Електричний шок. Дія електричного струму на організм людини

1. Величина небезпечного струму
2. Опіки при ураженні електричним струмом
3. Фібриляція шлуночків серця
4. Опір людського тіла

Електричним шоком називають фізіологічну реакцію або травму людини, яка виникає при проходженні електричного струму через організм людини. Коли йдеться про електричному шоку, то мають на увазі під цим шкідливий вплив на організм і психіку людини. Такий вплив може бути викликано через контакт людини з джерелом електроенергії, якщо при цьому його потужність достатня, щоб в тілі людини почав протікати достатній струм для заподіяння шкоди. Контакт може відбуватися через шкіру, волосся, м'язи, з будь-якою ділянкою тіла.

Дуже маленькі струми не роблять помітного впливу. Струм проходить через тіло, але людина його не відчуває. Великі значення струму можуть зробити так, що жертва не може звільниться від його впливу самостійно. Справа в тому, що при значній величині струму м'язи людини скорочуються і управляти ними стає неможливо. Ще більший струм може викликати аритмію серця і пошкодження тканин.

Ураження електричним струмом, або інакше - електрична травма, має багато наслідків для людини. Електричний струм може подорожувати по тілу через нервову систему, випалювати м'які тканини на своєму шляху, провести електрохімічні зміни в рідинах організму.

Навіть якщо зовні немає причин для занепокоєння, то в подальшому може відчуватися біль в ділянках тіла, можуть виявитися ураженими внутрішні органи. Випалені тканини бувають видно візуально в тих місцях де струм заходив і виходив.

Людина, перебуваючи під дією електричного струму перетворюється в живий провідник. Металоконструкції, які знаходяться під небезпечною напругою становлять загрозу, так як при зіткненні з ними, тіло людини стає провідником на зразок шматки дроту або арматури.

Електричний шок може бути викликаний прямим або непрямим контактом з джерелом електрики. Прямий контакт відбувається при роботі безпосередньо з струмоведучими частинами електротехнічного персоналу. Потрібно дотримання правил електробезпеки, щоб не потрапити під дію електричного струму або ж не піддати інших осіб такої небезпеки. Коли контакт з провідною частиною не пов'язаний з роботою - це непрямий контакт. Він виникає в аварійних умовах, коли частини електрообладнання, які не повинні бути під напругою, все-таки потрапляють під нього. Від непрямого контакти застосовують захисні заходи такі як заземлення, занулення, автоматичне відключення живлення.

Величина небезпечного струму

Мінімальна величина струму, яку людина може відчувати залежить від роду струму (AC або DC). Для змінного струму (AC) це значення становить не менше 1 мА (среднеквадратическая величина) з частотою 50-60 Гц, а для постійного струму (DC) не менше 5 мА.

Починаючи з величини змінного струму в 10 міліампер (мА), струм проходячи через тіло людини може викликати сильні м'язові скорочення. В цьому випадку жертва не в змозі самостійно звільниться від дії струму, бо не може контролювати свої м'язи. Таке значення струму є одним з критеріїв в правилах електробезпеки.

Коли величина електричного струму стає більш ніж 30 міліампер для змінного струму (AC, частота 50-60 Гц) і більш 300-500 міліампер постійного струму (DC), струм може стати причиною пошкодження тканин організму, а також викликати фібриляцію.

Звичайна електромережу використовувана в побуті 220В 50Гц (Європа, Україна, Росія), а також мережу в 120 В 60 Гц (США), можуть бути причиною електричного шоку в тій формі, коли відбувається зупинка серця. Побутова електромережу становить небезпеку, тому як є потенційною причиною фібриляції шлуночків серця.

Крім величини струму і роду струму, вирішальним фактором є шлях струму через тіло. Людський організм більш ніж на 80% складається з води, точніше сказати - з електролітів. Іонний склад тканин людини не однорідний, нервові тканини також розташовані неоднорідне. Електричний струм, проходячи через тіло людини, вибирає самий найкоротший шлях. Додатково до цього відбувається електроліз рідин тіла, що змінює їх хімічний склад і провідність, нервові закінчення під дією струму викликають скорочення м'язів. Шлях струму, проходячи через серце, може завдати серйозної шкоди серцевому м'язі.

Якщо напруга менше 200 В, то зовнішній шкірний покрив є основним джерелом опору електричному струму. Це захисна оболонка за якої знаходяться ніжні тканини більш схильні до дії струму. Зазвичай саме на шкірі залишаються так звані мітки, точки входу і виходу струму. Це пов'язано з вигоранням і пошкодженням тканин організму, подібно до того як це відбувається при обмороженнях і опіках. Слід враховувати, що вольт-амперна характеристика (ВАХ) шкіри є нелінійної. Якщо напруга вище 450-600 В, то може статися пробій діелектрика, яким є зовнішній покрив шкіри. На провідність шкіри сильний вплив її вологість (піт, піт). Іншим фактором можна вважати тривалість дії струму. Чим довше протікає струм через тіло людини, тим менше здатний організм йому чинити опір.

Коли електричне коло через людини здійснюється за допомогою електродів впроваджених минаючи шкіру (під шкіру), то летальна небезпека струму набагато вище. Досить мікроудари струму в 10 мікроампер, щоб викликати аритмію.

Опіки при ураженні електричним струмом

Опіки можуть бути викликані електричним пробоєм шкіри і термічним дією струму. Рівні напруги від 500 до 1000 Вольт можуть викликати серйозні внутрішні опіки через великий енергії, яка пропорційна тривалості дії струму помноженої на квадрат напруги і поділеній на опір. При зростанні напруги в два рази, енергія зростає в чотири рази. У глибоких тканинах важливим фактором є що виділяється джоулева тепло при проходженні струму, наприклад уздовж кінцівок тіла.

Фібриляція шлуночків серця

Якщо струм має прямий шлях до серця, наприклад через катетер серцевого електрода або іншого електрода, то потрібно набагато менша величина струму, щоб викликати фібриляцію. Цей струм тоді менше 1 мА (AC або DC). У тому випадку, коли відбувається ураження струмом від зовнішнього джерела потрібно набагато більший струм, так як опір тіла значно вище, ніж при прямому контакті з серцевим м'язом. Як було вже сказано вище, потрібно 30 мА змінного струму (AC) або 300-500 мА постійного струму (DC) щоб стала можливо фібриляція. Таке ураження струмом може викликати аритмію і її лікують дефибрилляцией. Якщо не лікувати аритмію, то це може мати смертельні (летальні) наслідки, так як клітини серцевий м'язи працюють не узгоджено з-за неправильної (аритмічний) подачі нервових імпульсів. При токах вище 200 мА (AC) фібриляції не відбувається, але м'язові сутички під дією такого струму настільки високі, що серцевий м'яз не може рухатися самостійно.

Опір людського тіла

Опір людського тіла не є однорідним. Максимальний опір має зовнішній шкірний покрив, а після нього опір електричному струму різко падає. Людина являє собою провідник другого роду (струм в електролітах). ВАХ людського тіла не є лінійної і тим більше різниться для постійного (DC) і змінного (AC) струму. Висока напруга здатне викликати електричний пробій шкірного покриву тіла, що значно збільшує шанси летального результату. Потужність джерела і кількість електрики пройшов через організм людини в будь-якому напрямку викликає опіки і термічні пошкодження тканин. Звідси робимо висновок, що низька напруга більш переважно ніж висока. Потужність джерел енергії бажано обмежувати. Там де це неможливо, необхідно дотримуватися правил проведення робіт та експлуатації.

Дата: 23.05.2015

© Valentin Grigoryev (Валентин Григор'єв)