем своеобразные о, которые представляют собой мертвую кожу с желтым налетом, похожую на мозолистые образования.
Электрический ток, проходя через тело, оставляет свои метки
Ожог электрическим током вызывает покраснение кожи в месте соприкосновения с его источником, надуваются пузыри с физиологической жидкостью внутри, участки тела обугливаются и чернеют, иногда в них буквально «вплавляются» куски металла или ткани с одежды. Такие ожоговые травмы лечатся хуже простых термоожогов, не всегда они проявляются сразу – последствия могут стать видны спустя часы, дни или даже месяцы (поэтому все пострадавшие долгое время находятся под присмотром врачей).
Самый опасный ток – это попавший в районы спины, кистей, височной и затылочной частей головы.
Масштабы вреда здоровью от электроудара зависят от направления движения тока внутри тела человека. Как правило, имеется несколько «маршрутов» прохождения заряда. Смертельным путем тока для человека является путь от одной руки, держащейся за оголенный провод, до другой, потому что он идет через легкие, бронхи и сердечную мышцу и вызывает их фибрилляцию. Если пострадавший одной рукой держится за источник, содержащий постоянный ток, а ногами стоит на земле, маршрут называется «рука-ноги», в таком случае электричество нарушает работу почти всех внутренних органов и, конечно, сердечной мышцы. Смертельная также «дорога» электричества через голову к рукам или ногам: если потерпевший задел головой элементы, находящиеся под напряжением. Иногда с людьми случается электротравма от т.н. «шагового напряжения», когда они находятся на земле, принимающей электрический постоянный ток без заземления, он проходит по телу только через ноги, сердце не страдает.
Советуем изучить Передача электроэнергии на расстояние
Маршруты, по которым проходит постоянный ток в теле человека