Механическое действие электрического тока: Действие электрического тока

Содержание

Действие электрического тока

Наличие тока в электроцепи всегда проявляется каким-либо действием. Например, работа при конкретной нагрузке или какое-то сопутствующее явление. Следовательно, именно действие электротока говорит о его присутствии как таковом в той или иной электроцепи. То есть, если работает нагрузка, то ток имеет место быть.

Известно, что электрический ток вызывает различного рода действия. Например, к таковым относятся тепловые, химические, магнитные, механические или световые. При этом различные действия электрического тока способны проявлять себя одновременно. Более подробно о всех проявлениях мы расскажем Вам в данном материале.

Тепловое явление

Известно, что температура проводника повышается при прохождении через него тока. В качестве таких проводников выступают различные металлы или их расплавы, полуметаллы или полупроводники, а также электролиты и плазма. Например, при пропускании через проволоку из нихрома электрического тока происходит ее сильное нагревание.

Данное явление используют в приборах нагрева, а именно: в электрических чайниках, кипятильниках, обогревателях и т.п. Электродуговая сварка отличается самой большой температурой, а именно нагрев электродуги может достигать до 7 000 градусов по Цельсию. При такой температуре достигается легкое расплавление металла.

Количество выделяемой теплоты напрямую зависит от того, какое напряжение было приложено к данному участку, а также от электротока и времени его прохождения по цепи.

Для расчета объемов выделяемой теплоты используется или напряжение, или сила тока. При этом необходимо знание показателя сопротивления в электроцепи, поскольку именно оно провоцирует нагрев из-за ограничения тока. Также количество тепла можно определить при помощи тока и напряжения.

Химическое явление

Химическое действие электротока заключается в электролизе ионов в электролите. Анод при электролизе присоединяет к себе анионы, катод – катионы.

Иными словами, во время электролиза на электродах источника тока происходит выделение определенных веществ.

Приведем пример: в кислотный, щелочной или же солевой раствор опускаются два электрода. После пропускается по электроцепи ток, что провоцирует создание положительного заряда на одном из электродов, на другом – отрицательного. Ионы, которые находятся в растворе, откладываются на электроде с иным зарядом.

Химическое действие электротока применяется в промышленности. Так, используя данное явление, осуществляют разложение воды на кислород и водород. Кроме того, при помощи электролиза получают металлы в их чистом виде, а также осуществляют гальваническое покрытие поверхности.

Магнитное явление

Электрический ток в проводнике любого агрегатного состояния создает магнитное поле. Иными словами, проводник при электрическом токе наделяется магнитными свойствами.

Таким образом, если к проводнику, в котором протекает электроток, приблизить магнитную стрелку компаса, то та начнет поворачиваться и займет к проводнику перпендикулярное положение. Если же на сердечник из железа намотать данный проводник и пропустить сквозь него постоянный ток, то данный сердечник примет свойства электромагнита.

Природа магнитного поля всегда заключается в наличии электрического тока. Объясним: движущиеся заряды (заряженные частицы) образуют магнитное поле. При этом токи противоположного направления отталкиваются, а одинакового направления – притягиваются. Данное взаимодействие обосновано магнитным и механическим взаимодействием магнитных полей электротоков. Выходит, что магнитное взаимодействие токов первостепенно.

Магнитное действие применяется в трансформаторах и электромагнитах.

Световое явление

Самый простой пример светового действия – лампа накаливания. В данном источнике света спираль достигает нужной температурной величины посредством проходящего сквозь нее тока до состояния белого каления. Тем самым и излучается свет. В традиционной лампочке накаливания всего лишь пять процентов всей электроэнергии расходуется на свет, остальная же львиная доля преобразуется в тепло.

Более современные аналоги, например, люминесцентные лампы наиболее эффективно преобразуют электроэнергию в свет. То есть, около двадцати процентов всей энергии лежит в основе света. Люминофор принимает УФ-излучение, идущее от разряда, что возникает в ртутных парах или в инертных газах.

Самая эффективная реализация светового действия тока происходит в светодиодных источниках света. Электрический ток, проходя через pn-переход, провоцирует рекомбинацию носителей заряда с излучением фотонов. Лучшими led излучателями света являются прямозонные полупроводники. Изменяя состав данных полупроводников, возможно создание светодиодов для различных световых волн (разной длины и диапазона). Коэффициент полезного действия светодиода достигает 50 процентов.

Механическое явление

Напомним, что вокруг проводника с электрическим током возникает магнитное поле. Все магнитные действия преобразуются в движение. Примером служат электрические двигатели, магнитные подъемные установки, реле и др.

В 1820 году Андре Мари Ампер вывел известный всем «Закон Ампера», который как раз описывает механическое действие одного электротока на другой.

Данный закон гласит, что параллельные проводники с электрическим током одинакового направления испытывают притяжение друг другу, а противоположного направления, наоборот, отталкивание.

Также закон ампера определяет величину силы, с которой магнитное поле воздействует на небольшой отрезок проводника с электротоком. Именно данная сила лежит в основе функционирования электрического двигателя.

Статьи по теме:

Урок «Действие электрического тока»

Тема урока: Действие электрического тока на проводник

Цель: познакомить учащихся с действиями электрического тока.

Планируемые результаты:

Предметные:

Учащийся научится:

В процессе урока определять действия электрического тока на проводник.

Учащийся получит возможность научиться:

Анализировать причины возникновения электротравм.
Безопасному поведению с электроприборами.

Метапредметные:

Формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах
Развитие монологической речи, умения выражать свои мысли и способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение.

Личностные:

Воспитание убежденности в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества.
Формирование ценностных отношений друг к другу; к результатам обучения.

Тип урока: урок получения новых знаний

Технология урока: развитие критического мышления

Метод: частично-поисковый

Заранее:

На столы раздаются опорные конспекты для учащихся, которые они будут заполнять, приложение

Оснащение: презентация «Действие электрического тока на проводник

Ход урока

№

Этап

Время, мин

Организационный момент:

Приветствие, проверка присутствующих
Активизация познавательного процесса через постановку проблемного вопроса

Формулировка темы и цели урока

Знакомство с новым материалом

1. Выполнение фронтальной работы «Действие тока на проводник»

2. Анализ особенностей элетротравм

3. Причины действия тока на организм

4. Самостоятельная работа «Электрическая цепь»

5. Действие эл.тока на организм

Закрепление

Правила ТБ при работе с электроприборами

Домашнее задание

Мы живем во время бурного развития электроэнергетики. Электрические приборы делают нашу жизнь интересней, содержательней, красочней. Они окружают нас повсюду. Мы широко используем электричество в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, в быту, в медицине. Они стали нашими спутниками. Мы доверяем их нашим детям. Но, несмотря на такое тесное взаимодействие, люди забывают о том, что электроприборы могут стать источником серьезных травм.

И хотя повреждения электрическим током составляет 2-2,5% прочих травм, по количеству летальных исходов и инвалидности они занимают одно из первых мест.

Кто из присутствующих хоть раз в жизни попадал под напряжение?

По какой причине это произошло?

II.

Сравните ваши причины с наиболее часто встречающимися.

Целью нашего урока станет ликвидация пробелов знаний по вопросам действия электрического тока на организм.

Слайд №2

Мы рассмотрим причины действия тока на организм, реакцию организма на прохождения тока и особое внимание уделим технике электробезопасности.

Как можно сформулировать тему нашего урока?

Слайд №3

Тема урока: действие электрического тока на проводник.

Слайд 4

III.

Электрический ток оказывает на проводник различные действия, которые мы используем на практике. Эти действия вы должны отметить у себя в опорном конспекте.

Какое действие тока используется при работе данных приборов?

(Тепловое) Эл.ток нагревает проводник.

Слайд 5

Какое действие тока используется при работе данных приборов?

(Магнитное) Вокруг проводника с током образуется магнитное поле.

Слайд 6

Какое действие тока используется при работе данных приборов?

(Механическое) Действительно, эл. ток способен вызывать движение проводника

Слайд 7

Какое действие тока используется при работе данных приборов?

(Химическое) Действительно, под действием эл. тока протекают некоторые химические реакции; электролиз, который мы будем проходить позже

Слайд 8

Какое действие тока используется при работе данных приборов?

(биологическое) Действительно, эл.ток оказывает действие на живой организм

Слайд 9

Т.о. мы зафиксировали следующие действия тока на проводник: тепловое, магнитное, механическое, химическое, биологическое. С первой четверкой мы с вами еще встретимся на уроках физики, познакомимся с их закономерностями.

Слайд 10

Сегодня мы подробно поговорим о последнем свойстве.

Электрический ток оказывает действие на живой организм. Это действие может быть положительным и отрицательным. Из положительных примеров мы можем отметить тот факт, что ток может оказывать лечебное действие на организм, это широко используется в лечебных учреждениях (например, в физ. кабинетах).

Но есть еще другая, отрицательная сторона.

Электрический ток, как причина травм отличается рядом особенностей, незнание которых и приводит к риску получение электротравмы даже взрослыми, образованными людьми.

Возможные особенности представлены в вашем опорном конспекте. Вы должны ознакомиться с материалом и оценить его (согласиться или нет).

(Задание 1)

электрический ток незрим, не имеет ни запаха, ни цвета, действует бесшумно, а поэтому не обнаруживается органами чувств до начала его действия на организм.
невозможно без специальных приборов определить наличие напряжения в проводниках;
электрический ток может оказывать повреждающее действие не только при непосредственном соприкосновении с ним, но и через предметы, которые человек держит в руках и даже на расстоянии; разрядом через воздух и через землю;
при действии электрического тока может наблюдаться несоответствие между тяжестью поражения и длительностью его воздействия, и даже случайное точечное прикосновение к токоведущей части электрической установки за долю секунды может вызвать значительные повреждения;
источником поражения могут быть предметы, никакого отношения к электрической установке не имеющие.

Давайте проверим результаты вашей работы.

Если появятся вопросы, отметьте их у себя, спросите в конце урока (если не получите ответа в ходе урока)

Слайд 11

Почему эл.ток может действовать на организм? Потому что организм является проводником.

Наилучшую электропроводимость имеют спинномозговая жидкость, сыворотка крови, несколько меньшую — цельная кровь и мышечная ткань. Значительно меньше электропроводимость тканей внутренних органов, а также мозговой (нервной), жировой и соединительной тканей. Плохими проводниками, то есть диэлектриками, являются роговой слой кожи, связки и сухожилия и особенно костная ткань без надкостницы.

Слайд 12

Для того, чтобы ток пошел через проводник, нужно чтобы тот стал частью электрической цепи.

Вы видите на слайде возможные пути прохождения тока через организм.

Слайд 13

Выполните задание №2, используя картинки в Приложении 1, соотнесите номера примеров с буквой схемы (не все картинки имеют предложенную схему)

Проверяем

На какие группы можно разбить оставшиеся картинки?

На две (3, 5, 10 и 6)

Менее 3

4-6

7-10

11-12

«2»

«3»

«4»

«5»

Поставьте себе оценку по критериям, которые представлены в опорном конспекте.

Слайд 17

Рассмотрим действия, которые может оказывать эл. ток на организм.

Тепловое действие.

Как вы это понимаете?

Слайд 18

Действительно, ток при прохождении через организм часть своей энергии превращает в тепловую.

В результате возникают поражения кожи — знаки тока (электрометки) — участки круглой или овальной формы, серовато-белого цвета, твердой консистенции, окаймленные возвышением, западением в центре. Иногда электрометки представляют собой ссадины, поверхностные раны с обугленными краями. Иногда — очаги разрушения, идущие в глубину наподобие огнестрельной раны, в которой ткани размозжены, оторваны. Знаки тока обнаруживаются в 70-75%. Могут быть ожоги кожных покровов всех степеней вплоть до обугливания, расплавления костной ткани.

Щелчок

Химическое действие.

Как вы это понимаете?

Слайд 19

Ткани человеческого организма более чем на половину состоят из воды, а некоторые из них (например, мозг) состоят из воды более чем на 80%. Поэтому в общем виде организм человека можно рассматривать как электролит, в котором имеется много молекул, находящихся в ионизированном состоянии.

Химическое действие тока проявляется в том, что ток, преодолев сопротивление кожных покровов, пронизывая ткани, вызывает поляризацию клетки, что меняет ее функционал.

Все это приводит к образованию новых соединений, ткани отмирают.

Например, разрушается оболочка эритроцитов. Кровь становится прозрачной, «лаковой».

Меняется плотность и вязкость крови.

Щелчок

Механическое действие.

Как вы это понимаете?

Слайд 20

Механическое действие тока может осуществляться двумя путями:

посредством прямого перехода электроэнергии в механическую. Появляющиеся судороги мышц могут привести к разрыву тканей, сосудов, кожи.

Происходит расслоение тканей, даже отрыв частей тела, образование ран типа резаных, переломы костей, вывихи суставов, травмы черепа, сотрясения мозга и т.д.

Совместное действие тепловой и механической энергии оказывает взрывоподобный эффект, повышенное давление воздушных масс может отбросить человека в сторону.

Щелчок

Биологическое действие.

Как вы это понимаете?

Слайд 21

Биологическое действие тока заключается в его воздействии на нервную систему.

Возникают судороги скелетных и гладких мышц. Может произойти остановка дыхания и сердцебиения.

Под воздействием тока органы внутренней секреции выбрасывают в большом количестве адреналина, изменяются соматические функции: артериальное давление, частота сердцебиения уровень сахара в крови.

Щелчок

Итак, как вы видите, ток оказывает серьезное поражающее действие на организм. Для того, чтобы их не допустить человек должен избегать самой возможности ситуации, когда он может попасть под напряжение. Часть таких примеров вы уже увидели при выполнении задания.

Слайд 22

Результат действия электрического тока на организм зависит от множества факторов.

Два человека, находясь в одних и тех же условиях, попав под напряжение одного и того же прибора могут получить разные по тяжести поражения.

И наоборот, один и тот же человек, попадая в одну и ту же ситуацию, может получить разные травмы.

Слайд 23

IV.

Сейчас мы с помощью плакатов вспомним с вами некоторые правила безопасности.

Работа будет индивидуальная. По очереди называете правило и объясняете его.

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Важно знать, что попасть под напряжение можно и не касаясь токоведущих частей, а только приблизившись к ним. В воздушном пространстве, между электроустановкой и телом человека, возникнет электрическая дуга и нанесет несовместимые с жизнью ожоги.

Пример. Подросток влез на металлическую опору ВЛ, чтобы палкой спугнуть с нее голубя. Приблизившись к проводу, он был смертельно поражен током.

Слайд 28

К печальным последствиям приводят игры вблизи воздушных линий электропередачи и трансформаторных подстанций.

Пример. Ребята из озорства сделали наброс тонкой проволоки на один из проводов воздушной линии электропередачи. Проволока провисла так, что ее конец оказался на высоте 1,5 метра от земли. Проходивший мимо мужчина, который вел за руку пятилетнего сына, не заметил проволоку и коснулся ее головой. И он, и ребенок погибли.

Слайд 29, 30

Пример. Юноша возвращался с рыбалки, проходя под воздушной линией электропередачи, коснулся провода удилищем и погиб.

Опасно останавливаться на отдых вблизи подстанций и воздушных линий электропередачи.

Пример. Семья отдыхала на берегу реки, поставив палатку под воздушной линией электропередачи.

От ветра дерево упало на провода, один оборвало, и он упал на землю неподалеку от 15летней девушки, которая загорала возле палатки. Девушка погибла, как и ее мать, которая пыталась приблизиться к телу дочери.

Слайд 31

Пример. Подросток близко подошел к оборванному проводу линии электропередачи, лежавшему на земле. Не коснувшись провода, он попал под «шаговое» напряжение и потерял сознание.

Нужно твердо помнить: опасно подходить к проводу, лежащему на земле, ближе чем на 8 метров.

Слайд 32, 33

Если оказались вблизи и поздно это заметили, ни в коем случае нельзя прыгать или бежать – можно попасть под действие шагового напряжения. При попадании под шаговое напряжение возникают непроизвольные судороги мышц ног, человек падает и, как следствие, бывает смертельно поражен током.
При подозрении на шаговое напряжение надо покинуть опасную зону минимальными шажками, не отрывая от земли ступни, а пятку шагающей ноги приставлять к носку опорной ноги.
Нельзя приближаться бегом или обычным шагом к лежащему проводу или пораженному током человеку.

Вода является проводником электрического тока. Она, как и металлические предметы, является мостом, через который электричество перебирается на человека. Если вы прикасаетесь к включенному электроприбору мокрыми руками, то рискуете получить удар током. Запомните: Перед тем как включать, выключать или еще что-либо делать с электроприбором, руки надо вытереть насухо!

Слайд 34, 35

Какие правила вы можете добавить?

Стоит обращать внимание на предупреждающие знаки, которые размещены на опорах воздушных линий, ограждениях и дверях электроустановок.

Слайд 36

Ну и напоследок поговорим, как правильно оказывать первую помощь человеку, который попал под напряжение.

Часто сам человек не может освободиться от проводов с током, т.к. электрический ток вызывает судорожное сокращение мышц, или пострадавший теряет сознание. Сначала надо отсоединить человека от токонесущих проводов. Для этого надо выключить ток или вывернуть предохранители, стоящие около счетчика. Если выключатель далеко, то надо деревянной палкой (непроводящим предметом) оттащить его от провода. Под ногами должен быть изолирующая поверхность: резиновый коврик, сухие доски или линолеум. Оттаскивать пострадавшего от проводов голыми руками можно только за концы сухой одежды и одной рукой. Нельзя касаться соединенных с землей. проводящих предметов!
Затем пострадавшего надо положить на спину и вызвать врача.

Слайд 37

Сегодня на уроке мы узнали, какое действие ток может оказывать на проводник, особое внимание уделили действию тока на организм. Расставили акценты в безопасном обращении с эл. приборами.

Все вы работали очень активно. Оцените свое настроение на конец урока и отметьте в опорном конспекте в колонке «рефлексия». А также оцените работу на уроке своих товарищей. Фамилии особенно активных отразите в другой колонке.

В конце урока я хочу подарить каждому памятку по ТБ.

Слайд 38, 39

Домашнее задание: §102

Дополнительная литература:

Интернет-ресурсы:
портал о безопасном электричестве http://oldclients.mrsksevzap.ru/podryjis_s_elektrichestvom.html
фотоальбом _электричество опасно http://photo.qip.ru/users/andresivanov/3663523/81828368/#mainImageLink
Ливенцев Н. М. Курс физики: Учеб. для вузов. В 2-х т. — М.: Высшая школа, 1978. — 336 с.
Ремизов А. Н. Медицинская и биологическая физика: Учеб. для мед. спец. Вузов. — М.: Высшая школа, 1999. — 616 с.

тепловое, химическое, магнитное, световое и механическое Почему магнитное действие электрического тока считается основным

Электрический ток в цепи всегда проявляется каким-нибудь своим действием. Это может быть как работа в определенной нагрузке, так и сопутствующее действие тока. Таким образом, по действию тока можно судить о его наличии или отсутствии в данной цепи: если нагрузка работает — ток есть. Если типичное сопутствующее току явление наблюдается — ток в цепи есть, и т. д.

Вообще, электрический ток способен вызывать различные действия: тепловое, химическое, магнитное (электромагнитное), световое или механическое, причем разного рода действия тока зачастую проявляются одновременно. Об этих явлениях и действиях тока и пойдет речь в данной статье.

Тепловое действие электрического тока

При прохождении постоянного или переменного электрического тока по проводнику, проводник нагревается. Такими нагревающимися проводниками в разных условиях и приложениях могут выступать: металлы, электролиты, плазма, расплавы металлов, полупроводники, полуметаллы.

В простейшем случае, если, скажем, через нихромовую проволоку пропустить электрический ток, то она нагреется. Данное явление используется в нагревательных приборах: в электрочайниках, в кипятильниках, в обогревателях, электроплитках и т. д. В электродуговой сварке температура электрической дуги вообще доходит до 7000°С, и металл легко плавится, — это тоже тепловое действие тока.

Выделяемое на участке цепи количество теплоты зависит от приложенного к этому участку напряжения, значения протекающего тока и от времени его протекания ().

Преобразовав закон Ома для участка цепи, можно для вычисления количества теплоты использовать либо напряжение, либо силу тока, но тогда обязательно необходимо знать и сопротивление цепи, ведь именно оно ограничивает ток, и вызывает, по сути, нагрев. Или, зная ток и напряжение в цепи, можно так же легко найти количество выделяемой теплоты.

Химическое действие электрического тока

Электролиты, содержащие ионы, под действием постоянного электрического тока — это и есть химическое действие тока. К положительному электроду (аноду) в процессе электролиза притягиваются отрицательные ионы (анионы), а к отрицательному электроду (катоду) — положительные ионы (катионы). То есть вещества, содержащиеся в электролите, в процессе электролиза выделяются на электродах источника тока.

Например, в раствор определенной кислоты, щелочи или соли погружают пару электродов, и при пропускании электрического тока по цепи на одном электроде создается положительный заряд, на другом — отрицательный. Ионы содержащиеся в растворе начинают откладываться на электроде с противоположным зарядом.

Скажем, при электролизе медного купороса (CuSO4), катионы меди Cu2+ с положительным зарядом движутся к отрицательно заряженному катоду, где они получают недостающий заряд, и становятся нейтральными атомами меди, оседая на поверхности электрода. Гидроксильная группа -OH отдаст электроны на аноде, и в результате выделится кислород. Положительно заряженные катионы водорода H+ и отрицательно заряженные анионы SO42- останутся в растворе.

Химическое действие электрического тока используется в промышленности, например, для разложения воды на составляющие ее части (водород и кислород). Также электролиз позволяет получать некоторые металлы в чистом виде. С помощью электролиза покрывают тонким слоем определенного металла (никеля, хрома) поверхности — это и т.д.

В 1832 году Майкл Фарадей установил, что масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду q, прошедшему через электролит. Если через электролит пропускается в течение времени t постоянный ток I, то справедлив первый закон электролиза Фарадея:

Здесь коэффициент пропорциональности k называется электрохимическим эквивалентом вещества. Он численно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества.

При наличии электрического тока в любом проводнике (в твердом, жидком или газообразном) наблюдается магнитное поле вокруг проводника, то есть проводник с током приобретает магнитные свойства.

Так, если к проводнику, по которому течет ток, поднести магнит, например в виде магнитной стрелки компаса, то стрелка повернется перпендикулярно проводнику, а если намотать проводник на железный сердечник, и пропустить по проводнику постоянный ток, то сердечник станет электромагнитом.

В 1820 году Эрстед открыл магнитное действие тока на магнитную стрелку, а Ампер установил количественные закономерности магнитного взаимодействия проводников с током.

Магнитное поле всегда порождается током, то есть движущимися электрическими зарядами, в частности — заряженными частицами (электронами, ионами). Противоположно направленные токи взаимно отталкиваются, однонаправленные токи взаимно притягиваются.

Такое механическое взаимодействие происходит благодаря взаимодействию магнитных полей токов, то есть это, в первую очередь, — магнитное взаимодействие, а уж потом — механическое. Таким образом, магнитное взаимодействие токов первично.

В 1831 году, Фарадей установил, что изменяющееся магнитное поле от одного контура порождает ток в другом контуре: генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Логично, что именно магнитное действие токов используется по сей день и во всех трансформаторах, а не только в электромагнитах (например, в промышленных).

В простейшем виде световое действие электрического тока можно наблюдать в лампе накаливания, спираль которой разогревается проходящим через нее током до белого каления и излучает свет.

Для лампы накаливания на световую энергию приходится около 5% от подведенной электроэнергии, остальные 95% которой преобразуется в тепло.

Люминесцентные лампы более эффективно преобразуют энергию тока в свет — до 20% электроэнергии преобразуется в видимый свет благодаря люминофору, принимающему от электрического разряда в парах ртути или в инертном газе типа неона.

Более эффективно световое действие электрического тока реализуется в светодиодах. При пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

Лучшие излучатели света относятся к прямозонным полупроводникам (то есть к таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), например GaAs, InP, ZnSe или CdTe. Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS). КПД светодиода как источника света доходит в среднем до 50%.

Как было отмечено выше, каждый проводник, по которому течет электрический ток, образует вокруг себя . Магнитные действия превращаются в движение, например, в электродвигателях, в магнитных подъемных устройствах, в магнитных вентилях, в реле и т. д.

Механическое действие одного тока на другой описывает закон Ампера. Впервые этот закон был установлен Андре Мари Ампером в 1820 для постоянного тока. Из следует, что параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются.

Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током. Сила, с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током, находящегося в магнитном поле, прямо пропорциональна току в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника на магнитную индукцию.

На этом принципе основана , где ротор играет роль рамки с током, ориентирующейся во внешнем магнитном поле статора вращающим моментом M.

В разделе на вопрос физика. 8 класс. магнитное поле. помогитеее… заданный автором Проситель лучший ответ это 1-а Магнитное действие электрического тока — способность электрического тока, проходящего по проводникам второго рода, порождать вокруг этих проводов магнитное поле.
1-б Положительный притягиваетя к отрицательному 🙂
2-a Стрелка начинает отклоняться от нориального положения
2-б Одноименные отталкиваются, разноименные притягиваются
3-а В магнитном поле стрелка компаса поворачивается строго определённым образом, всегда параллельно силовым линиям поля. (правило буравчика или левой руки)
3-б В обоих случаях на концах
4-а Отверткой можно или замыканием (не лучший способ)
4-б Северный магнитный находится на южном географическом, и наоборот. Точного определения нет — подвергаются смещению
5-а Нагревание проводника
5-б Однозначно нет
6-а Янтарь с магнитом – братья?
Оказалось, что это близко к истине, и «побратала» их молния. Ведь при электризации янтаря возникают искры, а искры – это маленькие молнии.
Но молния молнией, а при чем же здесь магнит? Как раз молния и оказалась тем, что соединило воедино янтарь и магнит, ранее «разлученные» Гильбертом. Вот три выдержки из описания удара молнии, в которых видна близкая связь между электричеством янтаря и притяжением магнита.
«…В июле 1681 г. корабль „Квик“ был поражен молнией. Когда же наступила ночь, то оказалось по положению звезд, что из трех компасов… два, вместо того, чтобы, как и прежде, указывать на север, указывали на юг, прежний северный конец третьего компаса направлен был к западу» .
«…В июне 1731 г. один купец из Уэксфилда поместил в углу своей комнаты большой ящик, наполненный ножами, вилками и другими предметами, сделанными из железа и стали… Молния проникла в дом именно через этот угол, в котором стоял ящик, разбила его и разбросала все вещи, которые в нем находились. Все эти вилки и ножи… оказались сильно намагниченными… »
«…В деревне Медведково прошла сильная гроза; крестьяне видели, как молния ударила в нож, после грозы нож стал притягивать железные гвозди… »
Удары молний, намагничивающие топоры, вилы, ножи, прочие стальные предметы, размагничивающие или перемагничивающие стрелки компасов, наблюдались столь часто, что ученые стали искать связь между электрическими искрами и магнетизмом. Но ни пропускание тока через железные стержни, ни воздействие на них искр от лейденских банок ощутимых результатов не дало – железо не намагничивалось, хотя точные современные приборы, пожалуй, почувствовали бы это.
Чуть-чуть отклонялась стрелка компаса в опытах физика Романьози из города Трента, когда он приближал компас к вольтову столбу – электрической батарее. И то лишь тогда, когда по вольтову столбу шел ток. Но Романьози тогда не понял причины такого поведения стрелки компаса.
Честь открытия связи между электричеством и магнетизмом выпала на долю датского физика Ханса Кристиана Эрстеда (1777-1851), да и то случайно. Произошло это 15 февраля 1820 г. вот как. Эрстед в этот день читал лекцию по физике студентам Копенгагенского университета. Лекция была посвящена тепловому действию тока, иначе говоря, нагреванию проводников, по которым протекает электрический ток. Сейчас это явление используется сплошь и рядом – в электроплитках, утюгах, кипятильниках, даже в электролампах, спираль которых добела раскалена током. А во времена Эрстеда такое нагревание проводника током считалось новым и интересным явлением.
6-б Встаить сердечник

Простейшие электрические и магнитные явления известны людям с очень давних времен.

По-видимому, уже за 600 лет до н. э. греки знали, что магнит притягивает к себе железо, а натертый янтарь – легкие предметы, вроде соломинок и т. п. Однако различие между электрическими и магнитными притяжениями было еще не ясно; те и другие считались явлениями одной природы.

Четкое разграничение этих явлений – заслуга английского врача и естествоиспытателя Уильяма Гильберта (1544-1603), который в 1600 г. выпустил в свет книгу под названием «О магните, магнитных телах и большом магните – Земле». С этой книги, собственно, и начинается подлинно научное изучение электрических и магнитных явлений. Гильберт описал в своей книге все свойства магнитов, которые в его эпоху были известны, а также изложил результаты собственных очень важных опытов. Он указал на ряд существенных различий между электрическими и магнитными притяжениями и ввел слово «электричество».

Хотя после Гильберта различие между электрическими и магнитными явлениями было уже для всех неоспоримо ясно, тем не менее ряд фактов указывал на то, что при всем своем различии эти явления каким-то образом тесно и неразрывно связаны друг с другом. Наиболее бросающимися в глаза были факты намагничивания железных предметов и перемагничивания магнитных стрелок под влиянием молний. В своей работе «Гром и молния» французский физик Доминик Франсуа Араго (1786-1853) описывает, например, такой случай. «В июле 1681 г. корабль «Королева», находившийся в сотне миль от берега, в открытом море, был поражен молнией, которая причинила значительные повреждения в мачтах, парусах и пр. Когда же наступила ночь, то по положению звезд выяснилось, что из трех компасов, имевшихся на корабле, два, вместо того чтобы указывать на север, стали указывать на юг, а третий стал указывать на запад». Араго описывает также случай, когда молния, ударившая в дом, сильно намагнитила в нем стальные ножи, вилки и другие предметы.

В начале XVIII века было уже установлено, что молния, по сути дела, представляет собой сильный электрический ток, идущий через воздух; поэтому факты вроде описанных выше могли подсказать мысль, что всякий электрический ток обладает какими-то магнитными свойствами. Однако обнаружить на опыте эти свойства тока, и изучить их удалось только в 1820 г. датскому физику Гансу Христиану Эрстеду (1777-1851).

Основной опыт Эрстеда изображен на рис. 199. Над неподвижным проводом 1, расположенным вдоль меридиана, т. е. в направлении север-юг, подвешена на тонкой нити магнитная стрелка 2 (рис. 199,а). Стрелка, как известно, устанавливается также приблизительно по линии север-юг, и поэтому она располагается примерно параллельно проводу. Но как только мы замкнем ключ и пустим ток по проводу 1, мы увидим, что магнитная стрелка поворачивается, стремясь установиться под прямым углом к нему, т. е. в плоскости, перпендикулярной к проводу (рис. 199,б). Этот фундаментальный опыт показывает, что в пространстве, окружающем проводник с током, действуют силы, вызывающие движение магнитной стрелки, т. е. силы, подобные тем, которые действуют вблизи естественных и искусственных магнитов. Такие силы мы будем называть магнитными силами, так же как мы называем силы, действующие на электрические заряды, электрическими.

Рис. 199. Опыт Эрстеда с магнитной стрелкой, обнаруживающий существование магнитного поля тока: 1 – провод, 2 – магнитная стрелка, подвешенная параллельно проводу, 3 – батарея гальванических элементов, 4 – реостат, 5 – ключ

В гл. II мы ввели понятие электрического поля для обозначения того особого состояния пространства, которое проявляется в действиях, электрических сил. Точно так же мы будем называть магнитным полем то состояние пространства, которое дает о себе знать действием магнитных сил. Таким образом, опыт Эрстеда доказывает, что в пространстве, окружающем электрический ток, возникают магнитные силы, т. е. создается магнитное поле.

Первый вопрос, который поставил перед собой Эрстед после того, как он сделал свое замечательное открытие, был таков: влияет ли вещество провода на создаваемое током магнитное поле? «Соединительный провод, – пишет Эрстед, – может состоять из нескольких проволок или металлических полос. Природа металла не меняет результата, разве только, пожалуй, в отношении величины.

С одинаковым результатом мы пользовались проволоками из платины, золота, серебра, латуни и железа, а также оловянными и свинцовыми полисами и ртутью».

Все свои опыты Эрстед проводил с металлами, т. е. с проводниками, в которых проводимость, как мы теперь знаем, имеет электронный характер. Нетрудно, однако, осуществить опыт Эрстеда, заменив металлический провод трубкой с электролитом или трубкой, в которой происходит разряд в газе. Такие опыты мы уже описали в § 40 (рис. 73) и видели, что хотя в этих случаях электрический ток обусловлен движением положительных и отрицательных ионов, но действие его на магнитную стрелку то же, что и в случае тока в металлическом проводнике. Какова бы ни была природа проводника, по которому течет ток, вокруг проводника всегда создается магнитное поле, под влиянием которого стрелка поворачивается, стремясь стать перпендикулярно к направлению тока.

Таким образом, мы можем утверждать: вокруг всякого тока возникает магнитное поле. Об этом важнейшем свойстве электрического тока мы уже упоминали (§ 40), когда говорили подробнее о других его действиях – тепловом и химическом.

Из трех свойств или проявлений электрического тока наиболее характерным является именно создание магнитного поля. Химические действия тока в одних проводниках – электролитах – имеют место, в других – металлах – отсутствуют. Выделяемое током тепло может быть при одном и том же токе больше или меньше в зависимости от сопротивления проводника. В сверхпроводниках возможно даже прохождение тока без выделения тепла (§ 49). Но магнитное поле – неотделимый спутник всякого электрического тока. Оно не зависит ни от каких специальных свойств того или иного проводника и определяется лишь силой и направлением тока. Большинство технических применений электричества также связано с наличием магнитного поля тока.

Мы подробно рассмотрели свойства электростатического поля, порождаемого неподвижными электрическими зарядами. При движении электрических зарядов возникает целый ряд новых физических явлений, к изучению которых мы приступаем.

В настоящее время широко известно, что электрические заряды имеют дискретную структуру, то есть носителями зарядов являются элементарные частицы – электроны, протоны и т.д. Однако в большинстве практически значимых случаев эта дискретность зарядов не проявляется, поэтому модель сплошной электрически заряженной среды хорошо описывает явления, связанные с движением заряженных частиц, то есть с электрическим током.

Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц .

С использованием электрического тока вы хорошо знакомы, так как электрический ток чрезвычайно широко используется в нашей жизни. Не секрет, что наша нынешняя цивилизация в основном базируется на производстве и использовании электрической энергии. Электрическую энергию достаточно просто производить, предавать на большие расстояния, преобразовывать в другие требуемые формы.

Кратко остановимся на возможных проявлениях действия электрического тока.

Тепловое действие электрического тока проявляется практически во всех случаях протекания тока. Благодаря наличию электрического сопротивления при протекании тока выделяется теплота, количество которой определяется законом Джоуля-Ленца, с которым вы должны быть знакомы. В некоторых случаях выделяемая теплота полезна (в разнообразных электронагревательных приборах), часто выделение теплоты приводит к бесполезным потерям энергии при передаче электроэнергии.

Магнитное действие тока проявляется в создании магнитного поля, приводящего к появлению взаимодействия между электрическими токами и движущимися заряженными частицами.

Механическое действие тока используется в разнообразных электродвигателях, преобразующих энергию электрического тока в механическую энергию.

Химическое действие проявляется в том, что протекающий электрический ток, может инициировать различные химические реакции. Так, например, процесс производства алюминия и ряда других металлов основан на явлении электролиза – реакции разложения расплавов оксидов металлов под действием электрического тока.

Световое действие электрического тока проявляется в появлении светового излучения при прохождении электрического тока. В некоторых случаях свечение является следствие теплового разогрева (например, в лампочках накаливания), в других движущиеся заряженные частицы непосредственно вызывают появление светового излучения.

В самом названии явления (электрический ток) слышны отголоски старых физических воззрений, когда все электрические свойства приписывались гипотетическое электрической жидкости, заполняющей все тела. Поэтому при описании движения заряженных частиц используется терминология аналогичная используемой при описании движения обычных жидкостей. Указанная аналогия простирается дальше простого совпадения терминов, многие законы движения «электрической жидкости аналогичны законам движения обычных жидкостей, а частично знакомые вам законы постоянного электрического тока по проводам аналогичны законам движения жидкости по трубам. Поэтому настоятельно рекомендуем вам повторить раздел, в котором описаны эти явления – гидродинамику.

1. В чем проявляется магнитное действие электрического тока? Объясните свой ответ.

Способность электрического тока, проходящего по проводникам второго рода, порождать вокруг этих проводов магнитное поле

2. Как с помощью компаса можно определить полюсы магнита? Объясните свой ответ.

Северный полюс стрелки притягивается к южному полюсу магнита, южный полюс — к северному.

3. Каким образом можно обнаружить наличие в пространстве магнитного поля? Объясните свой ответ.

Например с помощью железных опилок. Под действием магнитного поля тока железные опилки располагаются вокруг проводника не беспорядочно, а по концентрической окружности.

4. Как при помощи компаса определить, течет ли ток в проводнике? Объясните свой ответ.

Если стрелка компаса располагается перпендикулярно проводу, значит в проводе течет постоянный ток.

5. Можно ли разрезать магнит так, чтобы один из полученных магнитов имел только северный полюс, а другой — только южный? Объясните свой ответ.

Невозможно отделить полюса друг от друга разрезанием. Магнитные полюсы существуют только парами.

6. Каким способом можно узнать, есть ли ток в проводе, не пользуясь амперметром?

Используя магнитную стрелку, которая реагирует на ток в проводе.
Используя чувствительный вольтметр, подключив его к концам провода.

Действия электрического тока — Технарь

Мы не можем видеть движущиеся в металлическом проводнике электроны или в электролите ионы. О наличии электрического тока в цепи мы можем судить лишь по различным явлениям, которые вызывает электрический ток. Такие явления обычно называют действиями тока. Некоторые из этих действий легко наблюдать на опыте.

Тепловое действие тока можно наблюдать, например, присоединив к полюсам источника тока железную или никелиновую проволоку (рис. 242). Проволока нагревается и, удлинившись поэтому, слегка провисает. Ее даже можно раскалить докрасна. В электрических лампах, например, тонкая вольфрамовая проволочка накаливается током до яркого свечения. Если в цепи источника тока вместо проволоки будет раствор соли или кислоты, т. е. проводящая ток жидкость, то жидкость тоже нагреется.

Химическое действие тока было нами уже рассмотрено.

На рисунке 243 изображена установка для наблюдения магнитного действия тока. В этом опыте медный провод, покрытый изоляционным материалом, намотан на железный гвоздь. Когда цепь замкнута, гвоздь становится магнитом (намагничивается) и притягивает небольшие железные предметы: гвоздики, железные стружки, опилки.

С исчезновением тока в обмотке (при размыкании-цепи) гвоздь размагничивается. Рассмотрим еще явление взаимодействия между проводником с током и магнитом.

На рисунке 244 изображена висящая на нитях небольшая рамочка, на которую навито несколько витков тонкой медной проволоки. Концы обмотки присоединены к полюсам источника тока. Следовательно, в обмотке существует электрический ток. Если эту рамку поместить теперь между полюсами магнита, то она станет поворачиваться (рис. 245). В этом опыте мы наблюдаем механическое действие тока.

Явление взаимодействия катушки с током и магнита используют в устройстве прибора, называемого гальванометром. На рисунке 246, а показан внешний вид школьного гальванометра, а на рисунке 246, б — его условное изображение на схемах. Стрелка гальванометра связана с подвижной катушкой, находящейся в магнитном поле. Когда в катушке существует ток, стрелка отклоняется. Таким образом, с помощью гальванометра можно судить о наличии тока в цепи.

Следует заметить, что из всех рассмотренных нами действий электрического тока магнитное действие тока наблюдается всегда, какой бы проводник тока ни был: твердый, жидкий или газообразный.

Вопросы. 1. Как можно наблюдать на опыте тепловое действие тока? 2. Как можно наблюдать на опыте химическое действие тона? 3. Где на практике используют тепловое и химическое действия тока? 4. На каком опыте можно показать магнитное действие тока? 5. Какое действие тона используют в устройстве гальванометра?

Действие электрического тока на организм человека

Конспект по безопасности жизнедеятельности

Действие электрического тока на организм человека представляет комплекс сложных физических и биофизических процессов. Можно выделить четыре основных вида действия электрического тока на организм человека: термическое, электролитическое, биологическое и механическое. Термическое действие проявляется в ожогах участков тела, в нагреве кровеносных сосудов, внутренних органов, что вызывает в них серьёзные функциональные расстройства. Электролитическое действие заключается в разложении на компоненты крови, лимфы и других биологических жидкостей, что нарушает их физико-хими чес кий состав и нормальное функционирование. Биологическое действие проявляется в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, в раздражении и возбуждении живых тканей, что может сопровождаться судорожными сокращениями мышц, нарушением и даже прекращением деятельности жизненно важных систем и органов, в том числе сердца и лёгких. Механическое действие может выражаться в виде разрывов, расслоений и других подобных повреждений тканей (мышц, внутренних органов, кровеносных сосудов, нервных путей). Многообразие действий тока на организм нередко приводит к различным электротравмам, которые можно условно разделить на местные и общие.

Местные электротравмы – это ярко выраженные нарушения целостности тканей организма. Обычно это поражение кожи, реже – других мягких тканей, а также связок и костей. К характерным местным электротравмам относятся электрические ожоги и знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические электротравмы.

Электрические ожоги делятся на токовые, возникающие при прохождении тока непосредственно через тело человека, и дуговые, обусловленные тепловым воздействием на тело электрической дуги.

Электрические знаки возникают при хорошем контакте с токоведущими частями. Они представляют собой припухлость с затвердевшей в виде мозоли кожей серого или желтовато-белого цвета круглой или овальной формы. Края знаков резко очерчены белой каймой.

Металлизация кожи – это проникновение в верхние слои кожи паров и мельчайших частиц расплавленного металла от электрической дуги. При постоянном токе металлизация возможна как результат электролиза в местах контакта тела с токоведущей частью.

Электроофтальмия – это воспаление наружных оболочек глаз под действием мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно от электрической дуги, которая интенсивно излучает не только видимый свет, но и ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Механические электротравмы возникают в результате резких судорожных сокращений мышц непосредственно под действием протекающего по ним электрического тока. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей.

Общие электротравмы (электрические удары) возникают, когда электрическим током поражается организм человека в целом. Они сопровождаются судорожными сокращениями мышц и функциональными расстройствами в организме, проявляющимися сразу после воздействия тока или через несколько часов, дней и даже месяцев. В зависимости от тяжести поражения электрические удары условно делятся на четыре степени:

1-я степень характеризуется судорожными сокращениями мышц без потери сознания;

2-я степень характеризуется судорожными сокращениями мышц с потерей сознания;

3-я степень характеризуется нарушением работы сердца или лёгких;

4-я степень характеризуется отсутствием дыхания и кровообращения (состояние клинической смерти).

Клиническая смерть – это переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента прекращения деятельности сердца и лёгких. В этом состоянии у человека отсутствуют все признаки жизни: он не дышит, сердце не работает, нет реакций на болевые раздражения, зрачки расширены и не реагируют на свет. Однако жизнь в организме ещё не угасла, ибо ткани ещё не подвергаются распаду и человека ещё можно спасти. Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга (нейроны), с деятельностью которых связаны сознание и мышление. Поэтому продолжительность состояния клинической смерти определяется временем с момента прекращения работы сердца и лёгких до начала гибели клеток коры головного мозга и, как правило, составляет 3 – 4 минуты. Если не принять мер к реанимации пострадавшего (искусственное дыхание и непрямой массаж сердца), то по истечении времени состояния клинической смерти в организме могут возникнуть необратимые изменения, связанные с прекращением биологических процессов в клетках организма и последующим распадом белковых структур, т. е. начнётся переход в состояние биологической смерти.

Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца и дыхания или электрический шок.

Работа сердца может прекратиться как в результате прямого воздействия тока на мышцу сердца, так и рефлекторно, т. е. через центральную нервную систему. В обоих случаях возможна остановка сердца или его фибрилляция. Фибрилляция сердца – это беспорядочное сокращение волокон сердечной мышцы (фибрилл), при котором сердце не в состоянии выполнять функции насоса. Фибрилляция обычно продолжается недолго и, как правило, переходит в полную остановку сердца в состоянии биологической смерти.

Прекращение дыхания вызывается также прямым, а иногда и рефлекторным действием тока на мышцы грудной клетки.

Электрический шок – это своеобразная реакция организма в ответ на чрезмерное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ. При шоке вначале наступает кратковременная фаза возбуждения, когда пострадавший реагирует на возникшие боли, у него повышается кровяное давление. Вслед за этим наступает фаза торможения и истощения нервной системы, когда резко снижается кровяное давление, падает и учащается пульс, ослабевает дыхание, возникает депрессия — угнетённое состояние и полная безучастность к окружающему при сохранившемся сознании. Шоковое состояние может продолжаться от нескольких минут до нескольких суток. После этого может наступить или выздоровление как результат своевременного активного лечебного вмешательства, или гибель в результате полного угасания жизненно важных функций организма.

Конспект по безопасности жизнедеятельности

Действие тока на организм человека

Действие электрического тока на организм человека и первая помощь пострадавшим
Действие электрического тока на организм человека проявляется в следующих видах: термическое, электролитическое, механическое, биологическое.
Термическое воздействие проявляется в виде токового и дугового ожогов.

Степени ожога: покраснение, появление пузырей, омертвение тканей, обугливание. При этом следует учитывать площадь поражения.
При поражении электрическим током человек может получить местные электротравмы либо электрический удар.

Местные электротравмы: ожог, металлизация кожи, электрические знаки, электроофтальмия.
Электролитическое воздействие проявляется в виде поражения внутренних органов вследствие электрохимических реакций в теле человека.
Механическое воздействие может быть прямым или косвенным. Прямое механическое воздействие проявляется в виде разрыва мышечных тканей и стенок кровеносных сосудов за счет превращения лимфы или крови в пар. Косвенное механическое воздействие проявляется в виде ушибов, вывихов, переломов при резких непроизвольных су¬дорожных сокращениях мышц.
Биологическое воздействие проявляется в виде электрического удара — воздействия электрического тока на центральную нервную систему.

Электрический удар имеет несколько степеней:
1) легкая дрожь в суставах, слабая боль,
2) сильные боли в суставах,
3) потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания,
4) потеря сознания и остановка сердца либо остановка дыхания,
5) потеря сознания, остановка сердца, остановка дыхания, т.е. состояние клинической смерти.
На степень поражения человека электрическим током существенно влияют: величина тока, длительность протекания тока через тело человека, путь протекания, состояние кожи.
По величине и действию тока на организм человека различают ток ощутимый и ток не отпускающий, при котором пострадавший не может самостоятельно разжать руку. Ощутимый ток — постоянный около 5-8 мА, переменный — порядка 1 мА. Величина не отпускающего тока — порядка 15 30 мА. Токи более 30 мА считаются опасными.

Величина сопротивления тела человека в зависимости от внешних условий может меняться в широких пределах — от нескольких сотен Ом до десятков кОм. Особо резкое падение сопротивления наблюдается при напряжении до 40-50 В, когда сопротивление тела человека снижается в десятки раз. Однако при проведении расчетов на электробезопасность в сетях напряжением выше 50 В принято считать величину сопротивления тела человека 1000 Ом.

Чем меньше длительность протекания тока, тем больше величина допустимого тока. Если At =16 мс, то величина допустимого тока 30 мА.
Такая величина тока определяет требования к изоляции. Так, например, для сети с фазным напряжением 220 В сопротивление изоляции должно быть не менее 22000 Ом.

При поражении человека электрическим током следует немедленно отключить электроустановку в любом месте препятствующем протеканию тока в месте поражения. Если выключатель далеко, пострадавшего необходимо немедленно освободить от действия электрического тока, оттаскивая его за одежду, либо оттолкнув его каким-либо токонепроводящим предметом (палкой, доской).
Запрещается хватать пострадавшего голой рукой за оголенные участки тела.
После освобождения пострадавшего от действия электрического тока следует немедленно вызвать медицинскую помощь.
В случае необходимости до прибытия медицинской помощи пострадавшему делают искусственное дыхание или массаж сердца, уложив его на спину на твердую поверхность.

5. Действие электрического тока на организм человека и животных, допустимые параметры электрического тока. Мероприятия по охране труда

Электрический ток | Encyclopedia.com

Электрический ток обычно рассматривается как поток электронов. Когда два конца батареи соединяются друг с другом с помощью металлического провода, электроны выходят из одного конца (электрода или полюса) батареи через провод к противоположному концу батареи.

Электрический ток можно также рассматривать как поток положительных «дырок». «Дыра» в этом смысле — это область пространства, где обычно можно найти электрон, но не существует.Отсутствие отрицательного заряда электрона можно рассматривать как создание положительно заряженной дыры.

В некоторых случаях электрический ток может также состоять из потока положительно заряженных частиц, известных как катионы. Катион — это просто атом или группа атомов, несущих положительный заряд.

Измерение тока

Ампер (ампер) используется для измерения величины протекающего тока. Отделение было названо в честь французского математика и физика Андре Мари Ампера (1775–1836), основавшего современные исследования электрических токов.Ампер определяется как количество электронов, которые проходят через любую заданную точку за определенную единицу времени. Поскольку электрический заряд измеряется в кулонах, точное определение ампера — это количество кулонов, которые проходят через заданную точку каждую секунду.

Характеристики электрического тока

Разность потенциалов. Для протекания электрического тока необходимо выполнение ряда условий. Во-первых, между двумя точками должна существовать разность потенциалов. Термин разность потенциалов (или напряжение) означает, что сила, создаваемая группой электронов в одном месте, больше, чем сила электронов в другом месте. Большая сила отталкивает электроны от первого места ко второму.

Потенциальные различия обычно не встречаются в природе. В большинстве случаев распределение электронов в окружающем нас мире довольно равномерное. Однако ученые изобрели определенные виды устройств, в которых электроны могут накапливаться, создавая разность потенциалов. Например, батарея — это не что иное, как устройство для производства больших масс электронов на одном электроде (точка, из которой отправляется или принимается электрический ток) и недостатка электронов на другом электроде.Эта разница объясняет способность батареи генерировать разность потенциалов или напряжение.

Электрическое сопротивление. Второе условие, необходимое для протекания тока, — это путь, по которому могут перемещаться электроны. Некоторые материалы могут обеспечить такой путь, а другие — нет. Материалы, которые пропускают электрический ток, называются проводниками. Те, которые блокируют прохождение электрического тока, называются непроводниками или изоляторами. Металлический провод, соединяющий два полюса батареи в приведенном ранее примере, обеспечивает путь для движения электронов от одного полюса батареи к другому.

Электропроводность материалов — это внутреннее (или естественное) свойство, основанное на их сопротивлении движению электронов. Электроны в некоторых материалах связаны химическими связями и не могут проводить электрический ток. В других материалах большое количество электронов свободно перемещается, и они легко передают поток электронов.

Электрическое сопротивление (или удельное сопротивление) измеряется в единицах, известных как ом (Ом). Устройство было названо в честь немецкого физика Георга Симона Ома (1789–1854), первого человека, выразившего законы электропроводности.Противоположностью сопротивлению является проводимость, свойство, которое измеряется единицей, называемой mho (ом, записанный наоборот).

Сопротивление куска провода, используемого в электрической цепи, зависит от трех факторов: длины провода, его площади поперечного сечения и удельного сопротивления материала, из которого он сделан. Чтобы понять влияние электрического сопротивления, представьте себе воду, текущую по шлангу.

Количество воды, протекающей по шлангу, аналогично току в проводе.Подобно тому, как через толстый пожарный шланг может пройти больше воды, чем через тонкий садовый шланг, толстая металлическая проволока может пропускать больше тока, чем тонкая металлическая проволока. У провода чем больше площадь поперечного сечения, тем меньше его сопротивление; чем меньше площадь поперечного сечения, тем больше его сопротивление.

Аналогичное сравнение можно провести и по длине. Воду сложнее течь по длинному шлангу просто потому, что она должна течь дальше. Точно так же току труднее пройти по длинному проводу, чем по короткому.

Удельное сопротивление — это свойство материала, из которого изготовлен сам провод, которое различается от материала к материалу. Представьте, что вы наполняете пожарный шланг патокой, а не водой. Меласса будет течь медленнее просто из-за ее вязкости (липкости или сопротивления течению). Точно так же электрический ток проходит через некоторые металлы (например, свинец) с большим трудом, чем через другие металлы (например, серебро).

Электрические цепи

В большинстве случаев путь, по которому проходит электрический ток, известен как электрическая цепь.Как минимум, схема состоит из (1) источника электронов (например, батареи), который будет обеспечивать разность потенциалов, и (2) пути, по которому могут перемещаться электроны (например, металлической проволоки). Вспомните, что разность потенциалов (или напряжение) означает большую силу электронов в одном месте, чем в другом; эта большая сила толкает электроны к месту с меньшей силой.

Для любого практического (или полезного) применения ток также требует (3) устройства, работа которого зависит от протекания электрического тока.К таким приборам относятся электрические часы, тостеры, радио, телевизоры и различные типы электродвигателей. Во многих случаях электрические цепи также содержат (4) какой-то измеритель, который показывает величину электрического тока или разность потенциалов в цепи. Наконец, схема, вероятно, будет включать (5) различные устройства для управления потоком электрического тока, такие как выпрямители, трансформаторы, конденсаторы и автоматические выключатели.

Приборы можно включать в электрическую цепь одним из двух способов.В последовательной цепи ток течет через приборы один за другим. В параллельной цепи входящий ток разделяется и передается через каждую отдельную цепь независимо.

Важным преимуществом параллельных цепей является их устойчивость к повреждениям. Предположим, что какой-либо из приборов в последовательной цепи поврежден, и ток не может течь через него. Этот пробой предотвращает протекание тока в любом из приборов. При параллельной схеме такой проблемы не возникает.Если одно из устройств в параллельной цепи выходит из строя, ток все равно продолжает течь через другие устройства в цепи.

Принципиальная математическая зависимость, управляющая протеканием электрического тока в цепи, была обнаружена Омом в 1827 году. Закон Ома гласит, что величина тока (i) в цепи напрямую связана с разностью потенциалов (V) и обратно пропорциональна сопротивление (r) в цепи. Другими словами, i = V / r. Закон Ома гласит, что увеличение разности потенциалов

или уменьшение сопротивления приводит к увеличению тока.И наоборот, уменьшение разности потенциалов или увеличение сопротивления приводит к уменьшению тока. Чем сложнее становится электрическая цепь, тем труднее становится применить закон Ома.

Поток тока и поток электронов

Область электротехники обременена странной проблемой, которая возникла более 200 лет назад. Когда ученые впервые изучили поток электрического тока из одного места в другое, они считали, что этот поток создается движением крошечных частиц.Поскольку электрон еще не был обнаружен, они предположили, что эти частицы несут положительный заряд.

Сегодня мы знаем иначе. Электрический ток — это поток отрицательно заряженных частиц: электронов. Но обычай отображать электрический ток как положительный существует уже давно и до сих пор широко используется. По этой причине нередко можно увидеть электрический ток в виде потока положительных зарядов, хотя мы уже давно знаем это лучше.

Описанный до сих пор тип электрического тока — постоянный ток (DC).Постоянный ток всегда включает в себя движение электронов из области с высоким отрицательным зарядом в область с более низким отрицательным зарядом. Электрический ток, вырабатываемый батареями, — это постоянный ток.

Интересно, что подавляющее большинство электрического тока, используемого в практических целях, — это переменный ток (AC ток). Переменный ток — это ток, который очень быстро меняет направление своего протекания. В Северной Америке, например, коммерческие линии электропередач работают с частотой 60 герц.(Герц — это единица измерения частоты.) В линии с частотой 60 Гц ток меняет свое направление 60 раз каждую секунду.

Также широко используются другие типы переменного тока. За пределами Северной Америки чаще встречается линия электропередачи на 50 герц. А в самолетах переменный ток обычно составляет 400 герц.

[ См. Также Электричество; Электродвигатель ]

Что такое электрический ток? — Определение, единицы и типы — Видео и стенограмма урока

Постоянный и переменный ток

Сегодня широко используются два разных типа тока.Это постоянный ток, сокращенно DC, и переменный ток, сокращенно AC. В постоянного тока электроны текут в одном направлении. Батареи создают постоянный ток, потому что электроны всегда текут с «отрицательной» стороны на «положительную».

В постоянном токе электроны движутся в одном направлении.

Переменный ток , сокращенно AC, толкает электроны вперед и назад, изменяя направление потока несколько раз в секунду.В Соединенных Штатах ток меняет направление со скоростью 60 герц, или 60 раз за одну секунду. Генераторы, используемые на электростанциях для производства электроэнергии для вашего дома, предназначены для выработки переменного тока. Вероятно, вы никогда не замечали, что свет в вашем доме на самом деле мерцает при изменении направления тока, потому что это происходит слишком быстро, чтобы наши глаза могли его обнаружить.

Итак, зачем нам два типа тока и какой из них лучше? Что ж, это хороший вопрос, и тот факт, что мы все еще используем оба типа тока, должен сказать вам, что они оба служат определенной цели.Еще в 19 веке считалось, что для эффективной передачи энергии на большие расстояния между электростанцией и домом ее необходимо передавать при очень высоком напряжении. Проблема заключалась в том, что подавать в дом действительно высокое напряжение было чрезвычайно опасно для людей, живущих в нем.

Решением этой проблемы было снижение напряжения прямо за пределами дома, прежде чем отправлять его внутрь. С технологией, существовавшей в то время, было намного легче снизить напряжение переменного тока, чем постоянного, поэтому переменный ток выиграл как предпочтительный тип тока.По сей день мы все еще используем переменный ток для передачи электроэнергии на большие расстояния, в основном из-за его способности легко преобразовываться в другие напряжения.

Итак, зачем нам вообще DC? Что ж, в первую очередь, важно понимать, что в настоящее время у нас нет никакого способа хранить электрическую энергию. «Но постойте!» — скажете вы. «А что насчет батарей? Разве они не хранят электрическую энергию? На самом деле, батареи преобразуют электрическую энергию и хранят ее в виде химической энергии. Как мы упоминали ранее, батареи создают только постоянный ток и, в свою очередь, могут заряжаться только постоянным током.Это означает, что переменный ток необходимо сначала преобразовать в постоянный, прежде чем его можно будет использовать с батареей. Пока не будет изобретена батарея переменного тока, постоянный ток всегда будет необходим.

За последние несколько десятилетий постоянный ток стал более важным из-за широкого использования электроники. Все наши высокотехнологичные игрушки, такие как компьютеры и сотовые телефоны, содержат детали, которые работают только от постоянного тока. Это означает, что даже если многие из наших гаджетов подключаются к розетке переменного тока, мощность преобразуется в постоянный ток внутри устройства перед его использованием.

Единицы тока

Единицей измерения тока является ампер , но это слово часто сокращают до «ампер». Вероятно, самое обычное место, где можно увидеть что-то с номинальным током, — это коробка автоматического выключателя в вашем доме. Цифры на переключателях показывают, сколько ампер тока может пройти через прерыватель, прежде чем он отключится для защиты проводов. Это подводит нас к важному моменту. Ток измеряется количеством электрического заряда, который проходит через заданную точку, например автоматический выключатель, за период времени в одну секунду.Поскольку электрический заряд измеряется в кулонах, а время — в секундах, истинной единицей измерения тока является кулон в секунду. Но разве не проще сказать «амперы»? К счастью для нас, один ампер определяется как один кулон в секунду, так что технически это одно и то же.

Итоги урока

Подведем итоги тому, что мы узнали. Проводники содержат много свободных электронов, которые обычно перемещаются от атома к атому в случайных направлениях. Когда к проводнику прикладывается напряжение, все свободные электроны текут в одном направлении, которое называется током.В то время как электрическая энергия передается через проводник почти со скоростью света, отдельные электроны движутся гораздо медленнее.

Существует два вида электрического тока: постоянный и переменный. В постоянном токе, сокращенно DC, электроны движутся в одном направлении. Этот тип тока создается, когда электроны движутся по цепи, чтобы перейти от «отрицательного» конца к «положительному» концу батареи. Постоянный ток имеет важные применения в хранении энергии и для питания многих наших электронных устройств.

В переменном токе, сокращенно AC, электроны меняют направление несколько раз в секунду. Этот тип тока создается генераторами на электростанции, потому что он лучше всего подходит для передачи электроэнергии на большие расстояния. Наконец, единицей измерения тока является ампер, который определяется как один кулон заряда, проходящий через заданную точку за одну секунду.

Результаты обучения

После этого урока вы сможете:

Суммировать, как электроны движутся в токе
Различие между переменным и постоянным током
Определить текущую единицу

Основы практики, История процедуры, Задача

Автор

Брайан Дж. Дейли, MD, MBA, FACS, FCCP, CNSC Профессор и программный директор, Департамент хирургии, начальник, Отделение травм и критических состояний, Медицинский научный центр Университета Теннесси, Медицинский колледж

Брайан Дж. Дейли, доктор медицинских наук , MBA, FACS, FCCP, CNSC является членом следующих медицинских обществ: Американская ассоциация хирургии травм, Восточная ассоциация хирургии травм, Южная хирургическая ассоциация, Американский колледж грудных врачей, Американский колледж хирургов, American Medical Ассоциация, Ассоциация академической хирургии, Ассоциация хирургического образования, Шоковое общество, Общество реаниматологии, Юго-Восточный хирургический конгресс, Медицинская ассоциация Теннесси

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Соавтор (ы)

Хуан Дж. Гальегос, доктор медицины Врач-ординатор по общей хирургии, Мемориальная больница Университета Теннесси

Хуан Дж. Гальегос, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Американской медицинской ассоциации, Общества торакальных хирургов, Медицинской ассоциации Теннесси, Техасской медицинской Association

Раскрытие информации: не подлежит раскрытию.

Jose Fernando Aycinena Goicolea, MD Колоректальный хирург, The Longstreet Clinic

Jose Fernando Aycinena Goicolea, MD является членом следующих медицинских обществ: Американский колледж хирургов, Медицинское общество Пенсильвании

Раскрытие информации.

Али Фарук Маллат, доктор медицины, магистр медицины, FACS Доцент кафедры хирургии, Общий медицинский центр Акрона, больница Хиллкрест, клиника Кливленда

Али Фарук Маллат, доктор медицины, магистр медицины, FACS является членом следующих медицинских обществ: Американский колледж Хирурги, Американская медицинская ассоциация, Восточная ассоциация хирургии травм, Международный колледж хирургов Секция США, Национальная арабская американская медицинская ассоциация, Общество американских желудочно-кишечных и эндоскопических хирургов, Общество интенсивной терапии, Общество хирургических инфекций

Раскрытие: Ничего не сказано раскрыть.

Специальная редакционная коллегия

Франсиско Талавера, фармацевт, доктор философии Адъюнкт-профессор, Фармацевтический колледж Медицинского центра Университета Небраски; Главный редактор Medscape Drug Reference

Раскрытие информации: Получил зарплату от Medscape за работу. для: Medscape.

Роберт Л. Шеридан, доктор медицины Заместитель начальника штаба, начальник ожоговой хирургии, Больница Шрайнерс Бернс; Доцент кафедры хирургии отделения травм и ожогов, Массачусетская больница общего профиля и Гарвардская медицинская школа

Роберт Л. Шеридан, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американская академия педиатрии, Американская ассоциация хирургии травм , Американская ожоговая ассоциация, Американский колледж хирургов

Раскрытие информации: нечего раскрывать.

Главный редактор

Джон Гейбель, доктор медицинских наук, доктор медицинских наук, заместитель председателя AGAF и профессор отделения хирургии отделения гастроинтестинальной медицины, профессор отделения клеточной и молекулярной физиологии Медицинской школы Йельского университета; Директор хирургических исследований хирургического отделения больницы Йель-Нью-Хейвен; Член Американской гастроэнтерологической ассоциации; Член Королевского медицинского общества

Джон Гейбель, доктор медицинских наук, магистр, доктор наук, AGAF является членом следующих медицинских обществ: Американской гастроэнтерологической ассоциации, Американского физиологического общества, Американского общества нефрологов, Ассоциации академической хирургии, Международного общества нефрологов. , Нью-Йоркская академия наук, Общество хирургии пищеварительного тракта

Раскрытие информации: нечего раскрывать.

Благодарности

Авторы и редакторы Medscape Reference выражают признательность предыдущему соавтору Джозефу Маккадамсу, доктору медицины, за вклад в разработку и написание этой статьи.

Влияние плотности электрического тока на механические свойства современных высокопрочных сталей при квазистатических растягивающих нагрузках

Троицкий О.А. Электромеханический эффект в металлах Письма Журн. Experim. Теорет.Физ. Vol. 10, No. 1, pp. 18–22, 1969.

Google ученый

Конрад, Х., «Влияние электрического тока на фазовые превращения твердого тела в металлах» Материаловедение и инженерия: A, Vol. 287, № 2, с. 227–237, 2000.

Статья Google ученый

Конрад, Х., «Электропластичность в металлах и керамике» Материаловедение и инженерия: A, Vol.287, № 2, с. 276–287, 2000.

Статья Google ученый

Росс, К. Д., Ирвин, Д. Б. и Рот, Дж. Т., «Производственные аспекты, связанные с влиянием постоянного тока на свойства металлов при растяжении», Журнал технических материалов и технологий, том. 2007, 129, № 2, стр. 342–347.

Статья Google ученый

Перкинс Т.А., Кроненбергер Т.Дж. И Рот, Дж. Т., «Металлическая ковка с использованием электрического потока в качестве альтернативы теплой / горячей обработке», Journal of Manufacturing Science and Engineering, Vol. 2007. 129, № 1. С. 84–94.

Статья Google ученый

Рот, Дж. Т., Локер, И., Маук, Д., Уорнер, М., Головащенко, С., и Краузе, А., «Повышенная формуемость алюминиевого листового металла 5754 с использованием электрического импульса». Североамериканский производственный научно-исследовательский институт малого и среднего бизнеса, Vol.36, стр. 405–412, 2008.

Google ученый

Грин, К. Р., МакНил, Т. А. и Рот, Дж. Т., «Устранение упругой отдачи для сплавов Al-6111 с использованием производства с использованием электроэнергии (EAM)» Сделки Североамериканского производственного научно-исследовательского института малого и среднего бизнеса, Vol. 37, № pp. 2009, 2009.

Google ученый

Саландро, В. А., Халифа, А., и Рот, Дж.T., «Повышение деформируемости при растяжении сплава магния AZ31B-O с использованием электрических импульсов» Transacrions, Североамериканский производственный научно-исследовательский институт Общества инженеров-технологов, Vol. 37, стр. 387–394, 2009.

Google ученый

Саландро, Вашингтон, Хонг, С. -Т., Смит, М.Т., Джонс, Дж. Дж., МакНил, Т.А., и Рот, Дж. Т., «Формование листового металла Al 5xxx с использованием импульсного тока для различных термообработок» Журнал производственной науки и техники, Vol.132, No. 5, Paper No. 051016, 2010.

Google ученый

10.

Roh, JH, Seo, JJ, Hong, S. -T., Kim, MJ, Han, H., N., and Roth, JT, «Механическое поведение алюминиевых сплавов 5052-h42 под Импульсный электрический ток »International Journal of Plasticity, Vol. 58, pp. 84–99, 2014.

Статья Google ученый

11.

Ким, М. Дж., Ли, К., О, К. Х., Чой, И. С., Ю, Х. Х. и др., «Отжиг под действием электрического тока при одноосном растяжении алюминиевого сплава» Scripta Materialia, Vol. 2014. 75, № 15, с. 58–61.

Статья Google ученый

12.

Петров, Р., Кестенс, Л., Васильковска, А., Хубарт, Ю., «Микроструктура и текстура слегка деформированной стали на основе TRIP, характеризуемые с помощью метода EBSD» Материаловедение и Инженерное дело: A, Vol. 447, вып.1. С. 285–297, 2007.

Статья. Google ученый

13.

Беляков А., Кимура Ю. и Цузаки К., «Эволюция микроструктуры в двухфазной нержавеющей стали при сильной деформации» Acta Materialia, Vol. 54, № 9, с. 2521–2532, 2006.

Статья Google ученый

Электрические ожоги | DermNet NZ

Автор: Маде Ананда Кришна, врач общей практики, больница Cipto Mangunkusumo, медицинский факультет Universitas, Индонезия; Главный редактор: Hon A / Prof Amanda Oakley, дерматолог, Гамильтон, Новая Зеландия, сентябрь 2015 г.Пересмотрено в феврале 2021 г.

Что такое электрический ожог?

Электрический ожог — это повреждение тканей, вызванное контактом с электрическим током, например проводами под напряжением или молнией.

Электрические ожоги делятся на:

Низковольтное повреждение (<1000 В) по сравнению с высоковольтным (> 1000 В)
Термическое повреждение из-за электрического удара по сравнению с током, протекающим непосредственно через тело.

Тяжелая или смертельная травма, вызванная поражением электрическим током, называется поражением электрическим током.

Кто получил электрический ожог?

Электротравмы — относительно редкая причина ожогов, но ежегодно в США они уносят около 1000 смертей. Любой человек, соприкасающийся с электрическим током, может получить электрический ожог. Обычно пациентом с травмой / ожогом от низкого напряжения является здоровый молодой человек дома или на рабочем месте. Травмы, связанные с высоким напряжением, реже являются профессиональными. Треть всех поражений электрическим током, вызванных высоким напряжением, возникает в результате удара молнии. Сообщается, что недавний вид искусства, фрактальное сжигание дерева, вызывает электрические ожоги под высоким напряжением.

Что вызывает электрический ожог?

Электричество определяется как поток электронов. Электроны текут, когда есть разница в электрическом потенциале между двумя точками (напряжение). Чем выше напряжение, тем выше ток электронов (Закон Ома).

Степень и тяжесть повреждения кожи зависит от:

Сила тока: функция напряжения и сопротивления ткани
Тип электрической цепи (постоянный или переменный ток)
Путь тока через тело
Продолжительность контакта.

Каковы клинические признаки электрического ожога?

Электротравма приводит к повреждению тканей / органов по трем причинам:

Электрический ток проходит через ткани тела и вызывает прямую травму
Электрическая энергия преобразуется в тепловую
Непрямое механическое воздействие, вызывающее неконтролируемое сокращение мышц и падения, особенно при травмах, вызванных высоким напряжением.

Электрический ожог низкого напряжения

Электрический ток низкого напряжения приводит к 2 четко очерченным глубоким частичным или полным электротермическим ожогам:

Контактный ожог в месте проникновения (например, руки, череп)
Выходная рана (например, пятки при контакте с землей).

Электрический ожог высоким напряжением

Травма, вызванная высоким напряжением, может быть вызвана прямым контактом или миганием.

При прямом контакте с поражением высоким напряжением возникает безболезненный ожог на всю толщину кожи с зазубринами желтовато-серого цвета, который иногда сопровождается центральным некрозом.
Мигающая травма, вызванная высоким напряжением, может вызвать поверхностный ожог, ожог частичной толщины или разрушительные повреждения всей толщины, вызванные электрической дугой.

Электрическая дуга или искра, включая удар молнии, возникают между сильно заряженным источником и землей, достигая температуры до 2500 ° C.

Эта высокая температура вызывает прямой ожог кожи.
Искра воспламеняет одежду; последующее пламя также обжигает кожу.
Электрический ток, протекающий через ткани тела, вызывает электротермическое нагревание.
Это приводит к ожогам от поцелуев.

Ожог поцелуя — это электрическая дуга, возникающая между двумя поверхностями кожи, обращенными друг к другу, и зажатыми между суставами, обычно локтевыми и коленными сгибами. Дуга пересекает сгибающую складку и обжигает две «целующиеся» поверхности кожи, вызывая обширное разрушение подлежащих тканей.

Оценка поражения кожи сама по себе может недооценивать степень основного повреждения ткани.

Как диагностировать электрический ожог?

Предыдущее электрическое воздействие подтверждает диагноз электрического ожога.

Пациенту без сознания в соответствующих условиях окружающей среды:

Включить электротравму в дифференциальный диагноз
Активируйте протокол Advanced Trauma Life Support, надежно защитив дыхательные пути, дыхание и кровообращение
Тщательно осмотрите все системы органов (см. Ниже)
Рассчитать общую площадь поверхности тела (ОППТ) ожога кожи
Наблюдение за нервно-сосудистым статусом конечностей для выявления компартмент-синдрома.

Кожа

Сердце

Аритмия
Остановка сердца

Дыхательная система

Остановка дыхания, вызванная тетанией дыхательных мышц или дисфункцией центральной нервной системы

Сосудистая система *

Развитие аневризмы
Ишемия тканей

Неврологическая система *

Нарушение сознания
Паралич и парестезия (обычно преходящие)
Периферическая невропатия
Травма спинного мозга

Костно-мышечная система * #

Некроз мышц и синдром компартмента
Переломы / вывихи

Почки

Почечная недостаточность, вызванная миоглобинурией при обширном некрозе мышц

Другое

Катаракта
Нейропсихологические эффекты

Примечание:

* Сосуды, нервы и мышцы являются хорошими проводниками и непосредственно разрушаются при прохождении через них электронов.
# Кости и сухожилия обладают наибольшим сопротивлением электрическому току; электрическая энергия преобразуется в тепло, вызывая термическую травму.

Расчет общей площади поверхности тела

Существует несколько способов определения TBSA.

Правило девятки: доля площади поверхности тела у взрослых отличается от таковой у младенцев и детей.
Диаграмма Лунда и Браудера более точна, чем правило девяток для детей и младенцев.
Используйте размер руки пациента, чтобы представить 1% TBSA.

Электрокардиография

Электрокардиография (ЭКГ) должна выполняться в каждом случае электрического ожога. Постоянный кардиологический мониторинг необходим, если есть документально подтвержденная аритмия и признаки ишемии, потеря сознания в анамнезе или подозрение на поражение электрическим током, вызванным высоким напряжением.

Другие тесты

Полный анализ крови, электролиты, азот мочевины крови и креатинин назначают пациентам с серьезными травмами или при наличии риска токопроводящих травм (наличие входных и выходных ран или нарушений ритма).

Анализ мочи на наличие крови без эритроцитов может указывать на миоглобинурию из-за разрушения мышц.

Уровень креатининкиназы следует измерять при высоковольтных повреждениях, поскольку его пиковая концентрация предсказывает степень мышечного повреждения, риск ампутации, смертность и продолжительность пребывания в больнице.

Как лечить электрический ожог?

Добольничная обстановка

В доврачебной обстановке приоритеты следующие:

Обеспечение безопасности места: убедитесь, что пациент больше не соприкасается с проводами под напряжением, прежде чем прикасаться к ним.
Выключите источник питания, который предположительно может стать причиной электрического ожога / травмы
Обследуйте пациента без сознания на предмет возможной остановки сердца и назначьте сердечно-легочную реанимацию (СЛР)
Обеспечивает жидкостную реанимацию и обезболивание.

Лечение ран от электрического ожога

Лечение ран от электрического ожога должно включать:

Очищение: удаление рыхлых тканей и остатков волдырей
Увлажнение, способствующее ранней эпителизации
Нанесите противомикробное средство широкого спектра действия.Варианты включают:

Крем с сульфадиазином серебра: широкий спектр действия, хороший профиль безопасности, но не проникает через струпы
Крем мафенид: широкий спектр действия, может проникать через струп, но может вызывать метаболический ацидоз, и нанесение является болезненным
Нитрат серебра: широкий спектр, необходимо наносить каждые 4 часа, окрашивает и обладает потенциальной осмолярной разбавляющей способностью.

Хирургическое лечение

Процедура ранней декомпрессии необходима для сокращенного и тугого отдела конечности (например, предплечья, ноги) на основании оценки периферических сосудов.

Прогрессирующая сенсорно-двигательная дисфункция
Сильная боль
Потеря артериального сигнала при ультразвуковой допплерографии
Неадекватная ранняя реанимация

Хирургическая обработка нездоровой ткани с окончательным закрытием раны проводится на 3-5 день после того, как поврежденная ткань хорошо разграничена.

Иссечение и трансплантация могут потребоваться при контрактурах через несколько недель после глубоких частичных и полнослойных ожогов.

Каков исход электрического ожога?

Глубокие раны на частичную или полную толщину неизбежно вызывают образование рубцов.Другие потенциальные долгосрочные осложнения ожоговых травм включают:

Неврологический дефицит: периферическая невропатия и дисфункция центральной нервной системы: они развиваются в течение нескольких недель или месяцев
Посттравматическое стрессовое расстройство и большая депрессия
Катаракта при повреждении глаза
Гетеротопическая оссификация и невриномы.

Электрический ожог может быть смертельным, особенно в результате воздействия низкого напряжения или молнии.Высоковольтные травмы вызывают большую заболеваемость, чем низковольтные ожоги, включая больше медицинских осложнений, требуют большего хирургического вмешательства и имеют большее психологическое воздействие.

Как работает пьезоэлектричество | ОРЕЛ

Пьезо что? Кажется, это сложно понять, но это легко понять. Слово пьезоэлектрический происходит от греческого слова piezein, что буквально означает сжимать или давить. Вместо того чтобы сжимать виноград, чтобы сделать вино, мы сжимаем кристаллы, чтобы создать электрический ток! Пьезоэлектричество встречается в тоннах повседневных электронных устройств, от кварцевых часов до динамиков и микрофонов.В двух словах:

Пьезоэлектричество — это процесс использования кристаллов для преобразования механической энергии в электрическую или наоборот.

Обычные кристаллы характеризуются своей организованной и повторяющейся структурой атомов, которые удерживаются вместе связями, это называется элементарной ячейкой. Большинство кристаллов, таких как железо, имеют симметричную элементарную ячейку, что делает их бесполезными для пьезоэлектрических целей.

( Источник изображения )

Есть и другие кристаллы, которые объединяются в пьезоэлектрических материалов .Структура этих кристаллов несимметрична, но они все еще находятся в электрически нейтральном балансе. Однако, если вы приложите механическое давление к пьезоэлектрическому кристаллу, структура деформируется, атомы будут выталкиваться, и внезапно вы получите кристалл, который может проводить электрический ток. Если вы возьмете тот же пьезоэлектрический кристалл и подадите на него электрический ток, кристалл будет расширяться и сжиматься, преобразовывая электрическую энергию в механическую.

( Источник изображения )

Типы пьезоэлектрических материалов

Существует множество пьезоэлектрических материалов, которые могут проводить электрический ток, как искусственный, так и естественный.Наиболее известным и первым пьезоэлектрическим материалом, используемым в электронных устройствах, является кристалл кварца. Другие природные пьезоэлектрические материалы включают тростниковый сахар, соль Рошель, топаз, турмалин и даже кость.

Кристалл кварца. ( Источник изображения )

Поскольку пьезоэлектрические технологии начали развиваться после Первой мировой войны, мы начали разработку искусственных материалов, которые по своим характеристикам не уступали кварцу. Искусственные пьезоэлектрические материалы включают:

PZT изготовлен из цирконата-титаната свинца и может производить большее напряжение, чем кварц, при таком же механическом давлении.

Пьезокерамика PZT, используемая в ультразвуковых датчиках. ( Источник изображения )

Титанат бария — керамический пьезоэлектрический материал, который был открыт во время Второй мировой войны и известен своей долговечностью.

Титанат бария. ( Источник изображения )

Ниобат лития — это материал, который объединяет кислород, литий и нобий вместе в керамический материал, который по своим свойствам аналогичен титанату бария.

Ниобат лития. ( Источник изображения )

Как работает пьезоэлектричество

У нас есть специальные материалы, которые подходят для пьезоэлектричества, но как именно работает этот процесс? С пьезоэлектрическим эффектом. Самая уникальная черта этого эффекта в том, что он работает двумя способами. Вы можете приложить механическую или электрическую энергию к тому же пьезоэлектрическому материалу и получить противоположный результат.

Приложение механической энергии к кристаллу называется прямым пьезоэлектрическим эффектом и работает следующим образом:

Пьезоэлектрический кристалл помещен между двумя металлическими пластинами.На этом этапе материал находится в идеальном балансе и не проводит электрический ток.
Затем к материалу прикладывается механическое давление со стороны металлических пластин, которое нарушает баланс электрических зарядов внутри кристалла. На противоположных сторонах грани кристалла появляются избыточные отрицательные и положительные заряды.
Металлическая пластина собирает эти заряды, которые можно использовать для создания напряжения и передачи электрического тока через цепь.

( Источник изображения )

Вот и все, простое приложение механического давления, сжатие кристалла и внезапно возникает электрический ток.Вы также можете сделать обратное, подав электрический сигнал на материал в виде обратного пьезоэлектрического эффекта . Работает так:

В той же ситуации, что и в примере выше, у нас есть пьезоэлектрический кристалл, расположенный между двумя металлическими пластинами. Структура кристалла идеально сбалансирована.
Затем к кристаллу прикладывается электрическая энергия, которая сжимается и расширяет структуру кристалла.
По мере того, как структура кристалла расширяется и сжимается, он преобразует полученную электрическую энергию и высвобождает механическую энергию в виде звуковой волны.

( Источник изображения )

Обратный пьезоэлектрический эффект используется во множестве приложений. Возьмем, к примеру, динамик, который подает напряжение на пьезоэлектрическую керамику, заставляя материал вибрировать в воздухе в виде звуковых волн.

Открытие пьезоэлектричества

Пьезоэлектричество было впервые открыто в 1880 году двумя братьями и французскими учеными, Жаком и Пьером Кюри. Экспериментируя с множеством кристаллов, они обнаружили, что приложение механического давления к определенным кристаллам, таким как кварц, высвобождает электрический заряд.Они назвали это пьезоэлектрическим эффектом.

Пьер Кюри с женой Марией в своей лаборатории. ( Источник изображения )

В следующие 30 лет пьезоэлектричество использовалось в основном для лабораторных экспериментов и дальнейшего совершенствования. Только в Первой мировой войне пьезоэлектричество использовалось для практических применений в гидролокаторах. Сонар работает путем подключения напряжения к пьезоэлектрическому передатчику. Это обратный пьезоэлектрический эффект, который преобразует электрическую энергию в механические звуковые волны.

( Источник изображения )

Звуковые волны проходят через воду, пока не ударяются о предмет. Затем они возвращаются к исходному приемнику. Этот приемник использует прямой пьезоэлектрический эффект для преобразования звуковых волн в электрическое напряжение, которое затем может обрабатываться устройством обработки сигнала. Используя время между уходом сигнала и его возвратом, можно легко рассчитать расстояние до объекта под водой.

С успехом сонара пьезоэлектричество привлекло внимание военных.Вторая мировая война продвинула технологию еще дальше, поскольку исследователи из США, России и Японии работали над созданием новых искусственных пьезоэлектрических материалов, называемых сегнетоэлектриками. Это исследование привело к созданию двух искусственных материалов, которые используются наряду с кристаллами природного кварца, титанатом бария и титанатом цирконата свинца.

Пьезоэлектричество сегодня

В современном мире электроники пьезоэлектричество используется повсеместно. Когда вы спрашиваете Google, как пройти к новому ресторану, в микрофоне используется пьезоэлектричество.В Токио есть даже метро, которое использует силу человеческих шагов для питания пьезоэлектрических структур в земле. Пьезоэлектричество используется в следующих электронных приложениях:

Приводы

Приводы

используют пьезоэлектричество для питания таких устройств, как вязальные машины и машины Брайля, видеокамеры и смартфоны. В этой системе металлическая пластина и исполнительное устройство скрепляют вместе пьезоэлектрический материал. Затем к пьезоэлектрическому материалу прикладывается напряжение, которое расширяется и сжимается.Это движение также заставляет привод двигаться.

( Источник изображения )

Динамики и зуммеры

В динамиках

пьезоэлектричество используется для питания таких устройств, как будильники и других небольших механических устройств, для которых требуется высокое качество звука. Эти системы используют обратный пьезоэлектрический эффект путем преобразования звукового сигнала напряжения в механическую энергию в виде звуковых волн.

( Источник изображения )

Драйверы

Драйверы

преобразуют низковольтную батарею в более высокое напряжение, которое затем можно использовать для управления пьезоустройством.Этот процесс усиления начинается с генератора, который выдает синусоидальные волны меньшего размера. Эти синусоидальные волны затем усиливаются пьезоусилителем.

( Источник изображения )

Датчики

Датчики

используются в различных приложениях, таких как микрофоны, гитары с усилителями и медицинское оборудование для обработки изображений. В этих устройствах используется пьезоэлектрический микрофон для обнаружения изменений давления в звуковых волнах, которые затем могут быть преобразованы в электрический сигнал для обработки.

( Источник изображения )

Мощность

Одно из самых простых применений пьезоэлектричества — это зажигалка для сигарет. Нажатие кнопки зажигалки выпускает подпружиненный молоток в пьезоэлектрический кристалл. Это создает электрический ток, который проходит через искровой промежуток, нагревая и воспламеняя газ. Эта же пьезоэлектрическая система питания используется в более крупных газовых горелках и плитах духовок.

( Источник изображения )

Двигатели

Пьезоэлектрические кристаллы идеально подходят для приложений, требующих высокой точности, таких как движение двигателя.В этих устройствах пьезоэлектрический материал получает электрический сигнал, который затем преобразуется в механическую энергию, чтобы заставить керамическую пластину двигаться.

( Источник изображения )

Пьезоэлектричество и будущее

Что ждет пьезоэлектричество в будущем? Возможностей предостаточно. Одна популярная идея, которую выдвигают изобретатели, — это использование пьезоэлектричества для сбора энергии. Представьте себе, что в вашем смартфоне есть пьезоэлектрические устройства, которые можно активировать простым движением вашего тела, чтобы они оставались заряженными.

Если подумать немного шире, вы также можете встроить пьезоэлектрическую систему под тротуарную дорогу, которая может приводиться в действие колесами проезжающих автомобилей. Эту энергию затем можно было использовать для светофоров и других близлежащих устройств. Добавьте к этому дорогу, заполненную электромобилями, и вы окажетесь в чистой положительной энергетической ситуации.

Хотите помочь продвинуть пьезоэлектричество в будущее? Autodesk EAGLE предлагает массу бесплатных пьезобиблиотек, готовых для использования в вашем следующем проекте.Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

Лечение детей с электротравмами

Родом из южной Флориды, Джон Криг знаком со случайными электрическими штормами и травмами, которые они получают после работы в отделении неотложной помощи в Медицинской школе Университета Майами. Поэтому, когда его попросили выступить на Grand Rounds в Детском центре Джона Хопкинса в Балтиморе, где он работает педиатром, для него было вполне естественно выбрать неотложную помощь и лечение электротравм в качестве своей темы.

«Электрические травмы здесь случаются не так часто, поэтому я подумал, что было бы хорошо изучить литературу и выяснить, на что обращать внимание педиатров и как они должны лечить пациентов», — говорит Криг.

Что он узнал?

По всей стране из-за поражения электрическим током ежегодно оказывается около 3000 госпитализаций. Электрические травмы у взрослых, как правило, возникают на рабочем месте, но у детей, на долю которых приходится 20 процентов электрических травм, они чаще всего происходят в домашних условиях, причем наиболее частой причиной является воздействие электрических розеток и проводов.Сообщалось о значительной заболеваемости, включая деформации лица, у детей, укушенных электрическими шнурами.
Электрические травмы обычно классифицируются по источнику питания (молния или электрический ток), напряжению (высокое или низкое) и току (переменному или постоянному). Основным фактором, определяющим травму, является сила тока, протекающего через тело. В зависимости от напряжения, силы тока, пути, продолжительности контакта и типа цепи электрические ожоги могут вызвать различные травмы от минимального до тяжелого поражения нескольких органов.Сорок процентов серьезных электрических травм заканчиваются смертью.
Прямое воздействие электрического тока на ткани тела включает асистолию, опасное для жизни отсутствие электрической активности в сердце. Электрическая энергия также может быть преобразована в тепловую, что приводит к ожогам или запускает электропорацию, что может вызвать медленную гибель клеток и некроз тканей. Тупая механическая травма может быть результатом взрыва или падения, связанного с поражением электрическим током.
Заболеваемость и смертность в значительной степени зависят от конкретного типа электрического контакта.Травмы, вызванные высоким напряжением, часто приводят к тяжелым ожогам и тупым травмам. Повреждения кожи включают поверхностные ожоги, ожоги частичной и полной толщины; так называемые ожоги поцелуев, или ожоги сгибателей кожи, прилегающей к суставам; и подобные татуировке ожоги Лихтенберга от молнии.
Сердечные проявления включают аритмию в 15 процентах случаев поражения электрическим током, асистолию и фибрилляцию желудочков. Смертельная аритмия может возникнуть из-за горизонтального тока (из рук в руки) и вертикального тока (из головы в ногу).Отсроченная аритмия, синусовая тахикардия и преждевременные сокращения желудочков — обычное явление при электротравмах.
Неврологические эффекты включают потерю сознания, вегетативную дисфункцию, угнетение дыхания, слабость, паралич и кераунопаралич, временный паралич, характерный для травм от молнии и характеризующийся синим, пятнистым и отсутствием пульса на конечностях.
Повреждения почек включают рабдомиолис, который может привести к острой почечной недостаточности в результате поражения электрическим током или удара молнии.Скелетно-мышечные травмы включают ожоги надкостницы, синдром острого компартмента и некроз тканей. Сосудистые повреждения включают отсроченный артериальный тромбоз, аневризму и разрыв, вызванные медиальной коагуляцией и некрозом.
При оценке электротравмы внешняя травма не предсказывает внутреннюю травму. Ожоги часто в конечном итоге намного хуже, чем они появляются в отделении неотложной помощи. «Вы могли бы отлично выглядеть, но это не значит, что у вас нет аритмии или острого повреждения почек», — говорит Криг.«В качестве альтернативы, у вас могут быть очень сильные ожоги третьей степени, и вы будете в полном порядке».
Педиатры, которые могут столкнуться с несколькими жертвами молнии, должны следовать подходу обратной сортировки с агрессивной и длительной СЛР — другими словами, сначала лечить пациентов, у которых отсутствует пульс и которые не реагируют. «Вы действительно отдаете предпочтение людям, которые кажутся умершими», — говорит Криг. «Скорее всего, нет. Просто нужно перезагрузить всю их систему «.
Для пациентов без длительного бессознательного состояния или остановки сердца прогноз выздоровления отличный.Люди, получившие низковольтные травмы с остановкой сердца или дыхания, могут полностью выздороветь после немедленной СЛР на месте происшествия.

Что нужно домой для педиатров?

«Если вы участковый педиатр и кто-то приходит к вам после удара током, немедленно сделайте ЭКГ и, если что-то покажется ненормальным, немедленно направьте пациента в реанимацию», — говорит он. «Если ЭКГ выглядит совершенно нормально для возраста ребенка, можно отправить ребенка домой, если у вас нет никаких сомнений в том, что вы видите.У некоторых пациентов могут развиться аритмии после нормальной ЭКГ ».

Медицинский консьерж

Johns Hopkins предлагает бесплатную помощь в записи на прием и планировании поездки. Запросить бесплатную помощь:

Все поля обязательны * .

Разное