Электробезопасность для населения

   Одной из особенностей электрического тока является то, что он невидим, не имеет ни запаха, ни цвета, поэтому обнаружить его без специальных приборов человек не может. Электрический ток поражает внезапно, когда человек оказывается «включенным» в цепь прохождения тока. При этом ток повреждает ткани на всем пути его прохождения через тело человека.  

   Поражение электрическим током может наступить и при приближении на недопустимо близкое, опасное расстояние к находящимся под напряжением токоведущим частям, а так же при попадании человека под так называемое «шаговое напряжение», возникающее в зоне падения на землю проводов действующих линий электропередачи.  

Опасно ли «домашнее электричество»?

   Весь домашний «электропарк», работает от сети напряжением 220 вольт. Сила тока, который течет в проводах наших квартир, составляет 5 — 10 ампер, что смертельно опасно.

Уже при силе тока в 0,1- 0,15 ампер человек не может самостоятельно оторваться от электропровода.

  Из бытовой техники наиболее опасны стиральные машины: они устанавливаются обычно во влажных помещениях, вблизи водопровода, и электрический кабель бросается, как правило, просто на пол. Опасны электронагреватели. Электрические приборы, имеющие металлический корпус, опаснее приборов в корпусе из пластмассы.    

   Смертельно опасная ситуация в быту возникает тогда, когда человек, прикоснувшийся к неизолированному проводу, одновременно касается ногами земли или упирается другой рукой в заземленные предметы, например батарею водяного отопления или водопроводной трубе.

Какое напряжение, ток, частота считается опасным?​

   Ток, проходя через тело человека, воздействует на центральную и периферическую нервные системы, вызывая нарушение или остановку работы сердца и дыхания. Также при поражении электричеством можно получить электрический ожог, механическую травму из-за сокращения мышц под действием тока и ослепление электрической дугой. Смерть обычно наступает из-за остановки сердца, или дыхания, или того и другого.

   Больше всего от действия электрического тока страдает центральная нервная система. Из-за повреждения ее нарушается дыхание и сердечная деятельность. Наиболее уязвимыми участками тела являются боковые поверхности шеи, виски, тыльная сторона ладони; поверхность ладони между большим и указательным пальцами, рука на участке выше кисти, плечо, спина, передняя часть ноги, акупунктурные точки, расположенные в разных местах тела.  

   Переменный и постоянный токи опасны практически в одинаковой степени. Под действием постоянного тока сокращаются мышцы тела. Если человек взялся за находящуюся под напряжением часть оборудования, он, возможно, не сумеет оторваться без посторонней помощи. Более того, его, возможно, будет притягивать к опасному месту. Под действием переменного тока мышцы периодически сокращаются с частотой тока, но пауза между сокращениями бывает недостаточной, чтобы освободиться.

Какие факторы влияют на степень повреждения от электрического тока?​  

   Величина тока, проходящего через тело человека, зависит от сопротивления кожи. Когда человек касается провода, находящегося под напряжением выше примерно 240 вольт, ток пробивает кожу. Если по проводу течет ток, величина которого еще не смертельна, но достаточна для того, чтобы вызвать непроизвольное сокращение мышц руки (рука как бы «прилипает» к проводу), то сопротивление кожи постепенно уменьшается, и, в конце концов, ток достигает смертельной для человека величины. Человеку, попавшему в такую опасную ситуацию, нужно как можно скорее помочь, стараясь «оторвать» его от провода, не подвергая при этом опасности себя. Чем меньше сопротивление человеческого тела, тем выше ток.  

     Сопротивление уменьшается под действием следующих факторов:

• ​высокое напряжение;
• влажность кожи;
• длительное время воздействия;
• понижение парциального давления кислорода в воздухе: в горах, в плохо проветриваемых помещениях человек становится существенно более уязвимым;
• повышение содержания углекислого газа в воздухе;
• высокая температура воздуха;
• беспечность, психическая неподготовленность к возможному электрическому удару: настолько своеобразно устроен человеческий организм, что, интеллект может управлять сопротивлением тела.  

Что делать, чтобы избежать опасности?​  

   Прежде всего, нужно соблюдать все инструкции и меры безопасности:

• ​если вы меняете лампочку, пробки, моете холодильник или электроплиту, отключите прибор от электросети;
• не вытягивайте вилку из розетки, потянув за шнур: рано или поздно он оборвется;
• не беритесь за электрическую вилку мокрой pукой;
• розетки должны быть установлены как можно дальше от раковины, ванны;
• не обматывайте выключатели и розетки изоляционной лентой;
• пользуясь удлинителем, после окончания работы сначала выдерните его из розетки, а затем сворачивайте в кольцо;
• не вбивайте гвоздь в стену, если не знаете, где проходит скрытая электропроводка;
• следите за тем, чтобы розетки и другие разъемы не искрили, не грелись, не потрескивали;
• следите, чтобы провода приборов не оказались защемленными мебелью, дверью, оконной рамой, не касались газовых труб и батарей отопления;
• не рекомендуется ходить под высоковольтными линиями электропередачи. Создаваемое ими в воздухе электрическое напряжение вредно действует на организм;
• не следует приближаться к оборванному проводу линий электропередачи, Вас может поразить шаговое напряжение;
• при входе в троллейбус не следует прикасаться рукой к его борту. Корпус троллейбуса может находиться под напряжением из-за пробоя изоляции. Лучше впрыгивать в троллейбус, а не входить; выпрыгивать, а не выходить: чтобы не было ситуации, когда одна нога на земле, а другая — на подножке троллейбуса. Электрички и трамваи в этом отношении не опасны, потому что всегда заземлены;
• если вы занимаетесь электрификацией дачного домика, следите за тем, чтобы подводящие к дому провода не попали в зону возможного падения деревьев. 

Что делать, если кого-то ударило током?​

Немедленно оказать помощь, прежде всего, освободив пострадавшего от воздействия электричества. Для этого надо обесточить квартиру (повернуть выключатель, рубильник, вывернуть пробку и т.

п.) или хотя бы оттащить за одежду человека от места соприкосновения с током. При этом необходимо надеть резиновые перчатки или обернуть свою руку какой-нибудь сухой тканью. Если есть, надеть резиновые сапоги или положить себе под ноги сухие доски, резиновый коврик или, в крайнем случае, свернутую сухую одежду. ОБЕЗОПАСЬТЕ СЕБЯ!!!

   Если человек находится в сознании, положите его на пол, подняв ноги на 25–30 сантиметров, а если он без сознания — горизонтально, на спину, на что-то твердое. Откройте все окна и форточки (пострадавшему нужен свежий воздух), разотрите тело, дайте понюхать нашатырный спирт. Если человек получил ожоги, не пользуйтесь водой для приведения его в чувство.

   Немедленно вызовите СКОРУЮ ПОМОЩЬ или доставьте пострадавшего к врачу.

   При остановке сердца и дыхания немедленно начинайте делать искусственное дыхание и массаж сердца или найдите человека, который обладает этими навыками.

   ПОМНИТЕ!!! Даже если человек пришел в сознание и говорит, что у него все хорошо, его необходимо доставить в лечебное учреждение, т. к. последствия от воздействия электрического тока могут проявиться через несколько часов и привести к более тяжелым последствиям, вплоть до гибели.

Почему в сырых помещениях возможно поражение человека электрическим током даже в случае, если он прикоснется к стеклянному баллону электрической лампочки?

Стеклянный баллон электрической лампочки, покрытый слоем влаги, проводит электрический ток, который при определенных условиях может вызвать поражение человека.

Почему опасно касаться мачт высокого напряжения, ведь провода с током отделены от них целыми гирляндами изоляторов?

Идеальных изоляторов не существует. Даже фарфор, из которого сделаны высоковольтные изоляторы, меняет свои свойства в зависимости от погоды. Слегка запыленная и увлажненная поверхность изолятора служит проводником тока. Если учесть, что по проводам идет ток высокого напряжения, то утечка его, даже небольшая, будет опасна для жизни человека.

Почему опасно находится вблизи того места, где оборванный провод высокого напряжения соприкасается с землей?

Земля, являясь проводником электрического тока, ст​ановится как бы продолжением провода. Путь тока не прерывается, и он растекается по земле. Любая точка на поверхности земли, находящейся в зоне растекания тока, в момент его растекания получает определенный электрический потенциал, который уменьшается по мере удаления от точки соприкосновения провода с землей. Поражение электрическим током происходит тогда, когда ноги человека касаются двух точек земли, имеющих различные электрические потенциалы.  

   Шаговым напряжением называется разность потенциалов, находящихся на расстоянии шага. Чем шире шаг, тем больше разница потенциалов, тем вероятнее поражение. Вокруг оборванного и лежащего на земле провода образуется опасная зона радиусом 8-10 метров. При входе в зону шагового напряжения человеку грозит опасность, если он даже не коснулся провода. Покидать опасную зону возле лежащего на земле пpовода, нужно прыжками двумя ногами или шагами без отрыва ступней ног от земли и без создания разрыва между стопами (пятка шагающей ноги не отрываясь от земли, приставляется к носку другой ноги) на расстояние не менее 8-10 метров.

Почему опасно во время грозы стоять в толпе? 

Во время грозы опасно стоять в толпе потому, что пары, выделяющиеся при дыхании людей, увеличивают электропроводность воздуха.

Почему громоотвод отводит от человека молнию, а дерево, наоборот, способствует удару?​

В общем случае громоотвод отводит молнию, но ни в коем случае нельзя думать, что если стать во время грозы под громоотвод, то он всегда защитит от удара молнии. Если вы будете стоять даже на небольшом расстоянии от громоотвода, то в вашем теле в момент удара молнии образуется индуцированный заряд, между ним и зарядом громоотвода легко может произойти разряд в виде искры. ​

Почему молния, проходящая через дерево, может отклониться и пройти через человека, стоящего возле дерева?

Если вы стоите в степи на расстоянии десятков метров от одиноко стоящего дерева, то вы лучше защищены от удара молнии, чем в том случае, если бы дерева не было. Электрический ток проходит преимущественно по участку цепи с меньшим сопротивлением. Если тело человека окажется лучшим проводником, то электрический ток пройдет через него, а не через дерево.​

Опасное напряжение. Какое напряжение считается опасным для жизни человека?

Часто поражение электрическим током происходит из-за того, что нарушаются правила работы с высоким напряжением или же человек не знает, как правильно следует обращаться с электроприборами. В любом случае главной причиной становится человеческая беспечность.

Какую опасность для человека несет высокое напряжение?

Даже самое небольшое воздействие на организм человека электрического тока может вызвать поражение. Надо учитывать не только тот факт, какая будет сила поражения током, но и сколько он будет действовать на организм. Опасное напряжение для человека может быть даже минимальным, так как еще многое зависит от самого организма. Ток нельзя увидеть своими глазами, определить по звуку или по запаху, воздействие начинается тогда, когда человек с ним соприкасается.

Как ток может воздействовать на человеческое тело?

Электроток моментально может распространиться при соприкосновении по всему телу. Для того чтобы он прошел через тело, ему необходимо место «входа», а потом ток, проходя через весь организм, оказывает на него раздражающее действие. Например, действие тока на организм человека разделяется на несколько видов:

1. Тепловое, когда получается ожог.
2. Механическое, когда происходит разрыв мягких тканей.
3. Химическое – это непосредственно сам электролиз.

Вследствие удара током у человека могут непроизвольно сокращаться мышцы, парализуется дыхание и останавливается сердце.

Какое напряжение считается опасным для человека?

Если человек находится в сухом помещении, то для него опасное напряжение, которое оказывается свыше 36 вольт. Смерть может наступить при ударе тока 0,1 ампер. Ток силой в 0,05 ампер тоже опасен для жизни. Дело в том, что при такой силе тока возникают судороги, которые не дают человеку возможности отойти от источника поражения.

Если речь идет о статическом электричестве, то такое электричество опасности для жизни человека не несет. Максимум, что организм человека сможет ощутить от удара искрового разряда, – это укол. Большую опасность для жизни человека несет переменный ток. Опасное напряжение для человека — свыше 50 В, а при неблагоприятных условиях (влажность, к примеру) – свыше 12 В. Опасная сила тока — 50 мА. Именно ток этой силы может вызывать поражения, а воздействие его на организм человека в течение 5 с может стать смертельным.

Факторы, которые влияют на организм при ударе током

Следует учитывать не только силу удара током, но и то, какой путь прохождения по организму будет у него. Стоит помнить, что чем длиннее путь тока по организму человека, тем будут тяжелее последствия. Как мы уже сказали, считается опасным для жизни переменный ток, постоянный ток не так разрушительно воздействует на человеческий организм. Существует целый ряд дополнительных факторов, которые могут увеличивать опасность:

1. Большая сила тока.
2. Прохождение его через тело. Следует отметить, что разные ткани тела имеют различные способности к сопротивлению, ток проходит в большинстве случаев именно по кровеносным сосудам. Страшнее всего, когда путь тока пролегает вдоль всего тела, например, такое может случиться, если задействованы рука – ноги, тогда ток может пройти через сердце, спинной или головной мозг. Но иногда смертельный исход может наступить при прохождении тока рука – рука, все зависит от того, насколько было большим опасное напряжение.
3. Время воздействия. Интервал времени, который допускается для воздействия тока, не должен превышать 2 секунд.
4. Проводимость.
5. Местность, где происходит удар током.

Точно рассчитать, как именно ток будет воздействовать на организм, невозможно. Немаловажную роль играет внимание человека, поэтому в опасных местах, необходимо предусмотреть по технике безопасность специальный знак, который так и называется — знак «высокое напряжение».

Какую роль играет сопротивление тела?

Сопротивление тела зависит от состояния его кожи, оказывать свое влияние могут такие факторы:

1. В каком состоянии находится кожа человека, например, она может быть чистой, может быть грязной, влажной, поврежденной.
2. Какая была площадь соприкосновения тока с кожей.
3. Величина приложенного напряжения.
4. Ток какой частоты прошел по организму.
5. Общее состояние нервной системы человека.

Если кожа была поцарапана или на ней имеются ссадины, то опасное напряжение может быть минимальным для того чтобы наступила смерть, так как снижается сопротивление тела. Теряется способность к сопротивлению у человека, у которого будет потная или грязная рука. Например, напряжение в 30 вольт с сухими руками не вызывает сильных болевых ощущений, а если прикоснуться влажной рукой, то человек не сможет разжать пальцы и будет ощущать сильные боли. В таких случаях принято говорить о том, что произошел пробой сопротивления кожи.

Уменьшаться сопротивление кожи может, даже когда воздействует невысокое напряжение, это 20-40 вольт.

Какое напряжение считается допустимым?

Статистика указывает на то, что больше всего травм из-за электричества происходит в результате прикосновения к оголенным проводам. Существует три безопасных напряжения:

1. В помещении, где нет повышенной опасности, допускается 65 вольт.
2. В помещении, где есть опасность, — 36 вольт.
3. В помещении с повышенной опасностью — 12 вольт.

В помещениях второго и третьего типа обязательно должен присутствовать знак «высокое напряжение», который будет предупреждать об опасности. Нередко происходит поражение сотрудников, которые по характеру своей занятости обязаны работать с напряжением до 1000 В, но пренебрегают техникой безопасности и не используют защитные средства.

Ответить на вопрос, какое напряжение считается опасным, можно довольно просто: любой удар током может вызвать повреждения, но самым опасным считается напряжение от 60 В, когда могут наступить паралич дыхания и остановка сердца. Но такого может не случиться, если внимательно относиться ко всему, что окружает человека и хоть каким-то образом относится к электричеству. Персонал, который ведет работу с высоким напряжением и электрическим током, должен всегда помнить о правилах безопасности и находиться в повышенной готовности.

Итак, из данной статьи вы узнали, какое напряжение опасно для жизни. Надеемся, эта информация будет вам полезна.

Электрический ток: польза и опасность

Что такое электрический ток знает каждый старшеклассник. Более того, современную жизнь просто невозможно представить без использования электрической энергии. Электрический ток дарит нам и свет (электрические лампы), и тепло (электронагревательные приборы). В своей жизни мы используем самые разные электротехнические устройства, которые делают ее комфортнее (телевизор, радиоприёмник, телефон, стиральная машина, пылесос и так далее). Промышленность просто перестала бы существовать, если бы не было электричества. Однако, при всей той пользе, которую несет в себе использование электрического тока, он вместе с тем содержит в себе и опасность. Давайте попробуем разобраться, что нужно учитывать, чтобы это использование было безопасным.

Сначала следует отметить, что электрический ток может оказать на человеческий организм негативное воздействие:

1. Механическое: электрический ток приводит к сильному и резкому сокращению мышц вплоть до их разрыва.

2. Термическое: температурный нагрев тканей организма (ожог) вызывает функциональное расстройство органов.

3. Электролитическое: физико-химические процессы электролиза, происходящие под действием электрического тока в живых тканях, приводят к нарушению баланса.

4. Световое: вспышки света и ультрафиолетовое излучение, созданное электрическим током приводят к негативному воздействию на глаза.

5. Биологическое: действие электрического тока может привести к раздражению и перевозбуждению нервной системы человека.

Электрический ток в проводнике описывается законом Ома для участка цепи:

где I – сила тока в проводнике, измеряемая в амперах (А), U – электрическое напряжение на концах проводника, измеряемое в вольтах (В), R – электрическое сопротивление проводника, измеряемое в омах (Ом).

Действие электрического тока на организм человека в первую очередь определяется силой тока. Переменный электрический ток частоты 50 Гц, используемый для работы бытовой техники, является смертельно опасным, если сила тока равна или больше, чем 0,1А. К потере сознания приводят токи силой 0,05–0,1 А. Токи силой менее 0,05 А считаются сравнительно неопасными и приводят лишь покалыванию и к неприятным ощущениям в организме. Однако, даже при небольших токах силой 0,005–0,02 А мышцы теряют способность самопроизвольно сокращаться, и человек может оказаться долгое время под воздействием электрического тока, что не безопасно.

Согласно закону Ома сила тока обратно пропорциональна электрическому сопротивлению, которое может быть различным. Если кожа человека сухая и огрубевшая сопротивление равно примерно 100000–200000 Ом. Если кожа влажная и тонкая, то – 30000–50000 Ом. Самая неблагоприятная ситуация будет, если человек стоит на хорошо проводящей поверхности, в этом случае сопротивление уменьшается до 10000–20000 Ом. В условиях повышенной влажности сопротивление может быть очень небольшим: 1000–2000 Ом.

Таким образом, если человеческий организм оказался под воздействием бытового напряжения 220 В, то в самом неблагоприятном случае при сопротивлении в 1000 Ом, согласно закону Ома, сила тока будет 0,22 А. Такая сила тока может привести к параличу дыхания. В самом лучшем случае при сопротивлении в 200000 Ом сила тока будет 0,0011 А. Действие такого тока приведет лишь к неприятным ощущениям.

Поэтому никогда не нужно касаться оголенных проводов или неисправных электроприборов, если нет абсолютной уверенности в том, что они не находятся под напряжением. Особенно опасно прикосновение двумя руками, так как в этом случае электрический ток пройдет через область сердца.

По предложенному методу мы предлагаем вам решить задачу:

Определите, силу тока через резиновые перчатки толщиной 1мм, если площадь соприкосновения с электрическим проводом, находящимся под напряжением 220В, равна 1мм².Удельное сопротивление резины 10¹³Омм.

Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г.Москвы

Электробезопасность для населения

11.09.2020 Контент страницы РГКУ  ДПО «Учебно-методический центр экологической безопасности  и защиты населения» Электробезопасность для населения   Рекомендации по электробезопасности для граждан   Одной из особенностей электрического тока является то, что он невидим, не имеет ни запаха, ни цвета, поэтому обнаружить его без специальных приборов человек не может. Электрический ток поражает внезапно, когда человек оказывается «включенным» в цепь прохождения тока. При этом ток повреждает ткани на всем пути его прохождения через тело человека. Поражение электрическим током может наступить и при приближении на недопустимо близкое, опасное расстояние к находящимся под напряжением токоведущим частям, а так же при попадании человека под так называемое «шаговое напряжение», возникающее в зоне падения на землю проводов действующих линий электропередачи.     Опасно ли «домашнее электричество»?   Ø        Весь домашний «электропарк», работает от сети напряжением 220 вольт. Сила тока, который течет в проводах наших квартир, составляет 5 — 10 ампер, что смертельно опасно. Уже при силе тока в 0,1- 0,15 ампер человек не может самостоятельно оторваться от электропровода. Из бытовой техники наиболее опасны стиральные машины: они устанавливаются обычно во влажных помещениях, вблизи водопровода, и электрический кабель бросается, как правило, просто на пол. Опасны электронагреватели. Электрические приборы, имеющие металлический корпус, опаснее приборов в корпусе из пластмассы. Смертельно опасная ситуация в быту возникает тогда, когда человек, прикоснувшийся к неизолированному проводу, одновременно касается ногами земли или упирается другой рукой в заземленные предметы, например батарею водяного отопления или водопроводной трубе.     Какое напряжение, ток, частота считается опасным?   Ток, проходя через тело человека, воздействует на центральную и периферическую нервные системы, вызывая нарушение или остановку работы сердца и дыхания. Также при поражении электричеством можно получить электрический ожог, механическую травму из-за сокращения мышц под действием тока и ослепление электрической дугой. Смерть обычно наступает из-за остановки сердца, или дыхания, или того и другого. Больше всего от действия электрического тока страдает центральная нервная система. Из-за повреждения ее нарушается дыхание и сердечная деятельность. Наиболее уязвимыми участками тела являются боковые поверхности шеи, виски, тыльная сторона ладони; поверхность ладони между большим и указательным пальцами, рука на участке выше кисти, плечо, спина, передняя часть ноги, акупунктурные точки, расположенные в разных местах тела. Переменный и постоянный токи опасны практически в одинаковой степени. Под действием постоянного тока сокращаются мышцы тела. Если человек взялся за находящуюся под напряжением часть оборудования, он, возможно, не сумеет оторваться без посторонней помощи. Более того, его, возможно, будет притягивать к опасному месту. Под действием переменного тока мышцы периодически сокращаются с частотой тока, но пауза между сокращениями бывает недостаточной, чтобы освободиться.     Какие факторы влияют на степень повреждения от электрического тока?   Величина тока, проходящего через тело человека, зависит от сопротивления кожи. Когда человек касается провода, находящегося под напряжением выше примерно 240 вольт, ток пробивает кожу. Если по проводу течет ток, величина которого еще не смертельна, но достаточна для того, чтобы вызвать непроизвольное сокращение мышц руки (рука как бы «прилипает» к проводу), то сопротивление кожи постепенно уменьшается, и, в конце концов, ток достигает смертельной для человека величины. Человеку, попавшему в такую опасную ситуацию, нужно как можно скорее помочь, стараясь «оторвать» его от провода, не подвергая при этом опасности себя. Чем меньше сопротивление человеческого тела, тем выше ток. Сопротивление уменьшается под действием следующих факторов: o        высокое напряжение; o        влажность кожи; o        длительное время воздействия; o        понижение парциального давления кислорода в воздухе: в горах, в плохо проветриваемых помещениях человек становится существенно более уязвимым; o        повышение содержания углекислого газа в воздухе; o        высокая температура воздуха; o        беспечность, психическая неподготовленность к возможному электрическому удару: настолько своеобразно устроен человеческий организм, что, интеллект может управлять сопротивлением тела.     Что делать, чтобы избежать опасности?   Прежде всего, нужно соблюдать все инструкции и меры безопасности: o      если вы меняете лампочку, пробки, моете холодильник или электроплиту, отключите прибор от электросети; o      не вытягивайте вилку из розетки, потянув за шнур: рано или поздно он оборвется; o      не беритесь за электрическую вилку мокрой pукой; o      розетки должны быть установлены как можно дальше от раковины, ванны; o      не обматывайте выключатели и розетки изоляционной лентой; o      пользуясь удлинителем, после окончания работы сначала выдерните его из розетки, а затем сворачивайте в кольцо; o      не вбивайте гвоздь в стену, если не знаете, где проходит скрытая электропроводка; o      следите за тем, чтобы розетки и другие разъемы не искрили, не грелись, не потрескивали; o      следите, чтобы провода приборов не оказались защемленными мебелью, дверью, оконной рамой, не касались газовых труб и батарей отопления; o      не рекомендуется ходить под высоковольтными линиями электропередачи. Создаваемое ими в воздухе электрическое напряжение вредно действует на организм; o      не следует приближаться к оборванному проводу линий электропередачи, Вас может поразить шаговое напряжение; o      при входе в троллейбус не следует прикасаться рукой к его борту. Корпус троллейбуса может находиться под напряжением из-за пробоя изоляции. Лучше впрыгивать в троллейбус, а не входить; выпрыгивать, а не выходить: чтобы не было ситуации, когда одна нога на земле, а другая — на подножке троллейбуса. Электрички и трамваи в этом отношении не опасны, потому что всегда заземлены; o      если вы занимаетесь электрификацией дачного домика, следите за тем, чтобы подводящие к дому провода не попали в зону возможного падения деревьев.     Что делать, если кого-то ударило током?   Немедленно оказать помощь, прежде всего, освободив пострадавшего от воздействия электричества. Для этого надо обесточить квартиру (повернуть выключатель, рубильник, вывернуть пробку и т.п.) или хотя бы оттащить за одежду человека от места соприкосновения с током. При этом необходимо надеть резиновые перчатки или обернуть свою руку какой-нибудь сухой тканью. Если есть, надеть резиновые сапоги или положить себе под ноги сухие доски, резиновый коврик или, в крайнем случае, свернутую сухую одежду. ОБЕЗОПАСЬТЕ СЕБЯ!!! Если человек находится в сознании, положите его на пол, подняв ноги на 25–30 сантиметров, а если он без сознания — горизонтально, на спину, на что-то твердое. Откройте все окна и форточки (пострадавшему нужен свежий воздух), разотрите тело, дайте понюхать нашатырный спирт. Если человек получил ожоги, не пользуйтесь водой для приведения его в чувство. Немедленно вызовите СКОРУЮ ПОМОЩЬ или доставьте пострадавшего к врачу. При остановке сердца и дыхания немедленно начинайте делать искусственное дыхание и массаж сердца или найдите человека, который обладает этими навыками. ПОМНИТЕ!!! Даже если человек пришел в сознание и говорит, что у него все хорошо, его необходимо доставить в лечебное учреждение, т.к. последствия от воздействия электрического тока могут проявиться через несколько часов и привести к более тяжелым последствиям, вплоть до гибели.     Почему в сырых помещениях возможно поражение человека электрическим током даже в случае, если он прикоснется к стеклянному баллону электрической лампочки? Стеклянный баллон электрической лампочки, покрытый слоем влаги, проводит электрический ток, который при определенных условиях может вызвать поражение человека.   Почему опасно касаться мачт высокого напряжения, ведь провода с током отделены от них целыми гирляндами изоляторов? Идеальных изоляторов не существует. Даже фарфор, из которого сделаны высоковольтные изоляторы, меняет свои свойства в зависимости от погоды. Слегка запыленная и увлажненная поверхность изолятора служит проводником тока. Если учесть, что по проводам идет ток высокого напряжения, то утечка его, даже небольшая, будет опасна для жизни человека.   Почему опасно находится вблизи того места, где оборванный провод высокого напряжения соприкасается с землей? Земля, являясь проводником электрического тока, становится как бы продолжением провода. Путь тока не прерывается, и он растекается по земле. Любая точка на поверхности земли, находящейся в зоне растекания тока, в момент его растекания получает определенный электрический потенциал, который уменьшается по мере удаления от точки соприкосновения провода с землей. Поражение электрическим током происходит тогда, когда ноги человека касаются двух точек земли, имеющих различные электрические потенциалы. Шаговым напряжением называется разность потенциалов, находящихся на расстоянии шага. Чем шире шаг, тем больше разница потенциалов, тем вероятнее поражение. Вокруг оборванного и лежащего на земле провода образуется опасная зона радиусом 8-10 метров. При входе в зону шагового напряжения человеку грозит опасность, если он даже не коснулся провода. Покидать опасную зону возле лежащего на земле пpовода, нужно прыжками двумя ногами или шагами без отрыва ступней ног от земли и без создания разрыва между стопами (пятка шагающей ноги не отрываясь от земли, приставляется к носку другой ноги) на расстояние не менее 8-10 метров.   Почему опасно во время грозы стоять в толпе? Во время грозы опасно стоять в толпе потому, что пары, выделяющиеся при дыхании людей, увеличивают электропроводность воздуха.   Почему громоотвод отводит от человека молнию, а дерево, наоборот, способствует удару? В общем случае громоотвод отводит молнию, но ни в коем случае нельзя думать, что если стать во время грозы под громоотвод, то он всегда защитит от удара молнии. Если вы будете стоять даже на небольшом расстоянии от громоотвода, то в вашем теле в момент удара молнии образуется индуцированный заряд, между ним и зарядом громоотвода легко может произойти разряд в виде искры. Почему молния, проходящая через дерево, может отклониться и пройти через человека, стоящего возле дерева? Если вы стоите в степи на расстоянии десятков метров от одиноко стоящего дерева, то вы лучше защищены от удара молнии, чем в том случае, если бы дерева не было. Электрический ток проходит преимущественно по участку цепи с меньшим сопротивлением. Если тело человека окажется лучшим проводником, то электрический ток пройдет через него, а не через дерево.   Необходимо знать предупреждающие знаки       Для предупреждения об опасности поражения электрическим током     Для предупреждения об опасности подъема по конструкциям, при котором возможно приближение к токоведущим частям, находящимся под напряжением     Для предупреждения об опасности поражения электрическим током       ПОМНИТЕ!!! Ваши жизнь и здоровье в ваших руках!  ​

Действие электрического тока на организм человека

Доброго времени суток, уважаемые читатели сайта http://zametkielectrika. ru.

Продолжаем более подробно знакомиться с электробезопасностью.

Сегодня у нас очень интересная и познавательная статья про действие  электрического тока на организм человека.

Я думаю, что каждый из Вас хоть раз задумывался об опасности электрического тока, и его последствий. А кто то может (не дай Бог конечно) испытал это на себе.

Введение

Среда, в которой мы с Вами обитаем, а также все то, что нас окружает, заключает в себе потенциальную опасность для нас. Одной из таких угроз является поражение током. Кроме природной среды (поражение молнией), есть еще бытовая и производственная, которые постоянно развиваются и прогрессируют (усовершенствование техники и применение новых разработок), а значит, несут в себе еще большую угрозу.

Несмотря на то, что проверка приборов производится очень качественно, от ошибок и непредвиденных ситуаций никто не застрахован.

К сожалению, чаще всего поражение током, как на производстве, так и в быту случается от того, что не соблюдены меры предосторожности и элементарной электробезопасности.

Не исключаются также причины неисправности электропроводки и поломки приборов (при пользовании электрическим чайником, СВЧ-печью, и другими бытовыми приборами; ошибки при подключении стиральной машины, или при переносе розетки, либо при замене розетки и многое другое), используемых в быту, и электрических агрегатов и электрооборудования, используемого непосредственно на производстве.

Как показывает статистика, процент получаемых травм от поражения током намного ниже по сравнению с травмами, полученными другими способами.

Но при поражении током значительно выше процент тяжелых травм и летального исхода.

Что такое электрический ток?

Действие электрического тока на человека, а также его последствия можно лучше понять после того, как более детально рассмотрим, что же такое ток.

Электрический ток – это упорядоченное движение электронов в проводнике или полупроводнике.

В участке цепи сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах участка (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению данного участка цепи — закон Ома.

В случае, когда человек касается проводника, который находится под напряжением, он тем самым включает себя в цепь. Через тело человека пройдет ток, если он не изолирован от земли, либо касается проводника одновременно с другим предметом, у которого противоположенный потенциал.

Данная формула применима к двухфазному, или его еще называют двухполюсному прикосновению к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Выглядит это следующим образом:

При касании человеком двух фаз электроустановки, возникает цепь через тело человека, по которой проходит электрический ток. Величина электрического тока в данном случае зависит ТОЛЬКО от напряжения электроустановки и внутреннего сопротивления человека.

Например, фазное напряжение электроустановки 220 (В), линейное напряжение соответственно 380 (В). В нормальных условиях среднее сопротивление человека приблизительно составляет 1000 (Ом).

В данном случае ток, который пройдет через человека при одновременном его касании двух фаз (А и В) будет равен 380 (мА).  А это смертельно опасно!!!

Чуть иначе будет происходить расчет тока, проходящего через организм человека, если он прикоснется к одной фазе в сети с изолированной нейтралью.

В этом случае цепь тока будет замыкаться через организм человека, далее на землю и через сопротивление изоляции и емкости фаз.

Чем грозит действие электрического тока?

Электрический ток производит следующие воздействия на организм человека проходя сквозь него:

1. Термическое

При таком воздействии происходит перегрев, а также функциональное расстройство органов находящихся на пути прохождения тока.

2. Электролитическое

При электролитическом действии тока в жидкости, которая находится в тканях организма, происходит электролиз, в том числе и в крови, из-за чего нарушается ее физико-химического состав.

3. Механическое

Во время механического воздействия происходит разрыв тканей и их расслоение, ударное действие от испарения жидкости из тканей человеческого организма. После этого следует сильное сокращение мышц, вплоть до их полного разрыва.

4. Биологическое

Биологическое действие тока несет в себе раздражение и перевозбуждение нервной системы.

5. Световое

Данное действие служит причиной поражения глаз.

 

Последствия при действии электрического тока

Глубина и характер воздействия зависит от:

• рода тока (переменный или постоянный) и его силы
• времени его воздействия и пути, по которому он проходит через человека
• психологического и физиологического состояния данного человека.

Так, например, при нормальных условиях и наличие сухой, неповрежденной кожи сопротивление человека может достигать нескольких сотен (кОм), а вот если условия будут неблагоприятные, то значение может упасть до одного килоома.

Ниже, я Вам приведу в пример таблицу, как действует электрический ток разной величины на организм человека.

Ток с силой около 1 (мА) уже будет довольно таки ощутимым. При более высоких показаниях будут испытываться болезненные и неприятные сокращения мышц у человека.

При токе силой в 12-15 (мА) человек уже не может управлять своей мышечной системой и не в состоянии самостоятельно оторваться от поражающего источника тока.

Если же ток будет выше, чем 75 (мА), то его воздействие приведет к параличу дыхательных мышц и, следовательно, к остановке дыхания.

Если сила тока будет продолжать увеличиваться, то наступит фибрилляция сердца и его остановка.

Более опасным, чем постоянный ток, является ток переменный.

Имеет не малое значение и то, какими именно участками тела прикасается человек к токоведущей части. Самыми опасными считаются те пути, во время которых поражается спинной и головной мозг (голова-ноги и голова-руки), легкие и сердце (ноги-руки).

Основные поражающие факторы

1. Электрический удар

Возбуждает мышцы тела, приводит к судорогам, а затем к остановке дыхания и сердца.

2. Электрические ожоги

Возникают в результате выделения тепла после прохождения тока через тело человека.

Есть несколько видов ожогов, которые возникают в зависимости от параметров электрической цепи, а также состояния человека в тот момент:

• покраснение кожи
• возникновение ожога с образованием пузырей
• возможно обугливание тканей
• металлизация кожи, сопровождающаяся проникновением в нее кусочков металла, в случае расплавление металла.

Напряжение соприкосновения – это напряжение, которое действует на человека во время его соприкосновения с одним полюсом, либо же с фазой источника тока.

Самыми опасными зонами тела являются области висков, спины, тыльных сторон рук, голеней, затылка, а также шеи.

Почитайте мою статью о групповом несчастном случае на производстве, который случился с двумя электромонтерами при переключениях в электроустановке напряжением 10 (кВ).

P.S. Если во время прочтения материала у Вас возникли вопросы, то спрашивайте об этом в комментариях.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Электрический ток

Еще в 18 веке было доказано, что электрический ток способен оказывать сильное негативное влияние на человеческий организм. Но только спустя около века были сделаны первые описания электротравм, получаемых от воздействия постоянного тока (1863 г.) и переменного (1882 г.).

Что такое электротравма и электротравматизм?

Электротравма – повреждение человеческого организма электрическим током (электрической дугой).

Явление электротравматизма объясняется последовательностью следующих особенностей: в организме человека, случайно оказавшегося под воздействием напряжения, возникает защитная реакция. Иными словами, противостояние электрическому току начинает происходить в момент его непосредственного протекания через наше тело. В таких ситуациях происходит непросто сильное воздействие токов на организм человека, но и нарушение кровообращения, дыхания, сердечно-сосудистой и нервной системы и т. п.

Электротравму предугадать нелегко, поскольку ее получение происходит не только при непосредственном контакте с токоведущими элементами, но и при взаимодействии с электрической дугой и шаговым напряжением.

Электротравматизм хоть и случается реже других видов производственных травм, но при этом находится на первых местах среди тех повреждений, которые оцениваются тяжелыми и приводящими к летальному исходу. Наибольший процент травм, вызванных влиянием электрического тока, происходит в процессе работы на электрических установках высокого напряжения (до 1000 В). Главной причиной электротравм служит частое использование именно таких типов электрических установок, а также недостаточная квалификация работников. Безусловно, существуют агрегаты с более высоким показателем напряжения (свыше 1000 В), но, как ни странно, в их эксплуатации поражения током редки. Такая закономерность объясняется высоким профессионализмом и компетентностью обслуживающего высоковольтные установки персонала.

Самыми распространенными причинами поражения током являются:

• прямой телесный контакт с неизолированными токоведущими частями;
• прикосновение к деталям электрического оборудования, изготовленным из металла;
• прикосновение к неметаллическим элементам, находящимся под сильным напряжением;
• взаимодействие с током шагового напряжения или с электрической дугой.

Классификация поражений электрическим током

Воздействие электрического тока при протекании через человеческий организм бывает термическим, электролитическим и биологическим.

• Термическое воздействие – сильный нагрев тканей, что нередко сопровождается ожогами.
• Электролитическое воздействие – разложение органических жидкостей, к которым относится и кровь.
• Биологическое воздействие – нарушение биоэлектрических процессов, раздражение и возбуждение живых тканей, частое и беспорядочное сокращение мышц.

Поражения электротоком делятся на два основных вида:

• Электротравмы – локальные поражения тканей или органов (ожоги, знаки, электрометаллизация).
  
• Электрический ожог – итог сильного нагрева током (свыше одного ампера) тканей человека. Ожог, поражающий только кожный покров, называется поверхностным; повреждающий глубокие ткани тела является внутренним. Также электрические ожоги делятся по принципу возникновения: контактные, дуговые, смешанные.
• Электрический знак внешне выглядит как серое или бледно-желтое пятно, напоминающее мозоль. Возникает данная травма в области контакта с токоведущим элементом. В основном, знаки не сопровождаются сильной болью и по прошествии небольшого количества времени сходят.
• Электрометаллизация – явление, при котором кожа человека пропитывается металлическими микрочастицами. Это происходит в момент, когда металл под влиянием тока испаряется и разбрызгивается. Пораженная кожа приобретает цвет, соответствующий проникшим соединениям металла, и становится шероховатой. Процесс электрометаллизации не опасен, а эффект после него по истечении некоторого времени пропадает аналогично электрическим знакам. Куда более серьезные последствия имеет металлизация органов зрения.

Помимо ожогов, знаков и электрометаллизации в число электротравм также входит электроофтальмия и различные механические повреждения. Последние являются итогом непроизвольных сокращений мышц в момент протекания тока. К ним относятся сильные разрывы кожного покрова, кровеносных сосудов, нервов, а также вывихи и переломы. Электроофтальмия – явление, представляющее собой сильное воспаление глазных яблок после воздействия УФ-лучей электрической дуги.

• Электрический удар выражается в форме сильного возбуждения живых тканей после воздействия на них электрического тока. Как правило, данное явление сопровождается беспорядочным судорожным сокращением мышц. Исход электроударов бывает разным, на основе чего они и делятся на пять видов:
• без потери сознания;
• с потерей сознания, сопровождающееся нарушением функционирования сердца и дыхания;
• с потерей сознания, но без сбоев в работе сердечно-сосудистой системы и без нарушения дыхания;
• клиническая смерть;
• электрический шок.

Два последних вида стоит рассмотреть более подробно.

Клиническая смерть иначе называется также «мнимой» смертью, характеризующаяся длительностью в 6-8 минут. Данное явление считается переходным состоянием от жизни к смерти, которое сопровождается прекращением работы сердца и приостановлением дыхания. По прошествии вышеуказанного периода времени начинается необратимый процесс гибели клеток коры головного мозга, что заканчивается биологической смертью.  

Распознать мнимую смерть можно по следующим признакам:

• фибрилляция сердца (т.е. разрозненное сокращение его мышечных волокон, сопровождающееся нарушением синхронной деятельности и насосной функции) или его полная остановка;
• отсутствие пульса и дыхания;
• синеватый цвет кожи;
• расширенные зрачки без реагирования на свет, как следствие недостатка кислорода в коре головного мозга.

Электрический шок представляет собой тяжелую нервнорефлекторную реакцию человеческого организма на воздействие тока. Данное явление сопровождается сильными расстройствами дыхания, функционирования кровеносной и нервной системы и др.

Организм моментально реагирует на влияние электрического тока, вступая в фазу сильного возбуждения. В этот период происходит полная реакция на причинение боли, сопровождающаяся повышением артериального давления и другими процессами. Фаза возбуждения сменяется фазой торможения, которой свойственно истощение нервной системы, слабое дыхание, попеременное падение и учащение пульса, снижение артериального давления. Все перечисленные признаки приводят организм в состояние глубокой депрессии. Электрический шок может длиться как несколько десятков минут, так и несколько суток. Итог может быть полярно разным: либо полное выздоровление, либо необратимая биологическая смерть.

Предельные значения действия тока на человека

От показателя силы тока напрямую зависит его влияние на организм человека:

• 0,6-1,5 мА при переменном токе (50Гц) и 5-7 мА при постоянном токе – ощутимый ток;
• 10-15 мА при переменном токе (50Гц) и 50-80 мА при постоянном токе – не отпускающий ток, который в момент прохождения через организм провоцирует сильные судорожные сокращения мышц той руки, которая сжимает проводник;
• 100 мА при переменном (50Гц) и 300 мА при постоянном токе – фибрилляционный ток, который приводит к фибрилляции сердца.

Влияние различных факторов на степень воздействия тока

Итог влияния электрического тока на организм человека также напрямую зависит от следующих факторов:

• длительность протекания тока. То есть, чем дольше человек находился под воздействием, тем выше опасность и серьезней нанесенные травмы;
• специфические особенности каждого организма в данный момент: масса тела, физическое развитие, состояние нервной системы, наличие каких-либо заболеваний, алкогольное или наркотическое опьянение и др.;
• «фактор внимания», т.е. подготовленность к возможности получения электрического удара;
• путь тока сквозь человеческое тело. Например, более серьезную опасность несет прохождение тока через сердце, легкие, мозг. В случае, если ток обошел жизненно важные органы, риск серьезных поражений резко снижается. На сегодняшний день зафиксирован самый популярный путь прохождения тока, который называется «петлей тока» — правая рука-ноги. Петли, отнимаемые работоспособность человека более чем на трое суток, представляют собой пути рука-рука (40%), правая рука-ноги (20%), левая рука-ноги (17%).

Знание влияния электрического тока на человеческий организм крайне необходимо. Это поможет Вам в чрезвычайных ситуациях оказать правильную медицинскую помощь пострадавшему.

Торговая сеть «Планета Электрика» обладает широким ассортиментом различных средств защиты при различных работах, с которым более подробно можно ознакомиться в нашем каталоге. 

Закон Ома (снова!)

Добавлено 15 ноября 2020 в 07:04

Сохранить или поделиться

Распространенная фраза в отношении электробезопасности звучит примерно так: «Убивает не напряжение, а ток!». Хотя в этом есть доля правды, об опасности поражения электрическим током нужно понимать больше, чем эта простая пословица. Если бы напряжение не представляло опасности, никто бы никогда не распечатал и не вывесил надписи: ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ! ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!

Принцип «убивает ток», по сути, верен. Это электрический ток сжигает ткани, заставляет мышцы замереть и вызывает фибрилляцию сердца. Однако электрический ток не возникает сам по себе: должно быть доступно напряжение, чтобы заставить ток протекать через пострадавшего. Тело человека также оказывает сопротивление току, что тоже необходимо учитывать.

Взяв закон Ома для напряжения, тока и сопротивления и выразив его через ток для заданных напряжения и сопротивления, мы получим следующее уравнение:

\[I=\frac{E}{R} \qquad Ток = \frac{Напряжение}{Сопротивление}\]

Сила тока, проходящего через тело человека, равна величине напряжения, приложенного между двумя точками этого тела, деленной на электрическое сопротивление, оказываемое телом между этими двумя точками. Очевидно, что чем большее напряжение доступно, тем легче ток будет проходить через любое заданное сопротивление.

Следовательно, существует опасность высокого напряжения, которое может создавать ток, достаточный для получения травмы или смерти. И наоборот, если тело имеет более высокое сопротивление, то при любом заданном напряжении будет протекать меньший ток. Насколько опасно напряжение, зависит от полного сопротивления цепи, препятствующего прохождению электрического тока.

Сопротивление тела человека не является фиксированной величиной. Оно варьируется от человека к человеку и время от времени. Существует даже метод измерения жировых отложений, основанный на измерении электрического сопротивления между пальцами рук и ног.

Разный процент жира в организме обеспечивает разное сопротивление: эта переменная влияет на электрическое сопротивление в организме человека. Чтобы методика работала точно, человек должен регулировать потребление жидкости за несколько часов до теста, что указывает на то, что гидратация тела является еще одним фактором, влияющим на электрическое сопротивление тела человека.

Сопротивление тела человека также зависит от того, как происходит контакт с кожей: от руки к руке, от руки к ноге, от ступни к ступне, от кисти руки к ее локтю и т.д. Пот, богатый солью и минералами, будучи жидкостью, является отличным проводником электричества. То же самое и с кровью с таким же высоким содержанием проводящих химикатов.

Таким образом, контакт с проводом потной рукой или открытой раной будет оказывать гораздо меньшее сопротивление току, чем контакт с чистой сухой кожей.

Измеряя электрическое сопротивление чувствительным прибором, я получаю в результате примерно 1 миллион Ом (1 МОм) между руками, держась за металлические щупы измерителя пальцами. Прибор показывает меньшее сопротивление, когда я плотно сжимаю щупы, и большее сопротивление, когда я держу их свободно.

Я сижу за компьютером и печатаю эти слова, мои руки чистые и сухие. Если бы я работал в жаркой, грязной промышленной среде, сопротивление между моими руками, вероятно, было бы намного меньше, представляя меньшее сопротивление смертельному току и большую опасность поражения электрическим током.

Насколько опасен электрический ток?

Ответ на этот вопрос также зависит от нескольких факторов. Химический состав тела человека оказывает значительное влияние на то, как электрический ток влияет на человека. Некоторые люди очень чувствительны к току и испытывают непроизвольное сокращение мышц от ударов статического электричества.

Другие могут получить большой разряд статического электричества и почти не почувствовать его, не говоря уже о мышечном спазме. Несмотря на эти различия, с помощью тестов были разработаны приблизительные руководящие принципы, которые показывают, что для проявления вредных эффектов требуется очень небольшой ток (опять же, информацию об источнике этих данных смотрите в конце главы).

Все значения силы тока даны в миллиамперах (миллиампер равен 1/1000 ампера):

Воздействие электрического тока на организм человека

Влияние на организм	Мужчины/женщины	Постоянный ток	Переменный ток, 60 Гц	Переменный ток, 10 кГц
Легкое покалывание руки	мужчины	1,0 мА	0,4 мА	7 мА
	женщины	0,6 мА	0,3 мА	5 мА
Болевой порог	мужчины	5,2 мА	1,1 мА	12 мА
	женщины	3,5 мА	0,7 мА	8 мА
Больно, но сознательное управление мышцами сохраняется	мужчины	62 мА	9 мА	55 мА
	женщины	41 мА	6 мА	37 мА
Больно, невозможно отпустить провод	мужчины	76 мА	16 мА	75 мА
	женщины	51 мА	10,5 мА	50 мА
Сильная боль, трудно дышать	мужчины	90 мА	23 мА	94 мА
	женщины	60 мА	15 мА	63 мА
Возможна фибрилляция сердца после 3 секунд воздействия	мужчины и женщины	500 мА	100 мА

«Гц» обозначает единицу измерения герц. Это параметр того, насколько быстро изменяется переменный ток, известный как частота. Таким образом, столбец значений, обозначенный «Переменный ток, 60 Гц», относится к току, который меняется с частотой 60 циклов (1 цикл = период времени, когда ток сначала течет в одном направлении, а затем в другом в направлении) в секунду.

Последний столбец, обозначенный «Переменный ток, 10 кГц», относится к переменному току, который совершает десять тысяч (10 000) циклов каждую секунду.

Имейте в виду, что эти цифры являются приблизительными, поскольку люди с различным химическим составом тела могут реагировать по-разному. Было высказано предположение, что для переменного тока при протекании поперек грудной клетки достаточно всего 17 мА, чтобы при определенных условиях вызвать у человека фибрилляцию. Большинство данных относительно вызванной фибрилляции получены в результате испытаний на животных. Очевидно, что проводить тесты на вызов фибрилляции желудочков на людях непрактично, поэтому имеющиеся данные отрывочны.

И если вам интересно, я понятия не имею, почему женщины более восприимчивы к электрическому току, чем мужчины!

Предположим, я положил руки на клеммы источника переменного напряжения с частотой 60 Гц (60 циклов в секунду). Какое напряжение потребуется при чистой, сухой коже, чтобы получить ток в 20 миллиампер (достаточно, чтобы я не мог отпустить источник напряжения)? Чтобы определить его, мы можем использовать закон Ома:

\[E = IR = (20 \ мА)(1 \ МОм) = 20 000 \ вольт = 20 кВ\]

Имейте в виду, что с точки зрения электробезопасности это «идеальный случай» (чистая, сухая кожа), и что это значение напряжения представляет собой величину, необходимую для вызова оцепенения. Чтобы вызвать болезненный удар, потребуется гораздо меньшее напряжение! Кроме того, имейте в виду, что физиологические эффекты любой конкретной силы тока могут значительно отличаться от человека к человеку, и что эти расчеты являются приблизительными.

Обрызгав пальцы водой, чтобы имитировать пот, я смог измерить сопротивление «рука-рука» – всего 17000 Ом (17 кОм). Имейте в виду, что это касается только одного пальца каждой руки, касающегося тонкой металлической проволоки. Пересчитав напряжение, необходимое для возникновения тока в 20 мА, мы получим следующее значение:

\[E = IR = (20 \ мА)(17 \ кОм) = 340 \ вольт\]

В этом реалистичном состоянии, чтобы вызвать ток 20 миллиампер на пути «рука-рука», потребуется напряжение всего 340 вольт. Тем не менее, всё же возможно получить смертельный удар от меньшего напряжения, чем это. При условии гораздо более низкого значения сопротивления тела, увеличенного за счет, например, контакта с кольцом на пальце (полоса из золота, обернутая по окружности пальца, является отличной точкой контакта для поражения электрическим током) или полного контакта с большим металлическим предметом, таким как труба или металлическая ручка инструмента, сопротивление тела может упасть до 1000 Ом (1 кОм), что приведет к тому, что даже более низкое напряжение может представлять потенциальную опасность.

\[E = IR = (20 \ мА)(1 \ кОм) = 20 \ вольт\]

Обратите внимание, что в этом состоянии 20 вольт достаточно, чтобы вызвать через человека ток в 20 миллиампер; достаточно, чтобы вызвать оцепенение. Помните, было высказано предположение, что сила тока всего 17 миллиампер может вызвать фибрилляцию желудочков (сердца). При сопротивлении «рука-рука» 1000 Ом для создания этого опасного состояния потребуется всего 17 вольт.

\[E = IR = (17 \ мА)(1 \ кОм) = 17 \ вольт\]

Семнадцать вольт – это не так много для электрических систем. Конечно, это «наихудший» сценарий с переменным напряжением 60 Гц и отличной проводимостью тела, но он показывает, насколько низкое напряжение при определенных условиях может представлять серьезную угрозу.

Условия, необходимые для создания сопротивления тела 1000 Ом, не должны быть такими экстремальными, как те, которые были представлены (потная кожа при контакте с золотым кольцом). Сопротивление тела может уменьшаться при прикладывании напряжения (особенно если оцепенение заставляет пострадавшего крепче держать проводник), поэтому при длительном прикладывании напряжения удар может усилиться после первого контакта.

То, что начинается как легкий шок (ровно настолько, чтобы «заморозить» пострадавшего, чтобы он не мог двигаться), может перерасти в нечто, достаточно серьезное, чтобы убить человека, поскольку сопротивление его тела уменьшается, а сила тока соответственно увеличивается.

Исследования предоставили примерный набор значений электрического сопротивления для точек контакта человека в различных условиях (информацию об источнике этих данных смотрите в конце главы):

• контакт пальца с проводом: от 40 000 Ом до 1 000 000 Ом в сухом состоянии, от 4 000 Ом до 15 000 Ом во влажном состоянии;
• удерживание провода рукой: от 15 000 Ом до 50 000 Ом в сухом состоянии, от 3 000 Ом до 5 000 Ом во влажном состоянии;
• удерживание рукой металлических плоскогубц: от 5 000 Ом до 10 000 Ом в сухом состоянии, от 1 000 Ом до 3 000 Ом во влажном состоянии;
• контакт с ладонью: от 3 000 Ом до 8 000 Ом в сухом состоянии, от 1 000 Ом до 2 000 Ом во влажном состоянии;
• удержание одной рукой 1,5-дюймовой металлической трубы: от 1 000 Ом до 3 000 Ом в сухом состоянии, от 500 Ом до 1 500 Ом во влажном состоянии;
• удержание двумя руками 1,5-дюймовой металлической трубы: от 500 Ом до 1 500 Ом в сухом состоянии, от 250 Ом до 750 Ом во влажном состоянии;
• рука погружена в токопроводящую жидкость: от 200 Ом до 500 Ом.
• нога погружена в токопроводящую жидкость: от 100 Ом до 300 Ом.

Обратите внимание на значения сопротивления для двух условий с 1,5-дюймовой металлической трубой. Сопротивление, измеренное при захвате трубы двумя руками, составляет ровно половину того сопротивления, когда трубу держит одна рука.

Рисунок 1 – Сопротивление при удержании металлической трубы одной рукой

При удержании двумя руками площадь контакта с телом будет вдвое больше, чем с одной рукой. Это важный урок: электрическое сопротивление между любыми контактирующими объектами уменьшается с увеличением площади контакта при прочих равных условиях. Если держать трубу двумя руками, у тока будет два параллельных пути, по которым он течет из трубы в тело человека (или наоборот).

Рисунок 2 – Сопротивление при удержании металлической трубы двумя руками

Как мы увидим в следующей главе, пути в параллельной цепи всегда приводят к меньшему общему сопротивлению, чем любой отдельный путь, рассматриваемый отдельно.

В промышленности консервативным пороговым значением для опасного напряжения обычно считается 30 вольт. Осторожный человек должен рассматривать любое напряжение выше 30 вольт как опасное, не полагаясь на нормальное сопротивление тела для защиты от удара. Тем не менее, при работе с электричеством всё же хорошо бы держать руки чистыми и сухими и снимать все металлические украшения.

Даже при более низком напряжении металлические украшения могут представлять опасность, поскольку проводят ток, достаточный для ожога кожи, при контакте между двумя точками цепи. В частности, металлические кольца были причиной нескольких ожогов пальцев из-за замыкания между точками в низковольтной, сильноточной цепи.

Кроме того, напряжение ниже 30 может быть опасным, если его достаточно, чтобы вызвать неприятное ощущение, которое может вызвать вздрагивание и случайное соприкосновение с более высоким напряжением или другой опасностью. Я вспоминаю, как однажды жарким летним днем работал над автомобилем.

Я был в шортах, и моя голая нога касалась хромированного бампера автомобиля, когда я затягивал контакты аккумулятора. Когда я прикоснулся металлическим ключом к положительной (незаземленной) стороне 12-вольтовой батареи, я почувствовал покалывание в том месте, где моя нога касалась бампера. Сочетание плотного контакта с металлом и моей вспотевшей кожи позволило ощутить удар всего лишь при напряжении 12 вольт.

К счастью, ничего страшного не произошло, но если бы двигатель работал и удар ощущался в моей руке, а не в ноге, я мог бы рефлекторно дернуть руку в сторону вращающегося вентилятора или уронить металлический ключ на клеммы аккумулятора (создав больший ток через гаечный ключ с большим количеством искр).

Это иллюстрирует еще один важный урок, касающийся электробезопасности; электрический ток может быть косвенной причиной травмы, заставляя вас дернуться или вызывать спазмы частей вашего тела.

Опасность электрического тока также зависит от пути его протекания через человеческое тело. Ток будет влиять на все мышцы, находящиеся на его пути, а поскольку мышцы сердца и легких (диафрагмы), вероятно, являются наиболее важными для выживания, пути протекания тока, проходящие через грудную клетку, являются наиболее опасными. Поэтому при протекании электрического тока по пути «рука-рука» есть больше шансов для получения травм и летального исхода.

Во избежание подобных ситуаций рекомендуется работать с цепями, находящимися под напряжением, только одной рукой. Конечно, всегда безопаснее работать в цепи, когда она отключена, но это не всегда практично или возможно.

При работе одной рукой, как правило, предпочтение отдается правой руке по двум причинам: большинство людей правши (что обеспечивает дополнительную координацию при работе), и сердце расположено в грудной полости слева от центра.

Для левшей этот совет может быть не лучшим. Если такой человек недостаточно ловко работает правой рукой, он может подвергнуть себя большей опасности, используя руку, с которой ему менее всего комфортно, даже если электрический ток через другую руку может представлять большую опасность для его сердца. Относительная опасность между электрическим ударом через одну руку или через другую, вероятно, меньше, чем опасность работы с менее оптимальной координацией, поэтому выбор руки для работы лучше всего оставить на усмотрение человека.

Лучшая защита от ударов цепи под напряжением – это сопротивление, а сопротивление может быть добавлено к телу с помощью изолированных инструментов, перчаток, обуви и других средств. Ток в цепи является функцией доступного напряжения, деленного на общее сопротивление на пути протекания тока. Как мы рассмотрим более подробно позже в этой книге, сопротивления складываются, когда они составляются так, что ток течет только по одному пути:

Рисунок 3 – Сопротивление тела при прямом контакте

Человек напрямую прикасается к источнику напряжения: ток ограничен только сопротивлением тела человека.

\[I = \frac{E}{R_{тела}}\]

Далее мы увидим эквивалентную схему для человека в изолирующих перчатках и ботинках:

Рисунок 4 – Сопротивление при контакте в изолирующих перчатках и ботинках

Человек одет в изолирующие перчатки и ботинки: ток теперь ограничен полным сопротивлением цепи.

\[I = \frac{E}{R_{перчаток}+R_{тела}+R_{ботинок}}\]

Поскольку, чтобы замкнуть цепь обратно к источнику напряжения, электрический ток должен пройти через ботинок и тело и перчатку. И общая сумма этих сопротивлений противодействует прохождению тока в большей степени, чем любое из этих сопротивлений, рассматриваемое отдельно.

Безопасность – одна из причин, по которой электрические провода обычно покрывают пластиковой или резиновой изоляцией: чтобы значительно увеличить сопротивление между проводником и тем, что может с ним контактировать.

К сожалению, изолировать проводники линии электропередачи, чтобы обеспечить безопасность в случае случайного контакта, было бы непомерно дорого. Таким образом, в этом случае безопасность обеспечивается за счет того, что эти линии должны находиться достаточно далеко, вне зоны досягаемости, чтобы никто не мог случайно их коснуться.

Резюме

• Вред для тела зависит от силы электрического тока. Более высокое напряжение позволяет создавать более высокие и опасные токи. Сопротивление противодействует току, поэтому хорошей защитой от электрических ударов является высокое сопротивление.
• Любое напряжение выше 30 вольт обычно считается способным создавать опасные токи электрического удара.
• При работе с электрическими цепями определенно не стоит носить металлические украшения. Кольца, ремешки для часов, ожерелья, браслеты и другие подобные украшения обеспечивают отличный электрический контакт с вашим телом и сами могут проводить ток, достаточный для возникновения ожогов кожи даже при низком напряжении.
• Низкое напряжение всё еще может оставаться опасным, даже если оно слишком низкое, чтобы напрямую вызвать поражение электрическим током. Его может быть достаточно, чтобы напугать пострадавшего, заставив ее вздрогнуть и коснуться чего-то более опасного, находящегося в непосредственной близости.
• Когда необходимо работать с «живой» цепью (находящейся под напряжением), лучше всего выполнять работу одной рукой, чтобы предотвратить возможность возникновения опасного пути протекания электрического тока, «рука-рука» (через грудь).

Оригинал статьи:

Теги

Воздействие электрического тока на организм человекаЗакон ОмаОбучениеСопротивлениеЭлектрический токЭлектробезопасностьЭлектрозащитные средства

Сохранить или поделиться

Закон

Ома (снова!) | Электробезопасность

Распространенная фраза в отношении электробезопасности звучит примерно так: « Убивает не напряжение, а ток ! ”Хотя в этом есть доля правды, об опасности поражения электрическим током нужно понимать больше, чем эта простая пословица. Если бы напряжение не представляло опасности, никто бы никогда не распечатал и не вывесил таблички с надписью: ОПАСНО — ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!

Принцип «убивает текущее» по существу верен.Это электрический ток, который сжигает ткани, замораживает мышцы и вызывает фибрилляцию сердца. Однако электрический ток не возникает сам по себе: должно быть доступное напряжение, чтобы заставить ток протекать через жертву. Тело человека также оказывает сопротивление току, что необходимо учитывать.

Взяв закон Ома для напряжения, тока и сопротивления и выразив его через ток для заданных напряжения и сопротивления, мы получим следующее уравнение:

Величина тока, протекающего через тело, равна величине напряжения, приложенного между двумя точками этого тела, деленному на электрическое сопротивление, создаваемое телом между этими двумя точками.Очевидно, что чем больше напряжения доступно для протекания тока, тем легче он будет проходить через любое заданное сопротивление.

Следовательно, существует опасность высокого напряжения, которое может генерировать ток, достаточный для получения травмы или смерти. И наоборот, если тело имеет более высокое сопротивление, меньше тока будет протекать при любом заданном напряжении. Насколько опасно напряжение, зависит от общего сопротивления цепи, препятствующего прохождению электрического тока.

Сопротивление тела не является фиксированной величиной. Это варьируется от человека к человеку и время от времени. Существует даже метод измерения жировых отложений, основанный на измерении электрического сопротивления между пальцами рук и ног.

Различное процентное содержание жира в организме обеспечивает разное сопротивление: одна переменная влияет на электрическое сопротивление в теле человека. Чтобы методика работала точно, человек должен регулировать потребление жидкости за несколько часов до теста, что указывает на то, что гидратация тела является еще одним фактором, влияющим на электрическое сопротивление тела.

Сопротивление тела также зависит от того, как происходит контакт с кожей: от руки к руке, от руки к ноге, от ступни к ступне, от руки к локтю и т. Д. Пот, богатый солью и минералами. , является отличным проводником электричества для жидкости. То же самое и в крови с таким же высоким содержанием проводящих химикатов.

Таким образом, контакт с проводом потной рукой или открытой раной будет оказывать гораздо меньшее сопротивление току, чем контакт с чистой сухой кожей.

Измеряя электрическое сопротивление чувствительным измерителем, я измеряю примерно 1 миллион Ом (1 МОм) на руках, держась за металлические зонды измерителя между пальцами.Измеритель показывает меньшее сопротивление, когда я плотно сжимал щупы, и большее сопротивление, когда я держу их свободно.

Сижу здесь за компьютером и печатаю эти слова, мои руки чистые и сухие. Если бы я работал в жаркой, грязной промышленной среде, сопротивление между моими руками, вероятно, было бы намного меньше, представляя меньшее сопротивление смертельному току и большую угрозу поражения электрическим током.

Насколько опасен электрический ток?

Ответ на этот вопрос также зависит от нескольких факторов.Химический состав тела человека оказывает значительное влияние на то, как электрический ток влияет на человека. Некоторые люди очень чувствительны к току, испытывая непроизвольное сокращение мышц от ударов статического электричества.

Другие могут получить большие искры от разряда статического электричества и почти не почувствовать его, не говоря уже о мышечном спазме. Несмотря на эти различия, с помощью тестов были разработаны приблизительные руководящие принципы, которые показывают, что для проявления вредных эффектов требуется очень небольшой ток (опять же, см. В конце главы информацию об источнике этих данных).

Все текущие значения даны в миллиамперах (миллиампер равен 1/1000 ампера):

Таблица воздействия электричества на тело

«Гц» означает герц . Это мера того, насколько быстро изменяется переменный ток, иначе известный как частота . Таким образом, столбец цифр, обозначенный «60 Гц переменного тока», относится к току, который изменяется с частотой 60 циклов (1 цикл = период времени, когда ток течет в одном направлении, а затем в другом) в секунду.

Последний столбец, обозначенный «10 кГц переменного тока», относится к переменному току, который совершает десять тысяч (10 000) возвратно-поступательных циклов каждую секунду.

Имейте в виду, что эти цифры являются приблизительными, поскольку люди с различным химическим составом тела могут реагировать по-разному. Было высказано предположение, что поперечный ток через грудную клетку всего 17 мА переменного тока достаточно, чтобы вызвать фибрилляцию у человека при определенных условиях. Большинство наших данных относительно индуцированной фибрилляции получены в результате испытаний на животных.Очевидно, что проводить тесты на индуцированную фибрилляцию желудочков на людях непрактично, поэтому имеющиеся данные отрывочны.

Да, и если вам интересно, я понятия не имею, почему женщины, как правило, более восприимчивы к электрическому току, чем мужчины! Предположим, я положил руки на клеммы источника переменного напряжения с частотой 60 Гц (60 циклов в секунду). Какое напряжение необходимо для этого состояния чистой, сухой кожи, чтобы получить ток в 20 миллиампер (достаточно, чтобы я не мог отпустить источник напряжения)? Чтобы определить это, мы можем использовать закон Ома:

E = IR E = (20 мА) (1 МОм) E = 20 000 вольт или 20 кВ

Имейте в виду, что это «лучший случай» (чистая, сухая кожа) с точки зрения электробезопасности и что это значение напряжения представляет собой величину, необходимую для индукции столбняка. Чтобы вызвать болезненный шок, потребуется гораздо меньше! Кроме того, имейте в виду, что физиологические эффекты любой конкретной силы тока могут значительно отличаться от человека к человеку, и что эти расчеты являются приблизительными оценками только .

Обрызгав пальцы водой, чтобы имитировать пот, я смог измерить сопротивление рук в руках всего 17000 Ом (17 кОм). Имейте в виду, что это касается только одного пальца каждой руки, касающегося тонкой металлической проволоки. Пересчитав напряжение, необходимое для возникновения тока в 20 мА, мы получим эту цифру:

E = IR E = (20 мА) (17 кОм) E = 340 В

В этих реальных условиях потребуется всего 340 вольт потенциала от одной руки к другой, чтобы вызвать ток 20 миллиампер.Тем не менее, все же возможно получить смертельный удар от меньшего напряжения, чем это. При условии значительно более низкого показателя сопротивления тела, увеличенного за счет контакта с кольцом (полоса золота, обернутая по окружности пальца, составляет отличную точку контакта для поражения электрическим током) или полного контакта с большим металлическим предметом, таким как труба или металл рукоятки инструмента, сопротивление корпуса может упасть до 1000 Ом (1 кОм), в результате чего даже более низкое напряжение может представлять потенциальную опасность.

E = IR E = (20 мА) (1 кОм) E = 20 вольт

Обратите внимание, что в этом состоянии 20 вольт достаточно, чтобы произвести ток в 20 миллиампер через человека; достаточно, чтобы вызвать столбняк. Помните, было высказано предположение, что сила тока всего 17 миллиампер может вызвать фибрилляцию желудочков (сердца). При сопротивлении рукопашной в 1000 Ом для создания этого опасного состояния потребуется всего 17 вольт.

E = IR E = (17 мА) (1 кОм) E = 17 В

Семнадцать вольт — это не очень много для электрических систем. Конечно, это «наихудший» сценарий с напряжением переменного тока 60 Гц и отличной проводимостью тела, но он действительно показывает, насколько низкое напряжение может представлять серьезную угрозу при определенных условиях.

Условия, необходимые для создания сопротивления тела 1000 Ом, не должны быть такими экстремальными, как то, что было представлено (потная кожа при контакте с золотым кольцом). Сопротивление тела может уменьшаться при приложении напряжения (особенно если столбняк заставляет пострадавшего крепче держать проводник), так что при постоянном напряжении удар может усилиться после первого контакта.

То, что начинается как легкий шок — ровно настолько, чтобы «заморозить» жертву, чтобы она не могла отпустить ее, может перерасти в нечто достаточно серьезное, чтобы убить ее, поскольку сопротивление их тела уменьшается, а сила тока соответственно увеличивается.

Research предоставило примерный набор значений электрического сопротивления точек контакта человека в различных условиях (информацию об источнике этих данных см. В конце главы):

• Провод, касающийся пальцем: от 40 000 Ом до 1 000 000 Ом в сухом состоянии, от 4 000 Ом до 15 000 Ом во влажном состоянии.
• Провод, удерживаемый рукой: от 15 000 Ом до 50 000 Ом в сухом состоянии, от 3 000 Ом до 5 000 Ом во влажном состоянии.
• Плоскогубцы по металлу в руке: от 5000 до 10000 Ом в сухом состоянии, от 1000 до 3000 Ом во влажном состоянии.
• Контакт с ладонью: от 3000 Ом до 8000 Ом в сухом состоянии, от 1000 Ом до 2000 Ом во влажном состоянии.
• 1,5-дюймовая металлическая труба, захваченная одной рукой: от 1000 Ом до 3000 Ом в сухом состоянии, от 500 Ом до 1500 Ом во влажном состоянии.
• 1,5-дюймовая металлическая труба, захваченная двумя руками: от 500 Ом до 1500 кОм в сухом состоянии, от 250 Ом до 750 Ом во влажном состоянии.
• Рука, погруженная в токопроводящую жидкость: от 200 Ом до 500 Ом.
• Опора, погруженная в токопроводящую жидкость: от 100 Ом до 300 Ом.

Обратите внимание на значения сопротивления для двух условий с 1,5-дюймовой металлической трубой. Сопротивление, измеренное при захвате трубы двумя руками, составляет ровно половину сопротивления, когда одна рука держит трубу.

Двумя руками площадь контакта с телом вдвое больше, чем с одной рукой. Это важный урок: электрическое сопротивление между любыми контактирующими объектами уменьшается с увеличением площади контакта при прочих равных условиях. Если держать трубу двумя руками, ток будет иметь два параллельных пути, по которым протекает от трубы к телу (или наоборот).

Как мы увидим в более поздней главе, параллельных цепей всегда приводят к меньшему общему сопротивлению, чем любой отдельный путь, рассматриваемый отдельно.

В промышленности 30 вольт обычно считается консервативным пороговым значением для опасного напряжения. Осторожный человек должен рассматривать любое напряжение выше 30 вольт как опасное, не полагаясь на нормальное сопротивление тела для защиты от удара.Тем не менее, при работе с электричеством все же отличной идеей является держать руки чистыми и сухими и снимать все металлические украшения.

Даже при более низком напряжении металлические украшения могут представлять опасность, поскольку проводят ток, достаточный для ожога кожи, при контакте между двумя точками цепи. Металлические кольца, в частности, были причиной нескольких ожогов пальцев из-за замыкания между точками в низковольтной и сильноточной цепи.

Кроме того, напряжение ниже 30 может быть опасным, если его достаточно, чтобы вызвать неприятное ощущение, которое может вызвать вздрагивание и случайное соприкосновение с более высоким напряжением или другой опасностью.Я вспоминаю, как однажды жарким летним днем ​​работал над автомобилем.

На мне были шорты, моя голая нога касалась хромового бампера автомобиля, когда я затягивал соединения аккумулятора. Когда я прикоснулся металлическим ключом к положительной (незаземленной) стороне 12-вольтовой батареи, я почувствовал покалывание в том месте, где моя нога касалась бампера. Сочетание плотного контакта с металлом и моей вспотевшей кожи позволило почувствовать шок всего лишь с 12 вольт электрическим потенциалом.

К счастью, ничего страшного не произошло, но если бы двигатель работал и удар ощущался в моей руке, а не ноге, я мог бы рефлекторно толкнуть руку на пути вращающегося вентилятора или уронить металлический ключ на клеммы аккумулятора (производя большой тока через гаечный ключ с большим количеством искр).

Это иллюстрирует еще один важный урок, касающийся электробезопасности; этот электрический ток сам по себе может быть косвенной причиной травмы, заставляя вас подпрыгивать или спазмировать части вашего тела.

Путь тока через человеческое тело имеет значение, насколько он опасен. Ток будет влиять на все мышцы, находящиеся на его пути, а поскольку мышцы сердца и легких (диафрагмы), вероятно, являются наиболее важными для выживания, пути удара, проходящие через грудную клетку, наиболее опасны.Это делает путь электрического тока из рук в руки очень вероятным способом получения травм и летального исхода.

Во избежание подобных ситуаций рекомендуется работать с цепями под напряжением только одной рукой, а вторую руку держать в кармане, чтобы случайно ни к чему не прикоснуться. Конечно, всегда безопаснее работать в цепи, когда она отключена, но это не всегда практично или возможно.

При работе одной рукой правая рука обычно предпочтительнее левой по двум причинам: большинство людей правши (что обеспечивает дополнительную координацию при работе), а сердце обычно находится слева от центра в грудной полости. .

Для левшей этот совет может быть не лучшим. Если такой человек недостаточно скоординирован с правой рукой, он может подвергнуть себя большей опасности, используя руку, с которой ему меньше всего комфортно, даже если электрический ток через эту руку может представлять большую опасность для его сердца. Относительная опасность между поражением одной рукой или другой, вероятно, меньше, чем опасность работы с менее чем оптимальной координацией, поэтому выбор руки для работы лучше всего оставить на усмотрение человека.

Лучшая защита от ударов цепи под напряжением — это сопротивление, которое можно добавить к телу с помощью изолированных инструментов, перчаток, обуви и другого снаряжения. Ток в цепи является функцией доступного напряжения, деленного на общего сопротивления на пути потока. Как мы рассмотрим более подробно позже в этой книге, сопротивления имеют аддитивный эффект, когда они сложены так, что ток может течь только по одному пути:

Теперь мы рассмотрим эквивалентную схему для человека в изолированных перчатках и ботинках:

Поскольку электрический ток должен проходить через ботинок и корпус и перчатку, чтобы замкнуть цепь обратно к батарее, общая сумма ( в сумме ) этих сопротивлений препятствует прохождению тока в большей степени, чем любое другое. сопротивлений рассматривается индивидуально.

Безопасность — одна из причин, по которой электрические провода обычно покрывают пластиковой или резиновой изоляцией: чтобы значительно увеличить сопротивление между проводником и тем, кто или что-либо может с ним контактировать.

К сожалению, было бы непомерно дорого изолировать проводники линии электропередач с недостаточной изоляцией для обеспечения безопасности в случае случайного контакта. Таким образом, безопасность обеспечивается за счет того, что эти стропы должны находиться достаточно далеко вне досягаемости, чтобы никто не мог случайно их коснуться.

ОБЗОР:

• Вред для тела зависит от силы электрического тока. Более высокое напряжение позволяет производить более высокие и опасные токи. Сопротивление противостоит току, поэтому высокое сопротивление является хорошей защитой от ударов.
• Обычно считается, что любое напряжение выше 30 может создавать опасные электрические токи.
• Металлические украшения определенно плохо носить при работе с электрическими цепями.Кольца, ремешки для часов, ожерелья, браслеты и другие подобные украшения обеспечивают отличный электрический контакт с вашим телом и сами могут проводить ток, достаточный для возникновения ожогов кожи даже при низком напряжении.
• Низкое напряжение может быть опасным, даже если оно слишком низкое, чтобы напрямую вызвать поражение электрическим током. Их может быть достаточно, чтобы напугать жертву, заставив ее отпрянуть и коснуться чего-то более опасного в непосредственной близости.
• Когда необходимо работать с «живым» контуром, лучше всего выполнять работу одной рукой, чтобы предотвратить смертельный путь электрического тока из рук в руки (через грудь).

Не забудьте воспользоваться нашим калькулятором закона Ома.

СВЯЗАННЫЕ ТАБЛИЦЫ:

Сколько вольт или ампер может убить человека?

Человека убивает не напряжение, а ток. Люди умирали при низком напряжении 42 вольт. Время также является фактором. Ток в 0,1 ампера всего за 2 секунды может быть смертельным. Поскольку напряжение = ток x сопротивление, ток зависит от сопротивления тела. Внутреннее сопротивление между ушами составляет всего 100 Ом, в то время как при измерении от пальца до ног оно составляет около 500 Ом.

Поражение электрическим током часто изображается в физических комедиях. Действие происходит как обычно: комический главный герой нечаянно хватает провод, не зная о сильном токе, протекающем по нему. Он получает смертельный шок, который приводит к стереотипному шимми, обугленному лицу и волосам, встающим дыбом, как зонтик, вывернутый наизнанку ветром.

Задавать вопрос, почему этот несчастный случай со смертельным исходом воспринимается как юмористический, тревожит… интересно, но тревожит.Правдоподобный ответ можно найти здесь. Однако этот дискурс пока неуместен. Что нас беспокоит, так это то, почему мы не невосприимчивы к электричеству и насколько оно действительно нас убьет.

Почему высокое напряжение считается опасным?

Это, конечно, очень важная информация в целях безопасности. На электрических щитах и ​​генераторах мы находим предупреждающие надписи, на которых отпечатана общепризнанная эмблема опасности: человеческий череп, парящий над двумя скрещенными костями.Этот символ сопровождается рейтингом этой машины, подчеркивая высокое напряжение, при котором она работает, давая вам знать, что контакт с ней, вероятно, убьет вас.

Использование напряжения заложило в нас психологическую тенденцию. Мы полагаем, что 10 000 вольт будут опаснее 100 вольт. Однако это верно лишь отчасти. Казнь электрическим током часто осуществляется с использованием домашнего напряжения 110 Вольт, а в некоторых случаях даже 42 Вольт!

Конечно, большее напряжение потребляет больше энергии, но нас убивает не калибр, а пуля, которую она стреляет.Независимо от напряжения, настоящая причина смерти — это ток, протекающий через тело.

По этой же причине птиц, отдыхающих на проводах, не бьют током. (Кредиты: palickam / Shutterstock)

Однако мы не должны полностью отказываться от напряжения. Без напряжения или разности потенциалов вообще не было бы тока. Это причина, по которой висеть на проводе не убьет вас электрическим током, если не коснется земли. Свешивание с проводом создает уравнивание потенциала с проводом, тогда как прикосновение к земле немедленно создает разность потенциалов, которая пропускает через нас огромный ток.

Итак, какой ток нас убьет?

Удар током: какой ток убьет вас?

Ток 10 мА или 0,01 А обеспечивает сильное поражение электрическим током, но не со смертельным исходом. Когда мы приближаемся к 100 мА или 0,1 А, начинаются мышечные сокращения. Совершенно необходимо понимать, что из-за низкого сопротивления сердца через него проходит ток величиной всего 10 мА, чтобы нас убить.

Однако ток никогда не достигает сердца, так как сопротивление нашей кожи выше, что позволяет полностью поглощать этот ток.Если бы этот ничтожный поток каким-либо образом достиг сердца, он почти наверняка был бы фатальным.

Когда ток превышает 1000 мА или 1 А, мышечные сокращения увеличиваются до такой степени, что мы не можем отпустить провод. Эта упорство по иронии судьбы является следствием мышечного паралича . В этот момент сердце испытывает фибрилляцию желудочков, нескоординированное прерывистое подергивание желудочков сердца, которое вызывает неэффективное сердцебиение, которое может привести к смерти, если не обратиться за помощью немедленно.

Дальнейшее увеличение тока до 2000 мА или 2 А вызывает ожоги и потерю сознания. Мышечное сокращение, вызванное шоком, теперь настолько сильное, что сердце сжимается. Воздействие такого количества тока может привести к ужасным внутренним ожогам, а зажимы могут привести к остановке сердца. Смерть возможна.

Однако зажимной механизм разработан таким образом, что он является удивительно прибыльным, поскольку защищает сердце от фибрилляции желудочков. Шансы на выживание мизерны, но их можно исправить, если жертва получит немедленное внимание.Дефибрилляторы — это медицинские устройства, которые врачи используют для спасения жертв шока.

Последствия можно резюмировать в табличной форме следующим образом:

Почему мы не невосприимчивы к текущему моменту?

Несмотря на то, что для протекания тока требуется определенное напряжение, количество тока, проникающего в наши тела, зависит от степени проницаемости тела для тока или просто его сопротивления. Сопротивление току варьируется в зависимости от состояния кожи — сухая она или влажная.По оценкам, оно составляет 1000 Ом для влажной кожи и более 500 000 Ом для сухой кожи.

Сопротивление также различается в зависимости от точек контакта. Внутреннее сопротивление между ушами составляет всего 100 Ом, в то время как при измерении от пальца до ног оно составляет около 500 Ом. Благодаря этому конечному сопротивлению мы не невосприимчивы к току.

Другой важный фактор — время. Степень испытания зависит от количества времени, в течение которого тело подвергается воздействию данного тока. Например, ток в одну десятую ампера всего за 2 секунды может быть фатальным.

Опасности поражения электрическим током

С электричеством связано множество опасностей. Случайное поражение электрическим током может вызвать сильные ожоги, повреждение внутренних органов и даже смерть. Интересно, что хотя большинство людей думают об электричестве с точки зрения напряжения, наиболее опасным аспектом поражения электрическим током является сила тока, а не напряжение.

Напряжение в зависимости от силы тока

Напряжение и сила тока — это две меры электрического тока или потока электронов. Напряжение является мерой давления , которое позволяет электронам течь, в то время как сила тока является мерой объема электронов.Электрический ток в 1000 вольт не более смертоносен, чем ток в 100 вольт, но крошечные изменения силы тока могут означать разницу между жизнью и смертью, когда человек получает электрический шок.

Хотя физика сложна, некоторые эксперты используют аналогию с текущей рекой, чтобы объяснить принципы работы электричества. В этой аналогии напряжение приравнивается к крутизне или наклону реки, а сила тока приравнивается к объему воды в реке. Электрический ток с высоким напряжением, но очень малой силой тока можно рассматривать как очень узкую небольшую реку, текущую почти вертикально, как крошечная струйка водопада.У него будет небольшой потенциал, чтобы действительно навредить вам. Но большая река с большим количеством воды (сила тока) может утопить вас, даже если скорость течения (напряжение) относительно низкая.

Из этих двух сила тока — это то, что действительно создает риск смерти, что становится ясно, когда вы понимаете, насколько мала сила тока необходима, чтобы убить.

Влияние силы тока на поражение электрическим током

Различная сила тока по-разному влияет на человеческий организм. В следующем списке описаны некоторые из наиболее распространенных последствий поражения электрическим током при различных уровнях силы тока.Чтобы понять, что это за величина, миллиампер (мА) равен одной тысячной ампера или ампера. Стандартная бытовая цепь, питающая ваши розетки и переключатели, имеет ток 15 или 20 ампер (15 000 или 20 000 мА).

• От 1 до 10 мА : Поражение электрическим током незначительное или отсутствует.
• 10-20 мА : Болезненный шок, но мышечный контроль не теряется.
• от 20 до 75 мА : Серьезный шок, включая болезненный толчок и потерю мышечного контроля; пострадавший не может отпустить проволоку или другой источник шока.
• от 75 до 100 мА : Возможна фибрилляция желудочков (нескоординированное подергивание желудочков) сердца.
• 100-200 мА : Возникает фибрилляция желудочков, часто приводящая к смерти.
• Более 200 мА : возникают тяжелые ожоги и сильные сокращения мышц. Могут быть повреждены внутренние органы. Сердце может остановиться из-за того, что грудные мышцы оказывают давление на сердце, но этот зажимающий эффект может предотвратить фибрилляцию желудочков, значительно повышая шансы на выживание, если пострадавшего исключить из электрической цепи.

Это дает вам представление о том, насколько опасна домашняя система электропроводки, которую мы считаем само собой разумеющейся, когда провода имеют ток 15 000 или 20 000 мА.

Остаться в безопасности

Лучший способ предотвратить поражение электрическим током — это соблюдать стандартные правила техники безопасности при выполнении всех электрических работ . Вот некоторые из самых важных основных правил безопасности:

• Отключите питание : Всегда отключайте питание цепи или устройства, с которыми вы будете работать.Самый надежный способ отключить питание — это отключить автоматический выключатель цепи в бытовой панели (распределительной коробке).
• Проверка питания : После отключения автоматического выключателя проверьте проводку или устройства, с которыми вы будете работать, с помощью бесконтактного тестера напряжения, чтобы убедиться, что питание отключено. Это единственный способ убедиться, что вы отключили правильную цепь.
• Используйте изолированные лестницы : Никогда не используйте алюминиевые лестницы для электромонтажных работ.Всегда используйте изолированные лестницы из стекловолокна, чтобы обезопасить себя.
• Оставайтесь сухими : Избегайте влажных помещений при работе с электричеством. Если вы находитесь на улице в сырых или влажных условиях, наденьте резиновые сапоги и перчатки, чтобы снизить вероятность поражения электрическим током. Подключите электроинструменты и приборы к розетке GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю) или удлинителю GFCI. Вытрите руки перед тем, как взяться за шнур.
• Сообщения с предупреждениями : Если вы работаете с сервисной панелью или цепью, поместите предупреждающую этикетку на лицевую сторону панели, чтобы предупредить других, чтобы они не включали какие-либо цепи.Перед повторным включением питания убедитесь, что никто другой не контактирует с цепью.

Какое напряжение / ток «опасно»?

ФАКТ:

• 12 В постоянного тока МОЖЕТ убивать и убивать людей.

• Хотя напряжение 12 В почти всегда безопасно, худшие ситуации могут и уже привели к смерти.

• Механизмом может быть фибрилляция желудочков НО паралич дыхательных мышц происходит примерно при 20% тока, необходимого для возникновения фибрилляции.

• См. Обсуждение и ссылки в конце этого ответа.

Напряжение 12 В постоянного тока через грудь убило добровольцев, несмотря на то, что рядом стояли медицинские эксперты !!!
(На память — заключенные-добровольцы, участвующие в медицинских исследованиях).

Носите автомобильный аккумулятор с открытыми клеммами в жаркий день, когда вы потеете, и прижмите клеммы к своему телу (что может случиться в худшем случае при поднятии аккумулятора и т. Д.), И вы можете повторить эксперимент.

Как только начинается проводимость в организме, вы получаете цепь с очень низким импедансом / сопротивлением, которая по сути представляет собой большой мешок с разбавленным физиологическим раствором.

---

Есть две основные проблемы «что убивает».

• Одна из них — общая травма — ожоги и т. Д., И это, очевидно, очень зависит от ситуации и человека. У меня были удары от 1200 В постоянного тока, 230 В переменного тока, 50 В постоянного тока, РЧ и различных других источников. Никаких серьезных ожогов. Я еще жив

• Ток, достаточный для того, чтобы остановить естественный сердечный ритм и вызвать фибрилляцию.

  При типичных уровнях домашнего напряжения вы ОБЫЧНО в безопасности, если ток протекает значительно меньше одного цикла желудочкового клапана сердца и при «достаточно низком» токе.

  Автоматические выключатели утечки на землю (ELCB), также называемые прерывателями замыкания на землю (GFI) и другие названия, нацелены на отключение при токах где-то ниже 10 мА и из памяти (ссылки позже — ускорение) примерно за 10 мс = намного меньше сердечного цикла.

  Удар от цепи, защищенной устройством ELCB / GFI, будет ощущаться, но ОБЫЧНО не будет фатальным.

Аккумулятор на 9 В на язычок почти наверняка не убьет.

Батарея на 9 В на груди с физиологическим раствором (или потом) может — скорее всего, нет.

«Автомобильный аккумулятор» 12 В или любой источник сильного тока от нескольких вольт МОЖЕТ убить в самом худшем случае. Из рук в руки Я никогда не слышал, чтобы шок случился или ощущался.

110 В постоянного тока (не переменного тока) обычно убивали линейных судей Эдисона.

50 В постоянного тока МОЖЕТ не ощущаться сухими руками в сухой день.В день с высокой влажностью чистка тыльной стороны руки клеммными колодками с напряжением 50 В постоянного тока вызывает раздражающие незначительные удары (как, например, при установке перемычки на монтажной рамке телекоммуникационной сети) (на основе моего давнего опыта)

75 В переменного тока, приложенные к 50 В постоянного тока, иногда вызывают очень неприятный ток. В худшем случае это могло убить.

Сильный ток 1200 В постоянного тока рука об руку где-то не убьет — я еще жив.

---

Может ли 12 вольт убить?

Да.

Вероятно? — нет.
Возможно? — да.

Точка данных: обратите внимание, что это полностью достоверная и не выдуманная учетная запись. У меня есть друг (еще жив), который построил фонарь, чтобы ловить камбалу. Он использовал аккумуляторную батарею 12 В SLA и алюминиевый столб с фонарем наверху. Ловля камбалы предполагает переход вброд по мелкой соленой воде. Во время рыбалки он обнаружил, что существует электрическая неисправность — каким-то образом на него воздействовали 12 В постоянного тока между рукой, держащей удочку, и водой, в которой он стоял.Он был совершенно не в состоянии ослабить хватку — ток превысил его порог «отпустить». независимо от того, насколько «наихудшим» это могло быть и что говорится в различных таблицах и стандартах, было очевидно, что достичь его личного уровня запрета на выпуск невозможно. В литературе утверждается, что респираторный паралич может возникнуть при токе, не намного превышающем уровень невозможности высвобождения. Если бы он был сам по себе (никогда не было мудрой идеи с такими действиями), он бы, возможно, запутался :-). Обратите внимание, что это был текущий путь «рука об руку».В худшем случае от груди к груди можно разумно ожидать, что она потенциально выше.

Таблица ниже взята с этой страницы.

это не основной справочный источник, но использованные цифры были получены из «официального» источника. См. Страницу выше.

Обратите внимание, что для 60 Гц фибрилляция желудочков Ac определяется как происходящая при 100 мА, но паралич дыхательных мышц происходит при 20 мА. Эти ограничения в значительной степени зависят от пользователя и ситуации, но дают представление о порядке величины.

С помощью очень неформального оборудования я измерил сопротивление 1500 Ом на двух участках живота. Я решил не измерять грудь в районе сердца. Я использовал плоские контакты без проникновения в кожу. При 12 В, если бы сопротивление не изменялось с течением тока (а я ожидал, что оно, вероятно, упадет), будет производиться ток 8 мА. Можно разумно ожидать, что измерения с помощью электродов, проникающих через кожу, значительно увеличат это значение.

Здесь можно найти превосходное обсуждение электробезопасности, уровней тока в различных ситуациях и последствий.Компетентность и добросовестность писателя безупречны *. Обсуждение относится к положениям стандарта IEC60990 «Измерение тока прикосновения и тока защитного проводника». Это стандарт «для денег», к которому у меня нет доступа, но выдержки из него приведены в приведенной выше ссылке и в других местах.

• ‘*’ P E Perkins PE.
  [email protected]
  Руководитель IEC TC108 / WG5, IEC 60990 «Измерение тока прикосновения и тока защитного проводника»

Тщательное, но не исчерпывающее изучение вышеуказанного документа и других связанных веб-материалов дает понять, что

Связанный:

Полная копия стандарта ECMA287 — Безопасность электронного оборудования

Touch Current Сравнительный документ — P Perkins

NIOSH — смерть рабочих от удара током

Сообщается о двух смертельных случаях от электрического тока.Один на 12 В. Один на 24В. Обратите внимание, что ОБА это неподтвержденные ереси сообщения и фактическая причина смерти , возможно, не была смертью от электрического тока.

Таблица 1. Расчетные эффекты переменного тока 60 Гц
1 мА Едва ощутимый
16 мА Максимальный ток, который средний человек может схватить и «отпустить»
20 мА Паралич дыхательных мышц
100 мА Порог фибрилляции желудочков
2 Ампера Остановка сердца и повреждение внутренних органов
15/20 ампер Общий предохранитель или автоматический выключатель размыкает цепь *
* Контакт с током 20 миллиампер может быть фатальным.
В качестве ориентира обычный домашний выключатель может быть рассчитан на 15, 20 или 30 ампер.

---

Интересно, что у этого ответа 1 отрицательный голос и на удивление мало положительных голосов, учитывая несомненную правду, которую он говорит. Может быть, голосующий против и любой, кто не считает это хорошим ответом, хотели бы сказать мне, почему? Цель состоит в том, чтобы быть сбалансированным, объективным и максимально фактическим. Если это не удается, пожалуйста, сообщите.

Ампер или вольт убивают вас?

Вольт или ампер убивают вас? Напряжение, ток и сопротивление (2014 г.) от RimstarOrg (5:15 мин.).

Есть старая поговорка: «Убивает не вольт, а ток». В каком-то смысле это правда. Но это еще не все!

Но подождите. Что такое вольт и ампер? Ампер (А) — это единица измерения электрического тока. Электрический ток — это поток отрицательно заряженных электронов мимо заданного места за период времени.

Поток электронов создает ток. Но это не происходит само по себе. Ему нужна энергия. Количество энергии в каждой единице электрического заряда называется напряжением . Вольт (В) — единица измерения напряжения.

Вы когда-нибудь наблюдали, как вода течет по трубе? Иногда может течь быстро. Иногда может течь медленно. Это зависит от напора воды.

Представьте, что электрический ток — это водопровод. Усилители были бы подобны объему воды. Вольт как давление воды. Таким образом, усилители измеряют количество электричества в токе. Вольт измеряет силу этого электричества.

Знаете ли вы, что ваше тело тоже использует электричество? Ваши мышцы, легкие и сердце нуждаются в электричестве, чтобы они могли нормально работать.Электрический ток хорошо проходит через вашу кровь. Но они с трудом проходят через вашу кожу. Можно сказать, что ваша кожа сопротивляется потоку электронов. Другими словами, ваша кожа — это резистор . Это помогает сохранить ваше тело в безопасности.

Когда напряжение тока повышается, сопротивление вашей кожи понижается. Это позволяет большему току проходить через вашу кожу. Кто-нибудь когда-нибудь говорил вам не прикасаться к живому проводу вышедшей из строя линии электропередачи? Это потому, что его напряжение очень сильное. Фактически, его напряжение будет достаточно высоким, чтобы преодолеть сопротивление вашей кожи.Он может проходить через кожу в кровеносные сосуды. Если уровень усилителя достаточно высок, это может нанести серьезный вред тканям вашего тела. Это могло даже убить тебя!

Линию электропередачи повредило упавшее дерево (Источник: соляризация с iStockphoto).

Если ваша кожа влажная, ее сопротивление будет еще ниже. Кто-нибудь когда-нибудь говорил вам не играть в луже во время грозы? Или кто-нибудь сказал вам не прикасаться к электрическим устройствам, когда у вас мокрые руки? Теперь вы знаете почему!

Итак, опасны ли вольты или амперы? Ответ — оба!

Какой ток более опасен, переменный или постоянный?

Бывали ли вы когда-нибудь поражение электрическим током? Что ж, многие люди думают, что постоянный ток более опасен, чем переменный, с точки зрения поражения электрическим током.Чтобы выяснить, какой из них более опасен, давайте вернемся к основам переменного и постоянного тока.

Переменный ток

Переменный ток течет в форме синусоиды (как показано на рисунке ниже). Ток переключает направление вперед и назад. Мы можем найти переменный ток в бытовой технике, свете, вентиляторах и т. Д.

Постоянный ток

Постоянный ток течет только в одном направлении (показано ниже). Его можно найти в электронных схемах, батареях и т. Д.

Позвольте мне сказать вам, что, помимо вида тока, степень поражения электрическим током зависит также от других факторов. Например,

Сумма текущая

Например, поражение электрическим током переменным током от 15 до 20 миллиампер может быть чрезвычайно болезненным. Однако поражение электрическим током силой 100 миллиампер может привести к смерти.

Путь тока

Прохождение тока из правой руки в правую ногу может быть болезненным.Но когда он проходит через сердце из правой руки в левую, это может вызвать фибрилляцию желудочков. Это состояние обычно приводит к летальному исходу.

Длительность

Поражение электрическим током, скажем, небольшим током; 0,3 миллиампера также могут вызвать болезненный эффект, если держать его в течение более длительного времени.

Сопротивление тела

Сопротивление мокрого тела поражению электрическим током меньше, чем у сухого.

Почему человеческое тело ощущает поражение электрическим током?

Это довольно интересно узнать.Ток проникает внутрь тела через кожу. Внешний слой эпидермиса кожи состоит из белкового материала, называемого кератином.

Кератин обеспечивает высочайшее сопротивление прохождению электричества. После слоя эпидермиса идут потовые железы, а затем кровеносные сосуды. Эти потовые железы и кровеносные сосуды состоят из различных ионов, которые являются хорошими проводниками электричества. Следовательно, кровеносные сосуды и потовые железы обладают низким сопротивлением прохождению электричества.

Теперь возникает вопрос, как ток достигает тела и проходит через него.

Отвечая на вышеупомянутый вопрос, самый внешний слой эпидермиса кожи действует как диэлектрик, внутренние потовые железы и ткани действуют как одна пластина конденсатора, а металлическая деталь, по которой проходит электрический ток, действует как другая пластина конденсатора. Из-за этого емкостного эффекта через тело проходит ток. Быстро меняющееся напряжение позволяет большему току проходить через тело.

Какой ток более опасен: постоянный или переменный?

Есть аргументы в пользу как переменного, так и постоянного тока.Эти аргументы основаны на экспериментах и ​​исследованиях, проведенных на людях (включая мужчин и женщин) и профессионалах отрасли, которые имеют опыт работы с обоими типами токов.

Аргумент в пользу постоянного тока

Жертвы, пережившие поражение электрическим током постоянным током, говорят, что они не могут отдернуть руку, потому что постоянный ток течет постоянно. Этот эффект похож на электрический дверной звонок с постоянным током. Следовательно, считается, что удар постоянного тока более опасен.

Принимая во внимание, что в случае переменного тока человек, испытывающий поражение электрическим током, может отдернуть руку, когда ток упадет до нуля. Следовательно, считается, что удар переменного тока менее опасен, чем постоянный ток.

Аргумент в пользу переменного тока

Когда человек переживает поражение электрическим током, его цель — избавиться от него и спасти жизнь. Неизвестно, что происходит внутри мышц.

Согласно экспериментам Чарльза Далзиэля на мужчинах и женщинах, сокращение мышц происходит непрерывно в случае поражения электрическим током постоянным током.Тогда как в случае переменного тока человек, испытывающий электрический шок, подвергается серии сокращений мышц. Серия сокращений мышц вызывает очень серьезные повреждения мышц.

Из-за емкостного поведения кожи, контактирующей с проводником с током, через тело может пройти больше тока, если напряжение быстро изменяется. Исследования показали, что двукратное увеличение напряжения увеличивает семикратное увеличение тока.

Порог «отпускания» постоянного тока выше порога «отпускания» переменного тока.Для получения эффекта, аналогичного действию переменного тока, требуется больше постоянного тока.

Эти аргументы основаны не только на экспериментах, проводимых на мужчинах и женщинах, но и на медицинских исследованиях. Следовательно, аргумент в пользу переменного тока верен.

Теперь можно резюмировать, что переменный ток более опасен, чем постоянный. Что ж, бояться электричества не стоит, но нужно помнить, что как переменный, так и постоянный ток могут быть опасны для человеческого организма, и при работе с любым из них необходимо учитывать меры безопасности.

Список литературы

• W. B. Kouwenhoven и O. R. Langworthy, «Эффекты электрического удара-II». Транзакция IEEE (A.I.E.E.).
• Чарльз Ф. Далзил, «Воздействие электрического шока на человека».
• В. Б. Кувенховен и Д. Р. Хукер, «Частотные эффекты электрического удара».
• Джон Кадик, «Справочник по электробезопасности», 3-е издание, Mcgraw Hill.
• Раймонд М. Фиш и Лесли А. Геддес, «Проведение электрического тока к телу человека и через него», Журнал открытого доступа по пластической хирургии.
• Чарльз Ф. Далзил и Эрик Одджен, «Влияние частоты на отпускаемые токи», IEEE Transaction.
• Марк В. Кролл и Дорин Панеску, «Физика поражения электрическим током», Springer Science + Business Media New York, 2012.
  

  ---

Крунал Шах — увлеченный педагог и консультант по вопросам карьеры с опытом работы в качестве предпринимателя. В настоящее время он работает директором Subodh Tech Private Limited, где занимается организацией профессионального обучения и консультированием по инженерным вопросам.

Чтобы прочитать другие интересные статьи:

нажмите здесь

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ — прикладное промышленное электричество

Важность электробезопасности

С помощью этого урока я надеюсь избежать распространенной ошибки, обнаруживаемой в учебниках по электронике, состоящей в игнорировании или недостаточном освещении темы электробезопасности. Я предполагаю, что тот, кто читает эту книгу, хотя бы мимолетно заинтересован в реальной работе с электричеством, и поэтому тема безопасности имеет первостепенное значение.

Еще одно преимущество включения подробного урока по электробезопасности — это практический контекст, который он устанавливает для основных понятий напряжения, тока, сопротивления и схемы. Чем более актуальной может быть техническая тема, тем больше вероятность того, что студент обратит внимание и поймет. А что может быть важнее приложения для вашей личной безопасности? Кроме того, поскольку электрическая энергия является повседневным явлением в современной жизни, почти любой может ознакомиться с иллюстрациями, приведенными на таком уроке.Вы когда-нибудь задумывались, почему птицы не получают электрошока, когда отдыхают на линиях электропередач? Читайте и узнайте!

Физиологические эффекты электричества

Большинство из нас испытали ту или иную форму электрического «шока», когда электричество заставляет наше тело испытывать боль или травму. Если нам повезет, степень этого переживания ограничится покалыванием или приступами боли из-за накопления статического электричества, проходящего через наши тела. Когда мы работаем с электрическими цепями, способными передавать большую мощность нагрузкам, поражение электрическим током становится гораздо более серьезной проблемой, а боль — наименее значимым результатом поражения электрическим током.

Поскольку электрический ток проходит через материал, любое противодействие току (сопротивлению) приводит к рассеиванию энергии, обычно в виде тепла. Это самый простой и понятный эффект воздействия электричества на живую ткань: ток заставляет ее нагреваться. Если количество выделяемого тепла достаточно, ткань может обжечься. Эффект носит физиологический характер, такой же, как повреждение, вызванное открытым пламенем или другим высокотемпературным источником тепла, за исключением того, что электричество обладает способностью сжигать ткани под кожей жертвы, даже обжигая внутренние органы.

Как электрический ток влияет на нервную систему

Другое воздействие электрического тока на организм, возможно, наиболее опасное, касается нервной системы. Под «нервной системой» я имею в виду сеть особых клеток в организме, называемых нервными клетками или нейронами, которые обрабатывают и проводят множество сигналов, ответственных за регуляцию многих функций организма. Мозг, спинной мозг и сенсорные / двигательные органы в теле функционируют вместе, позволяя ему чувствовать, двигаться, реагировать, думать и запоминать.

Нервные клетки взаимодействуют друг с другом, действуя как «преобразователи», создавая электрические сигналы (очень малые напряжения и токи) в ответ на ввод определенных химических соединений, называемых нейротрансмиттерами , и высвобождая эти нейротрансмиттеры при стимуляции электрическими сигналами. Если электрический ток достаточной силы проходит через живое существо (человека или другое), его эффект будет состоять в том, чтобы подавлять крошечные электрические импульсы, обычно генерируемые нейронами, перегружая нервную систему и препятствуя тому, чтобы рефлекторные и волевые сигналы могли действовать. приводить в действие мышцы.Мышцы, вызванные внешним (шоковым) током, непроизвольно сокращаются, и жертва ничего не может с этим поделать.

Эта проблема особенно опасна, если пострадавший касается руками проводника под напряжением. Мышцы предплечья, отвечающие за сгибание пальцев, как правило, лучше развиты, чем мышцы, отвечающие за разгибание пальцев, и поэтому, если оба набора мышц будут пытаться сокращаться из-за электрического тока, проводимого через руку человека, «сгибающие» мышцы победят, сжимая пальцы в кулак.Если проводник, подающий ток к пострадавшему, обращен к ладони его или ее руки, это сжимающее действие заставит руку крепко схватить провод, тем самым ухудшив ситуацию, обеспечивая отличный контакт с проводом. Пострадавший совершенно не сможет отпустить проволоку.

С медицинской точки зрения это состояние непроизвольного сокращения мышц называется столбняком . Электрики, знакомые с этим эффектом поражения электрическим током, часто называют обездвиженную жертву поражения электрическим током «зависшей в цепи».Вызванный током столбняк можно прервать, только отключив ток через пострадавшего.

Даже когда ток прекращается, жертва не может восстановить добровольный контроль над своими мышцами в течение некоторого времени, поскольку химический состав нейротрансмиттера находится в беспорядке. Этот принцип был применен в устройствах «электрошокера», таких как тазеры, которые основаны на принципе мгновенного поражения жертвы высоковольтным импульсом, передаваемым между двумя электродами. Правильно нанесенный электрошокер временно (на несколько минут) обездвиживает жертву.

Однако электрический ток может воздействовать не только на скелетные мышцы жертвы электрошока. Мышца диафрагмы, контролирующая легкие, и сердце, которое само по себе является мышцей, также могут быть «заморожены» в состоянии столбняка под действием электрического тока. Даже токи, слишком слабые для того, чтобы вызвать столбняк, часто способны перебивать сигналы нервных клеток настолько, что сердце не может биться должным образом, вызывая состояние, известное как фибрилляция . Фибриллирующее сердце скорее трепещет, чем бьется, и не может перекачивать кровь к жизненно важным органам тела.В любом случае смерть от удушья и / или остановки сердца обязательно наступит из-за достаточно сильного электрического тока, проходящего через тело. По иронии судьбы, медицинский персонал использует сильный разряд электрического тока, приложенный к груди жертвы, чтобы «подтолкнуть» фибриллирующее сердце к нормальному ритму биений.

Эта последняя деталь подводит нас к другой опасности поражения электрическим током, которая свойственна общественным энергосистемам. Хотя наше первоначальное исследование электрических цепей будет сосредоточено почти исключительно на постоянном токе (постоянном токе или электричестве, которое движется в непрерывном направлении в цепи), современные энергетические системы используют переменный ток или переменный ток.Технические причины этого предпочтения переменного тока перед постоянным током в энергосистемах не имеют отношения к этому обсуждению, но особые опасности каждого вида электроэнергии очень важны для темы безопасности.

Воздействие переменного тока на организм во многом зависит от частоты. Низкочастотный (от 50 до 60 Гц) переменный ток используется в домашних хозяйствах США (60 Гц) и Европы (50 Гц); он может быть более опасным, чем высокочастотный переменный ток, и в 3-5 раз опаснее, чем постоянный ток того же напряжения и силы тока. Низкочастотный переменный ток вызывает длительное сокращение мышц (тетанию), которое может прижать руку к источнику тока, продлевая воздействие.Постоянный ток, скорее всего, вызовет однократное судорожное сокращение, которое часто заставляет жертву отойти от источника тока.

Переменный характер

AC имеет большую тенденцию приводить нейроны кардиостимулятора в состояние фибрилляции, тогда как DC имеет тенденцию просто останавливать сердце. Как только ток разряда прекращается, у «замороженного» сердца больше шансов восстановить нормальный ритм сердечных сокращений, чем у фибриллирующего сердца. Вот почему «дефибриллирующее» оборудование, используемое медиками скорой помощи, работает: разряд тока, подаваемого дефибриллятором, является постоянным, что останавливает фибрилляцию и дает сердцу шанс восстановиться.

В любом случае электрические токи, достаточно высокие, чтобы вызвать непроизвольное мышечное действие, опасны, и их следует избегать любой ценой. В следующем разделе мы рассмотрим, как такие токи обычно входят в тело и выходят из него, и рассмотрим меры предосторожности против таких случаев.

• Электрический ток может вызвать глубокие и серьезные ожоги тела из-за рассеяния мощности через электрическое сопротивление тела.
• Столбняк — это состояние, при котором мышцы непроизвольно сокращаются из-за прохождения внешнего электрического тока через тело.Когда непроизвольное сокращение мышц, управляющих пальцами, приводит к тому, что жертва не может отпустить проводник, находящийся под напряжением, жертва считается «замороженной в цепи».
• Диафрагма (легкие) и сердечные мышцы одинаково подвержены воздействию электрического тока. Даже токи, слишком слабые, чтобы вызвать столбняк, могут быть достаточно сильными, чтобы мешать работе нейронов кардиостимулятора, заставляя сердце трепетать, а не сильно биться.
• Постоянный ток (DC) с большей вероятностью вызовет столбняк в мышцах, чем переменный ток (AC), поэтому постоянный ток с большей вероятностью «заморозит» жертву в случае шока.Однако переменный ток с большей вероятностью вызовет фибрилляцию сердца жертвы, что является более опасным состоянием для жертвы после прекращения действия электрического тока.

Электричество требует полного пути (цепи) для непрерывного потока. Вот почему удар, полученный от статического электричества, является только мгновенным толчком: течение тока обязательно кратковременно, когда статические заряды уравниваются между двумя объектами. Подобные самоограниченные шоки редко бывают опасными.

Без двух точек контакта на теле для входа и выхода тока, соответственно, опасность поражения электрическим током отсутствует. Вот почему птицы могут спокойно отдыхать на высоковольтных линиях электропередачи, не подвергаясь электрошоку: они контактируют с цепью только в одной точке.

Рис. 1.1

Для того, чтобы ток протекал по проводнику, должно присутствовать напряжение, которое его мотивирует. Напряжение, как вы должны помнить, всегда составляет относительно двух точек . Не существует такого понятия, как напряжение «на» или «в» одной точке цепи, поэтому птица, контактирующая с одной точкой в ​​вышеуказанной цепи, не имеет напряжения, приложенного к ее телу, чтобы установить ток через нее.Да, хотя они опираются на двух футов, обе ступни касаются одного и того же провода, что делает их электрически общими . С точки зрения электричества, обе лапки птицы касаются одной и той же точки, поэтому между ними нет напряжения, которое могло бы стимулировать ток через тело птицы.

Это может привести к мысли, что невозможно получить поражение электрическим током, прикоснувшись только к одному проводу. Как и птицы, если мы будем касаться только одного провода за раз, мы будем в безопасности, верно? К сожалению, это не так.В отличие от птиц, при контакте с «живым» проводом люди обычно стоят на земле. Часто одна сторона энергосистемы будет намеренно подключена к заземлению, и поэтому человек, касающийся одиночного провода, фактически устанавливает контакт между двумя точками в цепи (провод и заземление):

Рисунок 1.2

Значок земли представляет собой набор из трех горизонтальных полос уменьшающейся ширины, расположенных в нижнем левом углу показанной схемы, а также у ступни человека, которого ударил ток.В реальной жизни заземление энергосистемы представляет собой какой-то металлический проводник, закопанный глубоко в землю для максимального контакта с землей. Этот проводник электрически подключен к соответствующей точке соединения в цепи толстым проводом. Заземление жертвы осуществляется через ноги, которые касаются земли.

В этот момент в уме ученика обычно возникает несколько вопросов:

• Если наличие точки заземления в цепи обеспечивает легкую точку контакта для кого-то, чтобы получить удар током, зачем вообще она в цепи? Разве схема без заземления не была бы безопаснее?
• Человек, которого шокирует, вероятно, не ходит босиком.Если резина и ткань являются изоляционными материалами, то почему их обувь не защищает их, предотвращая образование цепи?
• Насколько хорошим проводником может быть грязь ? Если вы можете получить ток, проходящий через землю, почему бы не использовать землю в качестве проводника в наших цепях питания?

В ответ на первый вопрос, наличие преднамеренной точки «заземления» в электрической цепи предназначено для обеспечения того, чтобы одна сторона была безопасной для контакта с .Обратите внимание, что если наша жертва на приведенной выше диаграмме коснется нижней стороны резистора, ничего не произойдет, даже если их ноги все еще будут касаться земли:

Рисунок 1.3

Поскольку нижняя сторона схемы надежно соединена с землей через точку заземления в нижнем левом углу схемы, нижний проводник схемы выполнен в виде электрически общего с заземлением. Поскольку между электрически общими точками не может быть напряжения, на человека, контактирующего с нижним проводом, не будет напряжения, и они не получат удара током.По той же причине провод, соединяющий цепь с заземляющим стержнем / пластинами, обычно остается оголенным (без изоляции), так что любой металлический объект, о который он задевает, будет электрически общим с землей.

Заземление цепи гарантирует, что по крайней мере одна точка в цепи будет безопасна для прикосновения. Но как насчет того, чтобы оставить цепь полностью незаземленной? Разве это не сделало бы человека, касающегося только одного провода, таким же безопасным, как птица, сидящая только на одном? В идеале да. Практически нет.Посмотрите, что происходит без заземления:

Рис. 1.4

Несмотря на то, что ноги человека все еще соприкасаются с землей, любая точка в цепи должна быть безопасной для прикосновения. Поскольку не существует полного пути (цепи), образованного через тело человека от нижней стороны источника напряжения к верхней, нет возможности установить ток через человека. Однако все это может измениться из-за случайного заземления, например, если ветка дерева касается линии электропередачи и обеспечивает соединение с землей.Такое случайное соединение проводника энергосистемы с землей (землей) называется замыканием на землю .

Рисунок 1.5

Замыкания на землю

Замыкания на землю могут быть вызваны многими причинами, в том числе скоплением грязи на изоляторах линий электропередач (создание пути грязной воды для тока от проводника к полюсу и к земле, когда идет дождь), проникновением грунтовых вод в подземные проводники линии электропередач. , и птицы, приземляющиеся на линии электропередачи, перемыкая линию к полюсу своими крыльями.Учитывая множество причин замыканий на землю, они, как правило, непредсказуемы. В случае с деревьями никто не может гарантировать , с каким проводом могут касаться их ветви. Если бы дерево задело верхний провод в цепи, это сделало бы верхний провод безопасным для прикосновения, а нижний опасным — как раз противоположность предыдущему сценарию, когда дерево касается нижнего провода:

Рисунок 1.6

Когда ветвь дерева соприкасается с верхним проводом, этот провод становится заземленным проводом в цепи, электрически общим с заземлением.Следовательно, между этим проводом и землей нет напряжения, а есть полное (высокое) напряжение между нижним проводом и землей. Как упоминалось ранее, ветви деревьев являются лишь одним потенциальным источником замыканий на землю в энергосистеме. Рассмотрим незаземленную энергосистему без соприкосновения деревьев, но на этот раз с двумя людьми, касающимися отдельных проводов:

Рис. 1.7

Когда каждый человек стоит на земле и соприкасается с разными точками цепи, путь электрического тока проходит через одного человека, через землю и через другого человека.Хотя каждый человек думает, что он в безопасности, только коснувшись одной точки в цепи, их совместные действия создают смертельный сценарий. Фактически, один человек действует как замыкание на землю, что делает его небезопасным для другого человека. Именно поэтому незаземленные энергосистемы опасны: напряжение между любой точкой в ​​цепи и землей (землей) непредсказуемо, потому что замыкание на землю может возникнуть в любой точке цепи в любое время. Единственный персонаж, который гарантированно будет в безопасности в этих сценариях, — это птица, которая вообще не связана с землей! Надежно подключив обозначенную точку цепи к заземлению («заземлив» цепь), по крайней мере, безопасность может быть обеспечена в этой точке.Это большая гарантия безопасности, чем полное отсутствие заземления.

Отвечая на второй вопрос, обувь и с резиновой подошвой действительно обеспечивают некоторую электрическую изоляцию, чтобы помочь защитить кого-то от проведения электрического тока через ступни. Однако наиболее распространенные конструкции обуви не являются электрически «безопасными», поскольку их подошва слишком тонкая и не из подходящего материала. Кроме того, любая влага, грязь или токопроводящие соли из пота тела на поверхности подошвы или проникающие сквозь нее могут поставить под угрозу ту небольшую изоляционную ценность, которая должна была изначально иметь обувь.Есть обувь, специально предназначенная для опасных электромонтажных работ, а также толстые резиновые коврики, на которых можно стоять во время работы с цепями под напряжением, но эти специальные детали оборудования должны быть в абсолютно чистом и сухом состоянии, чтобы быть эффективными. Достаточно сказать, что обычной обуви недостаточно, чтобы гарантировать защиту от поражения электрическим током от электросети.

Исследования контактного сопротивления между частями человеческого тела и точками контакта (например, с землей) показывают широкий диапазон цифр (информацию об источнике этих данных см. В конце главы):

• Контакт для рук или ног, с резиновой изоляцией: обычно 20 МОм.
• Контакт ступни через кожаную подошву обуви (сухую): от 100 кОм до 500 кОм
• Контакт ступни через кожаную подошву обуви (мокрая): от 5 кОм до 20 кОм

Как видите, резина не только является гораздо лучшим изоляционным материалом, чем кожа, но и присутствие воды в пористом веществе, таком как кожа , значительно снижает электрическое сопротивление.

Отвечая на третий вопрос, грязь — не очень хороший проводник (по крайней мере, когда она сухая!). У него слишком плохой проводник, чтобы поддерживать постоянный ток для питания нагрузки.Однако, как мы увидим в следующем разделе, требуется очень мало тока, чтобы ранить или убить человека, поэтому даже плохой проводимости грязи достаточно, чтобы обеспечить путь для смертельного тока при наличии достаточного напряжения, как обычно находится в энергосистемах.

Некоторые шлифованные поверхности лучше изолируют, чем другие. Например, асфальт на масляной основе имеет гораздо большее сопротивление, чем большинство видов грязи или камней. Бетон, с другой стороны, имеет довольно низкое сопротивление из-за содержания в нем воды и электролита (проводящего химического вещества).

• Поражение электрическим током может произойти только при контакте между двумя точками цепи; когда напряжение подается на тело жертвы.
Цепи питания
• обычно имеют обозначенную точку, которая «заземлена»: прочно соединена с металлическими стержнями или пластинами, закопанными в грязь, чтобы гарантировать, что одна сторона цепи всегда находится под потенциалом земли (нулевое напряжение между этой точкой и заземлением).
• Замыкание на землю — это случайное соединение между проводником цепи и землей (землей).
• Специальная изолированная обувь и коврики предназначены для защиты людей от ударов через заземление, но даже эти части снаряжения должны быть в чистом, сухом состоянии, чтобы быть эффективными. Обычная обувь недостаточно хороша для защиты от ударов, изолируя ее владельца от земли.
• Хотя грязь — плохой проводник, она может проводить достаточно тока, чтобы ранить или убить человека.

Распространенная фраза в отношении электробезопасности звучит примерно так: « Убивает не напряжение, а ток ! ”Хотя в этом есть доля правды, об опасности поражения электрическим током нужно понимать больше, чем эта простая пословица.Если бы напряжение не представляло опасности, никто бы никогда не распечатал и не вывесил надписи: ОПАСНО — ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!

Принцип «убивает текущее» по существу верен. Это электрический ток, который сжигает ткани, замораживает мышцы и вызывает фибрилляцию сердца. Однако электрический ток не возникает сам по себе: должно быть доступное напряжение, чтобы заставить ток протекать через жертву. Тело человека также оказывает сопротивление току, что необходимо учитывать.

Взяв закон Ома для напряжения, тока и сопротивления и выразив его через ток для заданных напряжения и сопротивления, мы получим следующее уравнение:

[латекс] \ textbf {закон Ома} [/ латекс]

[латекс] Ток = \ frac {Напряжение} {Сопротивление} [/ латекс] [латекс] I = \ frac {E} {R} [/ латекс]

Величина тока, протекающего через тело, равна величине напряжения, приложенного между двумя точками этого тела, деленному на электрическое сопротивление, создаваемое телом между этими двумя точками.Очевидно, что чем больше напряжения доступно для протекания тока, тем легче он будет проходить через любое заданное сопротивление. Следовательно, существует опасность высокого напряжения, которое может генерировать ток, достаточный для получения травмы или смерти. И наоборот, если тело имеет более высокое сопротивление, меньше тока будет протекать при любом заданном напряжении. Насколько опасно напряжение, зависит от общего сопротивления цепи, препятствующего прохождению электрического тока.

Сопротивление тела не является фиксированной величиной.Это варьируется от человека к человеку и время от времени. Существует даже метод измерения жировых отложений, основанный на измерении электрического сопротивления между пальцами рук и ног. Различный процент жира в организме обеспечивает разное сопротивление: одна переменная, влияющая на электрическое сопротивление в организме человека. Чтобы методика работала точно, человек должен регулировать потребление жидкости за несколько часов до теста, что указывает на то, что гидратация тела является еще одним фактором, влияющим на электрическое сопротивление тела.

Сопротивление тела также зависит от того, как происходит контакт с кожей: от руки к руке, от руки к ноге, от ступни к ступне, от руки к локтю и т. Д. Пот, богатый солью и минералами. , является отличным проводником электричества для жидкости. То же самое и в крови с таким же высоким содержанием проводящих химикатов. Таким образом, контакт с проводом потной рукой или открытой раной будет оказывать гораздо меньшее сопротивление току, чем контакт с чистой сухой кожей.

Измеряя электрическое сопротивление чувствительным измерителем, я измеряю примерно 1 миллион Ом (1 МОм) на руках, держась за металлические зонды измерителя между пальцами.Измеритель показывает меньшее сопротивление, когда я плотно сжимал щупы, и большее сопротивление, когда я держу их свободно. Я сижу за компьютером и печатаю эти слова, мои руки чистые и сухие. Если бы я работал в жаркой, грязной промышленной среде, сопротивление между моими руками, вероятно, было бы намного меньше, представляя меньшее сопротивление смертельному току и большую угрозу поражения электрическим током.

Насколько опасен электрический ток?

Ответ на этот вопрос также зависит от нескольких факторов.Химический состав тела человека оказывает значительное влияние на то, как электрический ток влияет на человека. Некоторые люди очень чувствительны к току, испытывая непроизвольное сокращение мышц от ударов статического электричества. Другие могут получить большие искры от разряда статического электричества и почти не почувствовать его, не говоря уже о мышечном спазме. Несмотря на эти различия, с помощью тестов были разработаны приблизительные руководящие принципы, которые показывают, что для проявления вредных эффектов требуется очень небольшой ток (опять же, см. В конце главы информацию об источнике этих данных).Все значения тока даны в миллиамперах (миллиампер равен 1/1000 ампер):

ТЕЛО ВЛИЯНИЕ	МУЖЧИНЫ / ЖЕНЩИНЫ	ПРЯМОЙ ТОК (DC)	60 Гц	100 кГц
Легкое ощущение под рукой	Мужчины	1,0 мА	0,4 мА	7 мА
	Женщины	0,6 мА	0,3 мА	5 мА
Порог боли	Мужчины	5.2 мА	1,1 мА	12 мА
	Женщины	3,5 мА	0,7 мА	8 мА
Болезненный, но произвольный контроль мышц сохраняется	Мужчины	62 мА	9 мА	55 мА
	Женщины	41 мА	6 мА	37 мА
Болезненно, не может отпустить провода	Мужчины	76 мА	16 мА	75 мА
	Женщины	60 мА	15 мА	63 мА
Сильная боль, затрудненное дыхание	Мужчины	90 мА	23 мА	94 мА
	Женщины	60 мА	15 мА	63 мА
Возможна фибрилляция сердца через 3 секунды	Мужчины и женщины		500 мА	100 мА

«Гц» обозначает единицу измерения Гц .Это мера того, насколько быстро изменяется переменный ток, иначе известный как частота . Таким образом, столбец цифр, обозначенный «60 Гц переменного тока», относится к току, который изменяется с частотой 60 циклов (1 цикл = период времени, когда ток течет в одном направлении, а затем в другом) в секунду. Последний столбец, обозначенный «10 кГц переменного тока», относится к переменному току, который совершает десять тысяч (10 000) возвратно-поступательных циклов каждую секунду.

Имейте в виду, что эти цифры являются приблизительными, поскольку люди с различным химическим составом тела могут реагировать по-разному.Было высказано предположение, что поперечный ток через грудную клетку всего 17 мА переменного тока достаточно, чтобы вызвать фибрилляцию у человека при определенных условиях. Большинство наших данных относительно индуцированной фибрилляции получены в результате испытаний на животных. Очевидно, что проводить тесты на индуцированную фибрилляцию желудочков на людях непрактично, поэтому имеющиеся данные отрывочны. О, и если вам интересно, я понятия не имею, почему женщины более восприимчивы к электрическому току, чем мужчины! Предположим, я положил руки на клеммы источника переменного напряжения с частотой 60 Гц (60 циклов в секунду).Какое напряжение необходимо для этого состояния чистой, сухой кожи, чтобы получить ток в 20 миллиампер (достаточно, чтобы я не мог отпустить источник напряжения)? Чтобы определить это, мы можем использовать закон Ома:

[латекс] E = IR [/ латекс]

[латекс] E = (20 мА) (1 M \ Omega) [/ латекс]

[латекс] \ textbf {E = 20 000 вольт или 20 кВ} [/ латекс]

Имейте в виду, что это «лучший случай» (чистая, сухая кожа) с точки зрения электробезопасности и что это значение напряжения представляет собой величину, необходимую для индукции столбняка.Чтобы вызвать болезненный шок, потребуется гораздо меньше! Кроме того, имейте в виду, что физиологические эффекты любой конкретной силы тока могут значительно отличаться от человека к человеку, и что эти расчеты являются приблизительными оценками , всего лишь .

Обрызгав пальцы водой, чтобы имитировать пот, я смог измерить сопротивление рук в руках всего 17000 Ом (17 кОм). Имейте в виду, что это касается только одного пальца каждой руки, касающегося тонкой металлической проволоки. Пересчитав напряжение, необходимое для возникновения тока в 20 мА, мы получим эту цифру:

[латекс] E = IR [/ латекс]

[латекс] E = (20 мА) (17 кОмега) [/ латекс]

[латекс] \ textbf {E = 340 V} [/ латекс]

В этих реальных условиях потребуется всего 340 вольт потенциала от одной руки к другой, чтобы вызвать ток 20 миллиампер.Тем не менее, все же возможно получить смертельный удар от меньшего напряжения, чем это. При условии значительно более низкого сопротивления тела, увеличенного за счет контакта с кольцом (полоса золота, обернутая по окружности пальца, делает отличной точкой контакта для поражения электрическим током) или полного контакта с большим металлическим предметом, таким как труба или металл рукоятки инструмента, сопротивление корпуса может упасть до 1000 Ом (1 кОм), в результате чего даже более низкое напряжение может представлять потенциальную опасность.

[латекс] E = IR [/ латекс]

[латекс] E = (20 мА) (1 кОм) [/ латекс]

[латекс] \ textbf {E = 20 V} [/ латекс]

Обратите внимание, что в этом состоянии 20 вольт достаточно, чтобы произвести ток в 20 миллиампер через человека; достаточно, чтобы вызвать столбняк. Помните, было высказано предположение, что сила тока всего 17 миллиампер может вызвать фибрилляцию желудочков (сердца). При сопротивлении рукопашной в 1000 Ом для создания этого опасного состояния потребуется всего 17 вольт.

[латекс] E = IR [/ латекс]
[латекс] E = (17 мА) (1 кВт) [/ латекс]
[латекс] \ textbf {E = 17 В} [/ латекс]

Семнадцать вольт — это не очень много для электрических систем. Конечно, это «наихудший» сценарий с напряжением переменного тока 60 Гц и отличной проводимостью тела, но он действительно показывает, насколько низкое напряжение может представлять серьезную угрозу при определенных условиях.

Условия, необходимые для создания сопротивления тела 1000 Ом, не должны быть такими экстремальными, как то, что было представлено (потная кожа при контакте с золотым кольцом).Сопротивление тела может уменьшаться при приложении напряжения (особенно если столбняк заставляет пострадавшего крепче держать проводник), так что при постоянном напряжении удар может усилиться после первого контакта. То, что начинается как легкий шок — ровно настолько, чтобы «заморозить» жертву, чтобы она не могла отпустить ее, может перерасти в нечто достаточно серьезное, чтобы убить ее, поскольку сопротивление их тела уменьшается, а сила тока соответственно увеличивается.

Research предоставило приблизительный набор значений электрического сопротивления точек контакта человека в различных условиях:

Ситуация	Сухой	мокрый
Проволока касалась пальцем	40 000 Ом — 1 000 000 Ом	4000 Ом — 15000 Ом
Проволока в руке	15000 Ом — 50 000 Ом	3000 Ом — 5000 Ом
Ручные плоскогубцы по металлу	5,000 Ом — 10,000 Ом	1000 Ом — 3000 Ом
Контакт ладонью	3000 Ом — 8000 Ом	1000 Ом — 2000 Ом
1.5-дюймовая металлическая труба с захватом одной рукой	1000 Ом — 3000 Ом	500 Ом — 1500 Ом
1,5-дюймовая металлическая труба, удерживаемая двумя руками	500 Ом — 1500 кОм	250 Ом — 750 Ом
Рука погружена в проводящую жидкость		200 Ом — 500 Ом
Нога погружена в проводящую жидкость		100 Ом — 300 Ом

Обратите внимание на значения сопротивления для двух состояний с 1.5-дюймовая металлическая труба. Сопротивление, измеренное при захвате трубы двумя руками, составляет ровно половину сопротивления, когда одна рука держит трубу.

Рисунок 1.8

Двумя руками площадь контакта с телом вдвое больше, чем с одной рукой. Это важный урок: электрическое сопротивление между любыми контактирующими объектами уменьшается с увеличением площади контакта при прочих равных условиях. Если держать трубу двумя руками, ток будет иметь два параллельных путей, по которым протекает от трубы к телу (или наоборот).

Рисунок 1.9.

Как мы увидим в следующей главе, параллельных цепей всегда приводят к меньшему общему сопротивлению, чем любой отдельный путь, рассматриваемый отдельно.

В промышленности 30 вольт обычно считается консервативным пороговым значением для опасного напряжения. Осторожный человек должен рассматривать любое напряжение выше 30 вольт как опасное, не полагаясь на нормальное сопротивление тела для защиты от удара. Тем не менее, при работе с электричеством все же отличной идеей является держать руки чистыми и сухими и снимать все металлические украшения.Даже при более низком напряжении металлические украшения могут представлять опасность, поскольку проводят ток, достаточный для ожога кожи, при контакте между двумя точками цепи. Металлические кольца, в частности, были причиной нескольких ожогов пальцев из-за замыкания между точками в низковольтной и сильноточной цепи.

Кроме того, напряжение ниже 30 может быть опасным, если его достаточно, чтобы вызвать неприятное ощущение, которое может вызвать вздрагивание и случайное соприкосновение с более высоким напряжением или другой опасностью.Я вспоминаю, как однажды жарким летним днем ​​работал над автомобилем. На мне были шорты, моя голая нога касалась хромового бампера автомобиля, когда я затягивал контакты аккумулятора. Когда я прикоснулся металлическим ключом к положительной (незаземленной) стороне 12-вольтовой батареи, я почувствовал покалывание в том месте, где моя нога касалась бампера. Сочетание плотного контакта с металлом и моей вспотевшей кожи позволило почувствовать шок всего лишь с 12 вольт электрическим потенциалом.

К счастью, ничего плохого не произошло, но если бы двигатель работал и удар ощущался в моей руке, а не в ноге, я мог бы рефлекторно толкнуть руку на пути вращающегося вентилятора или уронить металлический ключ на клеммы аккумулятора (производя больших величин тока через гаечный ключ с большим количеством сопутствующих искр).Это иллюстрирует еще один важный урок, касающийся электробезопасности; этот электрический ток сам по себе может быть косвенной причиной травмы, заставляя вас подпрыгивать или спазмировать части вашего тела.

Путь тока через человеческое тело имеет значение, насколько он опасен. Ток будет влиять на все мышцы, находящиеся на его пути, а поскольку мышцы сердца и легких (диафрагмы), вероятно, являются наиболее важными для выживания, пути удара, проходящие через грудную клетку, наиболее опасны.Это делает путь электрического тока из рук в руки очень вероятным способом получения травм и летального исхода.

Во избежание подобных ситуаций рекомендуется работать с цепями под напряжением только одной рукой, а вторую руку держать в кармане, чтобы случайно ни к чему не прикоснуться. Конечно, всегда безопаснее работать в цепи, когда она отключена, но это не всегда практично или возможно. При работе одной рукой, как правило, предпочтение отдается правой руке по двум причинам: большинство людей правши (что обеспечивает дополнительную координацию при работе), а сердце обычно расположено слева от центра в грудной полости.

Для левшей этот совет может быть не лучшим. Если такой человек недостаточно скоординирован с правой рукой, он может подвергнуть себя большей опасности, используя руку, с которой ему меньше всего комфортно, даже если электрический ток через эту руку может представлять большую опасность для его сердца. Относительная опасность между поражением одной рукой или другой, вероятно, меньше, чем опасность работы с менее чем оптимальной координацией, поэтому выбор руки для работы лучше всего оставить на усмотрение человека.

Лучшая защита от ударов цепи под напряжением — это сопротивление, которое можно добавить к телу с помощью изолированных инструментов, перчаток, обуви и другого снаряжения. Ток в цепи является функцией доступного напряжения, деленного на общее сопротивление на пути потока. Как мы рассмотрим более подробно позже в этой книге, сопротивления имеют аддитивный эффект, когда они сложены так, что ток может течь только по одному пути:

Рисунок 1.10

Человек, находящийся в прямом контакте с источником напряжения: ток ограничен только сопротивлением тела.

[латекс] I = \ frac {E} {R_ {boot}} [/ латекс]

Теперь мы рассмотрим эквивалентную схему для человека в изолированных перчатках и ботинках:

Рисунок 1.11

Лицо в изоляционных перчатках и сапогах;

Ток теперь ограничен сопротивлением цепи:

[латекс] I = \ frac {E} {R_ {glove} + R_ {body} + R_ {boot} +} [/ latex]

Поскольку электрический ток должен проходить через ботинок и корпус и перчатку, чтобы замкнуть цепь обратно к батарее, общая сумма ( сумма ) этих сопротивлений противодействует протеканию тока в большей степени, чем любое другое. сопротивлений рассматривается индивидуально.

Безопасность — одна из причин, по которой электрические провода обычно покрывают пластиковой или резиновой изоляцией: чтобы значительно увеличить сопротивление между проводником и тем, кто или что-либо может с ним контактировать. К сожалению, было бы непомерно дорого изолировать проводники линии электропередач из-за недостаточной изоляции для обеспечения безопасности в случае случайного контакта. Таким образом, безопасность обеспечивается за счет того, что эти стропы должны находиться достаточно далеко вне досягаемости, чтобы никто не мог случайно их коснуться.

Если возможно, отключите питание цепи перед выполнением каких-либо работ с ней.Вы должны обезопасить все источники вредной энергии, прежде чем систему можно будет считать безопасной для работы. В промышленности обеспечение безопасности цепи, устройства или системы в этом состоянии обычно называют переводом в состояние с нулевой энергией . В центре внимания этого урока, конечно же, электрическая безопасность. Однако многие из этих принципов применимы и к неэлектрическим системам.

• Вред для тела зависит от силы электрического тока. Более высокое напряжение позволяет производить более высокие и опасные токи.Сопротивление противостоит току, поэтому высокое сопротивление является хорошей защитой от ударов.
• Обычно считается, что любое напряжение выше 30 может создавать опасные электрические токи. Металлические украшения определенно плохо носить при работе с электрическими цепями. Кольца, ремешки для часов, ожерелья, браслеты и другие подобные украшения обеспечивают отличный электрический контакт с вашим телом и сами могут проводить ток, достаточный для возникновения ожогов кожи даже при низком напряжении.
• Низкое напряжение может быть опасным, даже если оно слишком низкое, чтобы напрямую вызвать поражение электрическим током.Их может быть достаточно, чтобы напугать жертву, заставив ее отпрянуть и коснуться чего-то более опасного в непосредственной близости.
• Когда необходимо работать с «живым» контуром, лучше всего выполнять работу одной рукой, чтобы предотвратить смертельный путь электрического тока из рук в руки (через грудь).
• По возможности отключите питание цепи перед выполнением каких-либо работ с ней.

При работе с оборудованием отключите все источники питания перед выполнением любых работ.В промышленности удаление этих источников питания из схемы, устройства или системы обычно называется переводом в состояние с нулевым уровнем энергии . В центре внимания этого урока, конечно же, электрическая безопасность. Однако многие из этих принципов применимы и к неэлектрическим системам.

Обеспечение безопасности чего-либо в состоянии нулевой энергии означает избавление от любого вида потенциальной или накопленной энергии, включая, но не ограничиваясь:

• Опасное напряжение
• Давление пружины
• Гидравлическое давление (жидкость)
• Пневматическое (воздушное) давление
• Подвес
• Химическая энергия (легковоспламеняющиеся или иным образом реагирующие вещества)
• Ядерная энергия (радиоактивные или делящиеся вещества)

Напряжение по самой своей природе является проявлением потенциальной энергии.В первой главе я даже использовал приподнятую жидкость в качестве аналогии с потенциальной энергией напряжения, имеющей способность (потенциал) производить ток (поток), но не обязательно осознавая этот потенциал, пока не будет установлен подходящий путь для потока. и сопротивление потоку преодолевается. Пара проводов с высоким напряжением между ними не выглядит и не звучит опасно, даже если они несут между собой достаточно потенциальной энергии, чтобы протолкнуть смертоносное количество тока через ваше тело. Несмотря на то, что это напряжение в настоящее время ничего не делает, у него есть потенциал, и этот потенциал должен быть нейтрализован, прежде чем можно будет физически контактировать с этими проводами.

Все правильно спроектированные схемы имеют механизмы отключения для снятия напряжения в цепи. Иногда эти «разъединения» служат двойной цели: автоматически размыкаются в условиях чрезмерного тока, и в этом случае мы называем их «автоматическими выключателями». В других случаях выключатели-разъединители представляют собой устройства с ручным управлением без автоматической функции. В любом случае они существуют для вашей защиты и должны использоваться должным образом. Обратите внимание, что устройство отключения должно быть отдельно от обычного выключателя, используемого для включения и выключения устройства.Это предохранительный выключатель, который должен использоваться только для защиты системы в состоянии нулевого потребления энергии:

Рисунок 1.12

Когда разъединитель находится в «разомкнутом» положении, как показано (нет непрерывности), цепь разомкнута, и ток не будет. На нагрузке будет нулевое напряжение, а полное напряжение источника будет падать на разомкнутые контакты выключателя. Обратите внимание, что в нижнем проводе цепи нет необходимости в выключателе. Поскольку эта сторона цепи надежно соединена с землей (землей), она электрически является общей с землей, и ее лучше оставить таким образом.Для максимальной безопасности персонала, работающего с нагрузкой этой цепи, можно установить временное заземление на верхней стороне нагрузки, чтобы исключить падение напряжения на нагрузке:

Рисунок 1.13

При наличии временного заземляющего соединения обе стороны проводки нагрузки соединяются с землей, обеспечивая нулевое состояние энергии на нагрузке.

Поскольку заземление, выполненное с обеих сторон нагрузки, электрически эквивалентно короткому замыканию через нагрузку с помощью провода, это еще один способ достижения той же цели максимальной безопасности:

Рисунок 1.14

В любом случае обе стороны нагрузки будут электрически общими с землей, с учетом отсутствия напряжения (потенциальной энергии) между обеими сторонами нагрузки и землей, на которой стоят люди. Этот метод временного заземления проводов в обесточенной энергосистеме очень распространен при техническом обслуживании систем распределения электроэнергии высокого напряжения.

Еще одним преимуществом этой меры предосторожности является защита от возможности включения размыкающего переключателя (включения его для обеспечения непрерывности цепи), когда люди все еще контактируют с нагрузкой.Временный провод, подключенный к нагрузке, создавал бы короткое замыкание, когда выключатель был замкнут, немедленно срабатывая любые устройства защиты от перегрузки по току (автоматические выключатели или предохранители) в цепи, что снова отключает питание. Если это произойдет, разъединитель вполне может получить повреждение, но рабочие на нагрузке остаются в безопасности.

Здесь было бы хорошо упомянуть, что устройства максимального тока не предназначены для защиты от поражения электрическим током.Скорее, они существуют исключительно для защиты проводников от перегрева из-за чрезмерных токов. Только что описанные временные закорачивающие провода действительно могут вызвать «срабатывание» любых устройств перегрузки по току в цепи, если выключатель должен быть замкнут, но следует понимать, что защита от поражения электрическим током не является предполагаемой функцией этих устройств. Их основная функция будет просто использоваться для защиты рабочего с установленным перемычкой.

Структурированные системы безопасности: блокировка / маркировка

Поскольку очевидно, что важно иметь возможность закрепить любые отключающие устройства в разомкнутом (выключенном) положении и убедиться, что они остаются в этом положении во время выполнения работ в цепи, существует необходимость в структурированной системе безопасности, которая должна быть введена в место.Такая система обычно используется в промышленности и называется Lock-out / Tag-out .

Процедура блокировки / маркировки работает следующим образом: все люди, работающие в защищенной цепи, имеют свой собственный висячий или кодовый замок, который они устанавливают на рычаге управления устройства отключения перед началом работы с системой. Кроме того, они должны заполнить и подписать ярлык, который они вешают на замок, с описанием характера и продолжительности работы, которую они намереваются выполнять в системе.Если есть несколько источников энергии, которые необходимо «заблокировать» (множественные разъединения, как электрические, так и механические источники энергии, которые должны быть защищены, и т. Д.), Рабочий должен использовать столько своих замков, сколько необходимо для защиты питания от системы. до начала работы. Таким образом, система поддерживается в состоянии нулевого энергопотребления до тех пор, пока не будет снята каждая последняя блокировка со всех устройств отключения и отключения, а это означает, что каждый последний работник дает согласие, снимая свои личные блокировки. Если было принято решение повторно активировать систему, а замок (и) одного человека все еще остается на месте после того, как все присутствующие снимают свои, метка (и) покажет, кто этот человек и что он делает.

Даже при наличии хорошей программы безопасности по блокировке / маркировке, все еще необходимы усердие и разумные меры предосторожности. Это особенно актуально в промышленных условиях, когда над устройством или системой может одновременно работать множество людей. Некоторые из этих людей могут не знать о надлежащей процедуре блокировки / маркировки или могут знать о ней, но слишком самоуверенны, чтобы ей следовать. Не думайте, что все соблюдают правила безопасности!

После того, как электрическая система была заблокирована и помечена вашим личным замком, вы должны дважды проверить, действительно ли напряжение зафиксировано в нулевом состоянии.Один из способов проверить — увидеть, запустится ли машина (или что-то еще, над чем она работает), если активирован переключатель или кнопка start . Если он запускается, значит, вы знаете, что не смогли обеспечить от него электрическую мощность.

Кроме того, вы должны всегда проверять на наличие опасного напряжения с помощью измерительного устройства, прежде чем касаться каких-либо проводов в цепи. Для большей безопасности вы должны выполнить следующую процедуру проверки, использования, а затем проверки вашего глюкометра:

• Убедитесь, что ваш измеритель правильно показывает на известном источнике напряжения.
• Используйте свой измеритель, чтобы проверить цепь блокировки на наличие опасного напряжения.
• Еще раз проверьте свой измеритель на известном источнике напряжения, чтобы убедиться, что он по-прежнему показывает должным образом.

Хотя это может показаться чрезмерным или даже параноидальным, это проверенный метод предотвращения поражения электрическим током. Однажды у меня был измеритель, который не смог показать напряжение, когда он должен был, при проверке цепи, чтобы увидеть, не было ли она «мертвой». Если бы я не использовал другие средства для проверки наличия напряжения, меня бы сегодня не было в живых, чтобы написать это.Всегда есть шанс, что ваш вольтметр окажется неисправным именно тогда, когда он понадобится вам для проверки на наличие опасного состояния. Следуя этим инструкциям, вы никогда не попадете в смертельную ситуацию из-за поломки счетчика.

Наконец, электромонтажник прибудет к тому моменту процедуры проверки безопасности, когда будет считаться безопасным прикосновение к проводнику (проводам). Имейте в виду, что после принятия всех мер предосторожности возможно (хотя и очень маловероятно) присутствие опасного напряжения.Последней мерой предосторожности, которую следует предпринять на этом этапе, является кратковременный контакт проводника (проводов) тыльной стороной руки перед тем, как схватить его или металлический инструмент, соприкасающийся с ним. Почему? Если по какой-то причине между этим проводником и заземлением все еще присутствует напряжение, движение пальца в результате реакции удара (сжатие в кулак) приведет к разрыву контакта с проводником. Обратите внимание, что это абсолютно последний шаг , который должен выполнить любой электрик перед началом работы с энергосистемой, и никогда не следует использовать в качестве альтернативного метода проверки опасного напряжения.Если у вас когда-либо будут основания сомневаться в надежности вашего измерителя, воспользуйтесь другим измерителем, чтобы получить «второе мнение».

• Состояние нулевой энергии: Когда цепь, устройство или система защищены так, что не существует потенциальной энергии, которая могла бы нанести вред кому-либо, работающему с ними.
Разъединительные переключающие устройства
• должны присутствовать в правильно спроектированной электрической системе, чтобы обеспечить удобную готовность к состоянию нулевой энергии.
• К обслуживаемой нагрузке могут быть подключены временные заземляющие или закорачивающие провода для дополнительной защиты персонала, работающего с этой нагрузкой.
Блокировка / маркировка
• работает следующим образом: при работе с системой в состоянии нулевого энергопотребления рабочий помещает личный замок или кодовый замок на каждое устройство отключения энергии, относящееся к его или ее задаче в этой системе. Кроме того, на каждый из этих замков навешивается тег, описывающий характер и продолжительность работы, которую необходимо выполнить, и того, кто ее выполняет.
• Всегда проверяйте, что цепь была зафиксирована в состоянии нулевого энергопотребления с помощью испытательного оборудования после «блокировки». Обязательно проверьте свой глюкометр до и после проверки цепи, чтобы убедиться, что она работает правильно.
• Когда придет время действительно вступить в контакт с проводником (-ами) предположительно мертвой энергосистемы, сделайте это сначала тыльной стороной руки, чтобы в случае удара током реакция мышц оттолкнула пальцы от проводника. .

Безопасное и эффективное использование электрического счетчика — это, пожалуй, самый ценный навык, которым может овладеть электронщик, как ради собственной безопасности, так и для профессионального мастерства. Поначалу может быть сложно использовать счетчик, зная, что вы подключаете его к цепям под напряжением, которые могут содержать опасные для жизни уровни напряжения и тока.Это опасение небезосновательно, и всегда лучше действовать осторожно при использовании счетчиков. Небрежность больше, чем любой другой фактор, является причиной несчастных случаев с электричеством у опытных технических специалистов.

Мультиметры

Самым распространенным электрическим испытательным оборудованием является мультиметр . Мультиметры названы так потому, что они могут измерять множество переменных: напряжение, ток, сопротивление и часто многие другие, некоторые из которых не могут быть объяснены здесь из-за их сложности.В руках обученного специалиста мультиметр является одновременно эффективным рабочим инструментом и защитным устройством. Однако в руках невежественного и / или неосторожного человека мультиметр может стать источником опасности при подключении к «действующей» цепи.

Существует много разных марок мультиметров, причем каждый производитель выпускает несколько моделей с разными наборами функций. Мультиметр, показанный здесь на следующих иллюстрациях, представляет собой «общий» дизайн, не специфичный для какого-либо производителя, но достаточно общий, чтобы научить основным принципам использования:

Рисунок 1.15

Вы заметите, что дисплей этого измерителя имеет «цифровой» тип: числовые значения отображаются с использованием четырех цифр, как на цифровых часах. Поворотный селекторный переключатель (теперь установлен в положение Off ) имеет пять различных положений измерения, в которых он может быть установлен: два значения «V», два значения «A» и одно положение посередине с забавной «подковой». Символ на нем, представляющий «сопротивление». Символ «подкова» — это греческая буква «Омега» (Ω), которая является общим символом для электрической единицы измерения Ом.

Из двух настроек «V» и двух настроек «A» вы заметите, что каждая пара разделена на уникальные маркеры либо парой горизонтальных линий (одна сплошная, одна пунктирная), либо пунктирной линией с волнистой кривой над ней. . Параллельные линии представляют «постоянный ток», а волнистая кривая — «переменный ток». «V», конечно, означает «напряжение», а «A» означает «сила тока» (ток). Измеритель использует внутренние методы измерения постоянного тока, отличные от тех, которые он использует для измерения переменного тока, поэтому пользователю необходимо выбрать, какой тип напряжения (В) или тока (А) должен измеряться.Хотя мы не обсуждали переменный ток (AC) в каких-либо технических деталях, это различие в настройках счетчика важно помнить.

Мультиметр Розетки

На лицевой панели мультиметра есть три разных гнезда, к которым мы можем подключить наши измерительные провода . Измерительные провода — это не что иное, как специально подготовленные провода, используемые для подключения измерителя к тестируемой цепи. Провода покрыты гибкой изоляцией с цветовой кодировкой (черной или красной), чтобы руки пользователя не касались оголенных проводов, а концы зондов представляют собой острые жесткие кусочки провода:

Рисунок 1.16

Черный измерительный провод всегда подключается к черному разъему мультиметра: тот, который отмечен «COM» для «общего». Красные измерительные провода подключаются либо к красному разъему, обозначенному для напряжения и сопротивления, либо к красному разъему, маркированному для тока, в зависимости от того, какое количество вы собираетесь измерить с помощью мультиметра.

Чтобы увидеть, как это работает, давайте посмотрим на пару примеров, показывающих, как используется измеритель. Сначала мы настроим измеритель для измерения постоянного напряжения от батареи:

Рисунок 1.17

Обратите внимание, что два измерительных провода подключены к соответствующим гнездам на измерителе для измерения напряжения, а селекторный переключатель установлен на «V» постоянного тока. Теперь мы рассмотрим пример использования мультиметра для измерения напряжения переменного тока от бытовой электрической розетки (розетки):

Рис. 1.18

Единственное отличие в настройке счетчика — это расположение селекторного переключателя: теперь он установлен на переменный ток «V». Поскольку мы все еще измеряем напряжение, измерительные провода останутся подключенными к тем же гнездам.В обоих этих примерах обязательно , чтобы наконечники щупов не соприкасались друг с другом, пока они оба находятся в контакте с соответствующими точками цепи. Если это произойдет, произойдет короткое замыкание, создающее искру и, возможно, даже шар пламени, если источник напряжения способен подавать достаточный ток! На следующем изображении показана потенциальная опасность:

Рис. 1.19.

Это лишь один из способов, по которым счетчик может стать источником опасности при неправильном использовании.

Измерение напряжения, пожалуй, самая распространенная функция, для которой используется мультиметр. Это, безусловно, основное измерение, выполняемое в целях безопасности (часть процедуры блокировки / маркировки), и оно должно быть хорошо понятно оператору счетчика. Поскольку напряжение между двумя точками всегда относительное, измеритель должен быть надежно подключен к двум точкам в цепи, прежде чем он будет обеспечивать надежное измерение. Обычно это означает, что оба щупа должны быть схвачены руками пользователя и прижаты к правильным точкам контакта источника напряжения или цепи во время измерения.

Поскольку путь электрического тока из рук в руки является наиболее опасным, удерживание измерительных щупов в двух точках высоковольтной цепи таким образом всегда представляет потенциальную опасность . Если защитная изоляция на датчиках изношена или потрескалась, пальцы пользователя могут соприкоснуться с проводниками датчика во время испытания, что приведет к сильному удару. Это более безопасный вариант, если можно использовать только одну руку для захвата зондов. Иногда можно «защелкнуть» один наконечник щупа на контрольной точке цепи, чтобы его можно было отпустить, а другой установить на место, используя только одну руку.Для облегчения этого можно прикрепить специальные аксессуары для наконечников зонда, такие как пружинные зажимы.

Помните, что измерительные провода измерителя являются частью всего комплекта оборудования и что с ними следует обращаться так же осторожно и уважительно, как и с самим измерителем. Если вам нужен специальный аксессуар для ваших измерительных проводов, например пружинный зажим или другой специальный наконечник зонда, обратитесь к каталогу продукции производителя измерителя или другого производителя испытательного оборудования. Не пытайтесь проявить изобретательность и делать свои собственные пробники , поскольку вы можете подвергнуть себя опасности в следующий раз, когда будете использовать их в цепи под напряжением.

Кроме того, следует помнить, что цифровые мультиметры обычно хорошо справляются с различением измерений переменного и постоянного тока, поскольку они устанавливаются на одно или другое при проверке напряжения или тока. Как мы видели ранее, как переменное, так и постоянное напряжение и ток могут быть смертельными, поэтому при использовании мультиметра в качестве устройства проверки безопасности вы всегда должны проверять наличие как переменного, так и постоянного тока, даже если вы не ожидаете найти оба. ! Кроме того, при проверке наличия опасного напряжения вы должны обязательно проверить всех пар рассматриваемых точек.

Например, предположим, что вы открыли шкаф с электропроводкой и обнаружили три больших проводника, подающих питание переменного тока на нагрузку. Автоматический выключатель, питающий эти провода (предположительно), был отключен, заблокирован и помечен. Вы дважды проверили отсутствие питания, нажав кнопку Start для нагрузки. Ничего не произошло, так что теперь вы переходите к третьему этапу проверки безопасности: проверке измерителя напряжения.

Сначала вы проверяете свой измеритель на известном источнике напряжения, чтобы убедиться, что он работает правильно.Любая ближайшая электрическая розетка должна обеспечивать удобный источник переменного напряжения для проверки. Вы делаете это и обнаруживаете, что счетчик показывает как следует. Затем вам нужно проверить напряжение между этими тремя проводами в шкафу. Но напряжение измеряется между и двумя точками , так где же проверить?

Рисунок 1.20

Ответ — проверить все комбинации этих трех точек. Как видите, на рисунке точки обозначены буквами «A», «B» и «C», поэтому вам нужно будет взять мультиметр (установленный в режиме вольтметра) и проверить между точками A и B, B и C, A и C.Если вы обнаружите напряжение между любой из этих пар, цепь не находится в состоянии нулевой энергии. Но ждать! Помните, что мультиметр не будет регистрировать напряжение постоянного тока, когда он находится в режиме переменного напряжения, и наоборот, поэтому вам необходимо проверить эти три пары точек в в каждом режиме , в общей сложности шесть проверок напряжения для завершения!

Однако, даже несмотря на всю эту проверку, мы еще не охватили все возможности. Помните, что опасное напряжение может появиться между одиночным проводом и землей (в этом случае металлический каркас шкафа будет хорошей точкой отсчета заземления) в энергосистеме.Итак, чтобы быть в полной безопасности, мы должны не только проверять между A и B, B и C и A и C (как в режимах переменного, так и постоянного тока), но мы также должны проверять между A и землей, B и землей, и C & заземление (в режимах переменного и постоянного тока)! Это дает в общей сложности двенадцать проверок напряжения для этого, казалось бы, простого сценария всего с тремя проводами. Затем, конечно же, после того, как мы завершим все эти проверки, нам нужно взять мультиметр и повторно проверить его с помощью известного источника напряжения, такого как розетка, чтобы убедиться, что он по-прежнему в хорошем рабочем состоянии.

Использование мультиметра для проверки сопротивления

Использование мультиметра для проверки сопротивления — гораздо более простая задача. Измерительные провода будут оставаться подключенными к тем же розеткам, что и при проверке напряжения, но селекторный переключатель нужно будет повернуть, пока он не укажет на символ сопротивления «подкова». Касаясь щупами устройства, сопротивление которого необходимо измерить, прибор должен правильно отображать сопротивление в омах:

Рисунок 1.21

При измерении сопротивления следует помнить, что это нужно делать только на обесточенных компонентах! Когда измеритель находится в режиме «сопротивления», он использует небольшую внутреннюю батарею для генерации крошечного тока через измеряемый компонент. Почувствовав, насколько сложно пропустить этот ток через компонент, можно определить и отобразить сопротивление этого компонента. Если в контуре измерителя-вывод-компонент-вывод-измеритель имеется дополнительный источник напряжения, который помогает или противодействует току измерения сопротивления, производимому измерителем, это приведет к ошибочным показаниям.В худшем случае счетчик может быть даже поврежден внешним напряжением.

Режим «Сопротивление» мультиметра

Режим «сопротивления» мультиметра очень полезен для определения целостности проводов, а также для точных измерений сопротивления. Когда между наконечниками пробников имеется хорошее, прочное соединение (моделируется путем их соприкосновения), измеритель показывает почти нулевое сопротивление. Если бы в измерительных проводах не было сопротивления, он показывал бы ровно ноль:

Рисунок 1.22

Если выводы не контактируют друг с другом или не касаются противоположных концов разорванного провода, измеритель покажет бесконечное сопротивление (обычно путем отображения пунктирных линий или сокращения «O.L.», что означает «разомкнутый контур»):

Рисунок 1.23

Измерение тока с помощью мультиметра

Безусловно, наиболее опасным и сложным применением мультиметра является измерение тока. Причина этого довольно проста: для того, чтобы измеритель мог измерять ток, измеряемый ток должен проходить через – счетчика.Это означает, что измеритель должен быть частью цепи тока, а не просто подключаться к какой-либо стороне, как в случае измерения напряжения. Чтобы сделать счетчик частью пути тока цепи, исходная цепь должна быть «разорвана», а счетчик соединен через две точки открытого разрыва. Чтобы настроить измеритель на это, переключатель должен указывать на переменный или постоянный ток «A», а красный измерительный провод должен быть подключен к красной розетке с маркировкой «A». На следующем рисунке показан измеритель, полностью готовый к измерению тока, и проверяемая цепь:

Рисунок 1.24

Сейчас цепь разомкнута при подготовке к подключению счетчика:

Рисунок 1.25

Следующий шаг — вставить измеритель в одну линию со схемой, подключив два наконечника щупа к разорванным концам цепи, черный щуп к отрицательной (-) клемме 9-вольтовой батареи и красный щуп к свободному концу провода, ведущему к лампе:

Рисунок 1.26

Этот пример показывает очень безопасную схему для работы. Напряжение 9 вольт вряд ли представляет опасность поражения электрическим током, поэтому не стоит бояться разомкнуть эту цепь (не голыми руками, не меньше!) И подключить счетчик параллельно с током.Однако с цепями более высокой мощности это действительно может быть опасным занятием. Даже если напряжение в цепи было низким, нормальный ток мог быть достаточно высоким, чтобы возникла опасная искра в момент установления последнего подключения датчика измерителя.

Другая потенциальная опасность использования мультиметра в режиме измерения тока («амперметр») заключается в том, что он не может правильно вернуть его в конфигурацию измерения напряжения перед измерением напряжения с его помощью. Причины этого зависят от конструкции и работы амперметра.При измерении тока в цепи путем размещения измерителя непосредственно на пути тока, лучше всего, чтобы измеритель оказывал небольшое сопротивление току или не оказывал его вообще. В противном случае дополнительное сопротивление изменит работу схемы. Таким образом, мультиметр спроектирован так, чтобы сопротивление между наконечниками щупов было практически нулевым, когда красный щуп был вставлен в красное гнездо «А» (для измерения тока). В режиме измерения напряжения (красный провод вставлен в красное гнездо «V») между наконечниками измерительных щупов имеется большое количество мегаомов сопротивления, потому что вольтметры имеют сопротивление, близкое к бесконечному (так что они не работают). t потребляет значительный ток из тестируемой цепи).

При переключении мультиметра из режима измерения тока в режим измерения напряжения легко повернуть селекторный переключатель из положения «A» в положение «V» и забыть, соответственно, переключить положение разъема красного измерительного провода с «A» на положение «V». «V». В результате — если счетчик затем подключить к источнику значительного напряжения — произойдет короткое замыкание счетчика!

Рисунок 1.27

Чтобы предотвратить это, большинство мультиметров имеют функцию предупреждения, которая издает звуковой сигнал, если когда-либо в гнездо «A» вставлен провод, а селекторный переключатель установлен в положение «V».Однако какими бы удобными ни были эти функции, они по-прежнему не заменяют ясного мышления и осторожности при использовании мультиметра.

Все качественные мультиметры содержат внутри предохранители, которые спроектированы так, чтобы «сгореть» в случае чрезмерного тока через них, как в случае, показанном на последнем изображении. Как и все устройства максимальной токовой защиты, эти предохранители в первую очередь предназначены для защиты оборудования (в данном случае самого счетчика) от чрезмерных повреждений и только во вторую очередь для защиты пользователя от повреждений.Мультиметр можно использовать для проверки собственного предохранителя, установив селекторный переключатель в положение сопротивления и создав соединение между двумя красными гнездами следующим образом:

Рисунок 1.28.

. Исправный предохранитель будет указывать на очень маленькое сопротивление, в то время как перегоревший предохранитель всегда показывает «O.L.» (или любое другое указание, которое используется в этой модели мультиметра для обозначения отсутствия непрерывности). Фактическое количество Ом, отображаемое для исправного предохранителя, не имеет большого значения, если оно является произвольно низким.

Итак, теперь, когда мы увидели, как использовать мультиметр для измерения напряжения, сопротивления и тока, что еще нужно знать? Множество! Ценность и возможности этого универсального испытательного прибора станут более очевидными по мере того, как вы приобретете навыки и познакомитесь с ним.Ничто не заменит регулярных занятий со сложными инструментами, такими как эти, поэтому не стесняйтесь экспериментировать с безопасными схемами с батарейным питанием.

• Измеритель, способный проверять напряжение, ток и сопротивление, называется мультиметром .
• Поскольку напряжение между двумя точками всегда относительное, измеритель напряжения («вольтметр») должен быть подключен к двум точкам в цепи, чтобы получить хорошие показания. Будьте осторожны, не касайтесь оголенных наконечников щупов вместе при измерении напряжения, так как это приведет к короткому замыканию!
• Не забывайте всегда проверять напряжение переменного и постоянного тока при использовании мультиметра для проверки наличия опасного напряжения в цепи.Убедитесь, что вы проверяете напряжение между всеми комбинациями пар проводников, в том числе между отдельными проводниками и землей!
• В режиме измерения напряжения («вольтметр») мультиметры имеют очень высокое сопротивление между выводами.
• Никогда не пытайтесь измерить сопротивление или обрыв цепи с помощью мультиметра в цепи, которая находится под напряжением. В лучшем случае показания сопротивления, полученные от глюкометра, будут неточными, а в худшем случае глюкометр может быть поврежден, а вы можете получить травму.
• Измерители тока («амперметры») всегда подключаются в цепь, поэтому электроны должны проходить через через счетчик.
• В режиме измерения тока («амперметр») мультиметры практически не имеют сопротивления между выводами. Это сделано для того, чтобы электроны могли проходить через счетчик с наименьшими трудностями. Если бы это было не так, измеритель добавил бы дополнительное сопротивление в цепи, тем самым влияя на ток.

Как мы видели ранее, энергосистема без надежного соединения с землей непредсказуема с точки зрения безопасности.Невозможно гарантировать, сколько или как мало будет напряжения между любой точкой цепи и землей. Заземлив одну сторону источника напряжения энергосистемы, по крайней мере, одна точка в цепи может быть электрически соединена с землей и, следовательно, не представляет опасности поражения электрическим током. В простой двухпроводной системе электропитания проводник, подключенный к земле, называется нейтраль , а другой провод — горячий , также известный как под напряжением или активный :

Рисунок 1.29 Двухпроводная система электропитания

Что касается источника напряжения и нагрузки, заземление не имеет никакого значения. Он существует исключительно ради личной безопасности, поскольку гарантирует, что по крайней мере одна точка в цепи будет безопасна для прикосновения (нулевое напряжение относительно земли). «Горячая» сторона цепи, названная так из-за ее потенциальной опасности поражения электрическим током, будет опасна при прикосновении, если напряжение не будет обеспечено путем надлежащего отключения от источника (в идеале, с использованием процедуры систематической блокировки / маркировки).

Этот дисбаланс опасностей между двумя проводниками в простой силовой цепи важно понимать. Следующая серия иллюстраций основана на обычных бытовых системах электропроводки (для простоты используются источники постоянного напряжения, а не переменного тока).

Если мы посмотрим на простой бытовой электроприбор, такой как тостер с проводящим металлическим корпусом, мы увидим, что при правильной работе не должно быть опасности поражения электрическим током. Провода, подающие питание на нагревательные элементы тостера, изолированы от соприкосновения с металлическим корпусом (и друг с другом) резиной или пластиком.

Рисунок 1.30 Отсутствие напряжения между корпусом и землей

Однако, если один из проводов внутри тостера случайно войдет в контакт с металлическим корпусом, корпус станет электрически общим для провода, и прикосновение к корпусу будет столь же опасным, как прикосновение к оголенному проводу. Представляет ли это опасность поражения электрическим током, зависит от , к которому случайно задевает провод:

Рисунок 1.31 случайное контактное напряжение между корпусом и землей

Если «горячий» провод касается корпуса, это подвергает опасности пользователя тостера.С другой стороны, если нейтральный провод касается корпуса, опасности поражения электрическим током нет:

Рисунок 1.32 Случайное отсутствие напряжения между корпусом и землей

Чтобы гарантировать, что первый отказ менее вероятен, чем второй, инженеры стараются проектировать устройства таким образом, чтобы свести к минимуму контакт горячего проводника с корпусом. В идеале, конечно, вы не хотите, чтобы какой-либо провод случайно соприкасался с проводящим корпусом устройства, но обычно есть способы спроектировать расположение частей, чтобы сделать случайный контакт менее вероятным для одного провода, чем для другого.

Однако эта профилактическая мера эффективна только в том случае, если может быть гарантирована полярность вилки питания. Если вилку можно перевернуть, то проводник с большей вероятностью соприкоснется с корпусом вполне может быть «горячим»:

Рисунок 1.33 Напряжение между корпусом и землей

Устройства, разработанные таким образом, обычно поставляются с «поляризованными» вилками, причем один контакт вилки немного уже, чем другой. Розетки питания также имеют такую ​​же конструкцию, причем один слот уже другой.Следовательно, вилку нельзя вставить «задом наперед», и можно гарантировать идентичность проводника внутри устройства. Помните, что это никак не влияет на основные функции устройства: это делается исключительно ради безопасности пользователя.

Некоторые инженеры решают проблему безопасности, просто делая внешний корпус прибора непроводящим. Такие приборы называются с двойной изоляцией, , поскольку изолирующий кожух служит вторым слоем изоляции над и за пределами самих проводов.Если провод внутри устройства случайно коснется корпуса, опасность для пользователя устройства отсутствует.

Другие инженеры решают проблему безопасности, поддерживая проводящий корпус, но используя третий провод для надежного соединения этого корпуса с землей:

Рисунок 1.34 Нулевое напряжение корпуса заземления между корпусом и землей

Третий контакт на шнуре питания обеспечивает прямое электрическое соединение корпуса устройства с землей, делая две точки электрически общими друг с другом.Если они электрически общие, то между ними не может быть падения напряжения. По крайней мере, так оно и должно работать. Если горячий провод случайно коснется металлического корпуса прибора, он вызовет прямое короткое замыкание обратно на источник напряжения через провод заземления, сработав любые устройства защиты от перегрузки по току. Пользователь устройства останется в безопасности.

Вот почему так важно никогда не отрезать третий контакт вилки питания, когда пытаетесь вставить его в розетку с двумя контактами.Если это будет сделано, корпус устройства не будет заземлен для обеспечения безопасности пользователя (ей). Устройство по-прежнему будет функционировать должным образом, но в случае внутренней неисправности, приводящей к контакту горячей проволоки с корпусом, результаты могут быть смертельными. Если необходимо использовать двухконтактную розетку , можно установить двухконтактный переходник розетки с заземляющим проводом, прикрепленным к винту заземляющей крышки. Это обеспечит безопасность заземленного прибора, подключенного к розетке этого типа.

Однако электрически безопасное проектирование не обязательно заканчивается нагрузкой. Последнюю защиту от поражения электрическим током можно разместить на стороне источника питания цепи, а не на самом приборе. Эта мера защиты называется , обнаружение замыкания на землю , и работает она следующим образом:

В правильно функционирующем приборе (показанном выше) ток, измеренный через проводник под напряжением, должен быть точно равен току через нейтральный проводник, потому что существует только один путь для прохождения электронов в цепи.Если внутри прибора нет неисправности, нет соединения между проводниками цепи и человеком, касающимся корпуса, и, следовательно, нет удара.

Однако, если горячая проволока случайно коснется металлического корпуса, через человека, прикоснувшегося к корпусу, пройдет ток. Наличие ударного тока будет проявляться как разница в тока между двумя силовыми проводниками в розетке:

Рисунок 1.35 Разница в токе между двумя силовыми проводниками в розетке

Эта разница в токе между «горячим» и «нейтральным» проводниками будет существовать только в том случае, если есть ток через заземление, что означает, что в системе есть неисправность.Следовательно, такая разница тока может использоваться как способ обнаружения неисправного состояния. Если устройство настроено для измерения этой разницы в токах между двумя силовыми проводниками, обнаружение дисбаланса токов может быть использовано для запуска размыкания выключателя, тем самым отключая питание и предотвращая серьезный удар:

Рисунок 1.36 Прерыватели тока замыкания на землю

Такие устройства называются прерывателями тока замыкания на землю , или сокращенно GFCI. За пределами Северной Америки GFCI также известен как предохранительный выключатель, устройство защитного отключения (RCD), RCBO или RCD / MCB в сочетании с миниатюрным автоматическим выключателем или выключателем утечки на землю (ELCB).Они достаточно компактны, чтобы их можно было встроить в розетку. Эти розетки легко идентифицировать по их характерным кнопкам «Тест» и «Сброс». Большим преимуществом использования этого подхода для обеспечения безопасности является то, что он работает независимо от конструкции устройства. Конечно, использование прибора с двойной изоляцией или заземлением в дополнение к розетке GFCI было бы еще лучше, но приятно знать, что что-то может быть сделано для повышения безопасности, помимо конструкции и состояния прибора.

Прерыватель цепи дугового замыкания (AFCI) , автоматический выключатель, предназначенный для предотвращения пожаров, предназначен для размыкания при прерывистых резистивных коротких замыканиях. Например, обычный выключатель на 15 А предназначен для быстрого размыкания цепи при нагрузке значительно выше номинальной 15 А или медленнее, немного превышающей номинальную. Хотя это защищает от прямого короткого замыкания и нескольких секунд перегрузки, соответственно, он не защищает от дуги — аналогично дуговой сварке. Дуга представляет собой сильно изменяющуюся нагрузку, периодически достигающую максимума более 70 А, разомкнутую цепь с переходами через ноль переменного тока.Хотя среднего тока недостаточно для срабатывания стандартного выключателя, его достаточно, чтобы разжечь пожар. Эта дуга может быть создана из-за металлического короткого замыкания, которое сжигает металл, оставляя резистивную плазму распыления ионизированных газов.

AFCI содержит электронную схему для обнаружения этого прерывистого резистивного короткого замыкания. Он защищает как от дуги от горячего к нейтральному, так и от горячего к заземлению. AFCI не защищает от опасности поражения электрическим током, как GFCI. Таким образом, GFCI по-прежнему необходимо устанавливать на кухне, в ванной и на открытом воздухе.Поскольку AFCI часто срабатывает при запуске больших двигателей и, в более общем случае, щеточных двигателей, его установка ограничена электрическими цепями в спальнях в соответствии с Национальным электрическим кодексом США. Использование AFCI должно уменьшить количество электрических пожаров. Однако неприятные отключения при работе приборов с двигателями в цепях AFCI представляют собой проблему.

• В энергосистемах одна сторона источника напряжения часто подключается к заземлению для обеспечения безопасности в этой точке.
• «Заземленный» провод в энергосистеме называется нейтральным проводником , а незаземленный провод — горячим проводом .
• Заземление в энергосистемах существует для личной безопасности, а не для работы нагрузки (ей).
• Электробезопасность прибора или других нагрузок может быть улучшена за счет хорошей инженерии: поляризованные вилки, двойная изоляция и трехконтактные вилки с «заземлением» — все это способы повышения безопасности на стороне нагрузки.
• Прерыватели тока замыкания на землю (GFCI) работают, определяя разницу в токе между двумя проводниками, подающими питание на нагрузку.Никакой разницы в токе быть не должно. Любая разница означает, что ток должен входить в нагрузку или выходить из нее каким-либо образом, кроме двух основных проводников, что нехорошо. Значительная разница в токе автоматически размыкает механизм выключателя, полностью отключая питание.

Обычно допустимая токовая нагрузка проводника — это предел конструкции схемы, который нельзя намеренно превышать, но есть приложение, где ожидается превышение допустимой токовой нагрузки: в случае предохранителей .

Что такое предохранитель?

A Предохранитель представляет собой устройство электробезопасности, построенное вокруг проводящей полосы, которая предназначена для плавления и разделения в случае чрезмерного тока. Предохранители всегда подключаются последовательно с компонентом (ами), который должен быть защищен от перегрузки по току, так что, когда предохранитель перегорает (размыкается), он размыкает всю цепь и останавливает ток через компонент (ы). Плавкий предохранитель, включенный в одну ветвь параллельной цепи, конечно, не повлияет на ток, протекающий через любую из других ветвей.

Обычно тонкий кусок плавкой проволоки помещается в защитную оболочку, чтобы свести к минимуму опасность возникновения дугового разряда в случае прорыва проволоки с большой силой, что может произойти в случае сильных перегрузок по току. В случае небольших автомобильных предохранителей оболочка прозрачна, так что плавкий элемент может быть визуально осмотрен. В жилых помещениях обычно используются ввинчиваемые предохранители со стеклянным корпусом и тонкой узкой полосой из металлической фольги посередине. Фотография, на которой показаны оба типа предохранителей, представлена ​​здесь:

Рисунок 1.37 Типы предохранителей

Предохранители картриджного типа популярны в автомобилях и в промышленности, если они изготовлены из материалов оболочки, отличных от стекла. Поскольку предохранители рассчитаны на «отказ» срабатывания при превышении их номинального тока, они обычно предназначены для легкой замены в цепи. Это означает, что они будут вставлены в какой-либо тип держателя, а не припаиваться или прикрепляться болтами к проводникам схемы. Ниже приведена фотография, на которой изображена пара предохранителей со стеклянными картриджами в держателе с несколькими предохранителями:

Рисунок 1.38 Стеклянный патрон предохранителей Держатель нескольких предохранителей

Предохранители удерживаются пружинными металлическими зажимами, причем сами зажимы постоянно соединены с проводниками цепи. Основной материал держателя предохранителя (или блока предохранителей , как их иногда называют) выбран как хороший изолятор.

Другой тип держателя предохранителей патронного типа обычно используется для установки в панелях управления оборудованием, где желательно скрыть все точки электрического контакта от контакта с человеком.В отличие от только что показанного блока предохранителей, где все металлические зажимы открыты, этот тип держателя предохранителя полностью закрывает предохранитель в изолирующем корпусе:

Рисунок 1.39 Держатель предохранителя закрывает изолирующий корпус

Наиболее распространенным устройством для защиты от перегрузки по току в сильноточных цепях сегодня является автоматический выключатель .

Что такое автоматический выключатель?

Автоматические выключатели — это специально разработанные переключатели, которые автоматически размыкаются для отключения тока в случае перегрузки по току.Малые автоматические выключатели, например, используемые в жилых, коммерческих и легких промышленных предприятиях, имеют термическое управление. Они содержат биметаллическую полоску (тонкую полоску из двух металлов, соединенных спина к спине), несущую ток цепи, которая изгибается при нагревании. Когда биметаллическая полоса создает достаточную силу (из-за чрезмерного нагрева ленты), срабатывает механизм отключения, и прерыватель размыкается. Автоматические выключатели большего размера автоматически активируются силой магнитного поля, создаваемого токонесущими проводниками внутри выключателя, или могут срабатывать для отключения от внешних устройств, контролирующих ток цепи (эти устройства называются защитными реле ).

Поскольку автоматические выключатели не выходят из строя в условиях перегрузки по току — скорее, они просто размыкаются и могут быть повторно включены путем перемещения рычага — они с большей вероятностью будут обнаружены подключенными к цепи более длительным образом, чем предохранители. Фотография маленького автоматического выключателя представлена ​​здесь:

Рисунок 1.40 Малый автоматический выключатель

Снаружи он выглядит не более чем выключателем. Действительно, его можно было использовать как таковое. Однако его истинная функция — работать как устройство защиты от перегрузки по току.

Следует отметить, что в некоторых автомобилях используются недорогие устройства, известные как плавкие вставки , для защиты от перегрузки по току в цепи зарядки аккумулятора из-за стоимости предохранителя и держателя соответствующего номинала. Плавкая вставка — это примитивный предохранитель, представляющий собой не что иное, как короткий кусок провода с резиновой изоляцией, предназначенный для плавления в случае перегрузки по току, без какой-либо твердой оболочки. Такие грубые и потенциально опасные устройства никогда не используются в промышленности или даже в жилых помещениях, в основном из-за встречающихся более высоких уровней напряжения и тока.По мнению автора, их применение даже в автомобильных схемах вызывает сомнения.

Обозначение на электрической схеме для предохранителя представляет собой S-образную кривую:

Рисунок 1.41 S-образная кривая

Номинальные характеристики предохранителя

Предохранители

рассчитаны, как и следовало ожидать, в основном на ток: ампер. Хотя их работа зависит от самовыделения тепла в условиях чрезмерного тока за счет собственного электрического сопротивления предохранителя, они спроектированы так, чтобы вносить незначительное дополнительное сопротивление в цепи, которые они защищают.Это в основном достигается за счет того, что плавкий провод делается как можно короче. Точно так же, как допустимая токовая нагрузка обычного провода не связана с его длиной (сплошной медный провод 10 калибра выдержит ток 40 ампер на открытом воздухе, независимо от длины или короткого отрезка), плавкий провод из определенного материала и калибра будет дуть при определенном токе независимо от того, как долго он длится. Поскольку длина не является фактором в текущем рейтинге, чем короче она может быть сделана, тем меньшее сопротивление будет между концом и концом.

Однако разработчик предохранителя также должен учитывать, что происходит после срабатывания предохранителя: оплавленные концы сплошного провода будут разделены воздушным зазором с полным напряжением питания между концами.Если предохранитель недостаточно длинный в цепи высокого напряжения, искра может перескочить с одного из концов расплавленного провода на другой, снова замкнув цепь:

Рисунок 1.42 Принципиальная схема конструктора предохранителей Рисунок 1.43 Принципиальная схема конструктора предохранителей

Следовательно, предохранители рассчитываются с точки зрения их допустимого напряжения, а также уровня тока, при котором они сработают.

Некоторые большие промышленные предохранители имеют заменяемые проволочные элементы для снижения затрат. Корпус предохранителя представляет собой непрозрачный картридж многоразового использования, который защищает провод предохранителя от воздействия и защищает окружающие предметы от провода предохранителя.

Номинальный ток предохранителя — это нечто большее, чем просто цифра. Если через предохранитель на 30 ампер пропускается ток в 35 ампер, он может внезапно перегореть или задержаться перед перегоранием, в зависимости от других аспектов его конструкции. Некоторые предохранители предназначены для очень быстрого срабатывания, в то время как другие рассчитаны на более скромное время «открытия» или даже на замедленное срабатывание в зависимости от области применения. Последние предохранители иногда называют плавкими предохранителями с задержкой срабатывания из-за их преднамеренной выдержки времени.

Классическим примером применения плавких предохранителей с задержкой срабатывания является защита электродвигателей, где пусковых импульсов токов, в десять раз превышающих нормальный рабочий ток, обычно возникают каждый раз, когда двигатель запускается с полной остановки. Если бы в подобном случае использовались быстродействующие предохранители, двигатель никогда бы не запустился, потому что при нормальном уровне пускового тока предохранитель (и) немедленно сгорел бы! Конструкция плавкого предохранителя такова, что элемент плавкого предохранителя имеет большую массу (но не большую допустимую нагрузку), чем эквивалентный быстродействующий плавкий предохранитель, что означает, что он будет нагреваться медленнее (но до той же конечной температуры) для любого заданного количества. тока.

На другом конце диапазона действия предохранителей находятся так называемые полупроводниковые предохранители , предназначенные для очень быстрого размыкания в случае перегрузки по току. Полупроводниковые устройства, такие как транзисторы, как правило, особенно нетерпимы к условиям перегрузки по току и поэтому требуют быстродействующей защиты от сверхтоков в мощных приложениях.

Предохранители всегда должны размещаться на «горячей» стороне нагрузки в заземленных системах. Это сделано для того, чтобы нагрузка была полностью обесточена во всех отношениях после срабатывания предохранителя.Чтобы увидеть разницу между плавлением «горячей» стороны и «нейтральной» стороны нагрузки, сравните эти две схемы:

Рисунок 1.44 Принципиальная схема конструктора предохранителей Рисунок 1.45 Принципиальная схема конструктора предохранителей

В любом случае предохранитель успешно прервал ток в нагрузке, но нижняя цепь не может прервать потенциально опасное напряжение с обеих сторон нагрузки на землю, где может стоять человек . Первая схема намного безопаснее.

Как было сказано ранее, предохранители — не единственный используемый тип устройства защиты от сверхтоков.Выключатели, называемые выключателями , часто (и чаще) используются для размыкания цепей с чрезмерным током, их популярность связана с тем, что они не разрушают себя в процессе размыкания цепи, как предохранители. В любом случае, размещение устройства защиты от сверхтоков в цепи будет соответствовать тем же общим рекомендациям, перечисленным выше: а именно, «предохранить» сторону источника питания , а не , подключенную к земле.

Хотя размещение защиты от перегрузки по току в цепи может определять относительную опасность поражения электрическим током в этой цепи при различных условиях, следует понимать, что такие устройства никогда не предназначались для защиты от поражения электрическим током.Ни предохранители, ни автоматические выключатели не предназначены для срабатывания в случае поражения электрическим током; скорее, они предназначены для открытия только в условиях потенциального перегрева проводника. Устройства максимального тока в первую очередь защищают проводники цепи от повреждения при перегреве (и опасности возгорания, связанной с чрезмерно горячими проводниками), и, во вторую очередь, защищают определенные части оборудования, такие как нагрузки и генераторы (некоторые быстродействующие предохранители предназначены для защиты особенно чувствительных электронных устройств. к скачкам тока).Поскольку уровни тока, необходимые для поражения электрическим током или поражения электрическим током, намного ниже, чем уровни нормального тока обычных силовых нагрузок, состояние перегрузки по току не указывает на возникновение удара током. Существуют и другие устройства, предназначенные для обнаружения определенных условий удара (детекторы замыкания на землю являются наиболее популярными), но эти устройства строго служат этой единственной цели и не связаны с защитой проводов от перегрева.

• Предохранитель представляет собой небольшой тонкий проводник, предназначенный для плавления и разделения на две части с целью размыкания цепи в случае чрезмерного тока.
• Автоматический выключатель — это специально разработанный переключатель, который автоматически размыкается для прерывания тока цепи в случае перегрузки по току. Они могут «отключаться» (размыкаться) термически, магнитными полями или внешними устройствами, называемыми «реле защиты», в зависимости от конструкции выключателя, его размера и области применения.
Предохранители
• в первую очередь рассчитаны на максимальный ток, но также рассчитаны на то, какое падение напряжения они будут безопасно выдерживать после прерывания цепи.
Предохранители
• могут быть сконструированы так, чтобы срабатывать быстро, медленно или где-то между ними при одинаковом максимальном уровне тока.
• Лучшее место для установки предохранителя в заземленной энергосистеме — на пути незаземленного проводника к нагрузке. Таким образом, при сгорании предохранителя к нагрузке останется только заземленный (безопасный) провод, что сделает пребывание людей поблизости безопаснее.

  No related posts.