Смертельным для человека считается ток силой

Более подробно воздействие электрического тока на организм человека описано в нашей статье: https://www.asutpp.ru/dejstvie-elektricheskogo-toka-na-organizm-cheloveka.html.

Что бьет током и убивает: электричество или напряжение?

Опасность электричества – это не миф; на самом деле, несмотря на общую осведомленность об этом факте, почти каждый человек может сказать, что в какой-то момент он почувствовал на своей коже удар током. Результат такого воздействия не обязательно катастрофичен, но смертельная опасность является неотъемлемым спутником неосторожного обращения с электричеством.

Именно поэтому на электроустановках размещаются предупреждающие знаки, такие как "Высокое напряжение! Опасно для жизни!" или "Не подходи! Это убьет вас!". Это приводит многих людей в замешательство относительно того, что именно убивает электричество или напряжение и чего следует остерегаться.

В чем разница между током и напряжением?

Если рассматривать физический процесс, то электричество имеет множество различных характеристик, среди которых наиболее часто рассматриваются напряжение и сила тока. Следует сразу отметить, что они не являются одним и тем же, но связаны между собой.

В каждом веществе существует бесчисленное множество крошечных атомов, в которых происходит электромагнитное взаимодействие между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами, обращающимися вокруг ядра. В нормальном состоянии элементарные частицы находятся в равновесии – заряд ядра полностью компенсируется зарядами электронов. Однако воздействие электромагнитного поля на атомы приводит крайние электроны в движение, и атомы теряют равновесие – они получают некоторый заряд.

Напряжение следует понимать как разницу между двумя зарядами – в одной точке энергии больше, а в другой меньше. Аналогию можно провести на примере соединенных сосудов, если в одной трубке воды больше, а в другой меньше, то при их соединении вода из первой будет перетекать во вторую. То же самое можно сказать и о напряжении – потенциально каждая точка имеет определенный заряд энергии, созданный электромагнитным полем, но пока точки не соединены электрической цепью, заряженные частицы не начнут направленное движение.

Однако с появлением соединительной цепи напряжение между двумя точками вызовет направленное движение заряженных частиц. Это явление называется электрическим током.

В зависимости от характеристик источника электричества, напряжение и ток могут быть

• постоянными – напряжение не изменяется в зависимости от наличия или отсутствия нагрузки, относясь к источнику неограниченной мощности
• изменяться в зависимости от величины нагрузки – относится к ограниченному питанию, при котором напряжение питания снижается при коротком замыкании цепи;
• временный – когда нагрузка подключается к питанию, заряд полностью рассеивается через короткое время, это конденсаторы, в некоторых ситуациях напряжение индуцируется.

Как создаются ток и напряжение

Чтобы ответить на вопрос, что создает ток или напряжениенеобходимо понять, к каким физическим явлениям относятся эти термины. Хотя они и связаны между собой, это два разных понятия.

Что такое электрический ток

Согласно школьному курсу физики и теоретическим основам электротехники (ТОЭ), электрический ток – это направленное движение электрических частиц. В металлах это электроны, а в жидкостях, включая человеческое тело, – ионы солей, кислот и оснований. Именно поэтому дистиллированная вода является изолятором.

Единицей измерения является 1 ампер. Это примерно 6,24 × 1018 электронов, проходящих через проводник за 1 секунду.

Что такое напряжение

Электрическое напряжение – это разность потенциалов между двумя точками или проводниками. Этот потенциал приводит в движение заряженные частицы и вызывает электрический ток в проводнике. Говоря об опасных токах и напряжениях людям, чаще всего имеют в виду один из проводников и землю.

При наличии только одного контакта разницы в потенциале и напряжении нет. Именно поэтому птицы могут садиться на высоковольтные провода, а сама линия электропередачи установлена так, чтобы птицы не могли одновременно коснуться двух проводов или провода и столба.

Разница между током и напряжением

Разница между током и напряжением легче всего продемонстрировать на примере водопроводной трубы и водонапорной башни. В этой системе аналогом напряжения является высота башни и давление в системе, а тока – поток воды в трубах.

Чем выше башня и давление (напряжение) и чем больше сечение труб (меньше электрическое сопротивление), тем больше поток воды (ток).

Кроме того, напряжение как потенциал может существовать бесконечно, а ток течет только при замыкании цепи между точками с разными потенциалами.

Электротравма по стандартам ВОЗ, тканевые процессы и тяжесть поражения

В настоящее время в литературе существует множество классификаций и определений электротравм у человека – все они интересны, но запутаны. На мой взгляд, следует придерживаться определения ВОЗ, которое является общепринятым.

Так, согласно стандартам ВОЗ, поражение электрическим током принято называть электротравмой (не делается различия между ударами током или другими видами травм). Согласно стандартам ВОЗ, любая травма – это физическое повреждение органов и тканей, вызванное воздействием какого-либо вида энергии. Таким образом, электротравма – это любое повреждение (нарушение деятельности), вызванное воздействием электричества, т.е. электрической энергии.

Виды воздействия тока
Существует три типа воздействия электричества на организм, которые подпадают под определение электротравмы:

• Биологическая – раздражение и стимуляция мышечных и нервных волокон, нарушение биоэлектрических процессов;
• Термическая – ожоги и нагревание тканей при воздействии тока;
• Электролитическая – изменение физико-химического состава и свойств биологических жидкостей (крови, лимфы, спинномозговой жидкости и т.д.).

Тяжесть травмы
Перечислите факторы, определяющие тяжесть электротравмы:

• Путь тока, место травмы;
• сила тока поражения электрическим током (А)
• вид тока (переменный или постоянный)
• частота тока (Гц)
• сопротивление тела (Ом);
• Влажность и температура (более высокая температура вызывает потоотделение, что снижает сопротивление тела);
• состояние кожи (раны, кожные заболевания, потливость и т.д.);
• Стресс также принимается во внимание, но, вопреки стереотипам, он не является решающим.

В таблице ниже приведены диапазоны сопротивления тканей нашего тела, из которой легко увидеть, что значения варьируются в очень широком диапазоне.

Виды поражения электрическим током

Некоторые авторы выделяют три вида электротравмы, а именно: местную, общую и смешанную. К местным относятся ожоги, электрические следы, металлизация кожи и механические повреждения. Общие электротравмы – это травмы с общими симптомами в виде повреждения центральной нервной системы и сердечно-сосудистой системы. Смешанные – это те, которые имеют как местные, так и общие симптомы.

В действительности такое деление весьма условно. Смешанные электротравмы являются наиболее распространенными. Их процент гораздо выше, чем 50%, приведенных в некоторых учебниках по охране труда и технике безопасности, написанных, очевидно, людьми, которые не имели дела с электротравмами на практике. За девять лет работы в медицине катастроф я сталкивался только со смешанным типом. Полагаю, это связано с тем, что поражение электрическим током, которое может вызвать местные повреждения, скорее всего, приведет к развитию общих симптомов. Поэтому, на мой взгляд, правильнее говорить о местных и общих симптомах электротравм, но не о местных и общих электротравмах.

Электрические ожоги
Среди местных симптомов наиболее распространенными являются так называемые электрические ожоги, которые делятся на контактные и дуговые. Я пишу "так называемые", потому что ожог вызывается высокой температурой проводника или пламени дуги, то есть фактически является термическим, но усугубляется другими повреждающими факторами электротравмы.

Контактные возникают при непосредственном контакте кожи с поверхностью проводника, когда происходит локальное повышение температуры из-за высокой плотности тока и сопротивления кожи. Они характеризуются относительно небольшой площадью повреждения (обычно 1% кожи или менее) с различной глубиной повреждения и тяжестью состояния.

Контактные электрические ожоги

Ожоги электрической дугой часто бывают более тяжелыми, с обширными поражениями 50% и более и различной глубины (вплоть до 4 степени). Это связано с более высокой температурой и часто большей площадью поражения. Дуговые ожоги чаще вызывают ожоговый шок и ожоговую болезнь. В случае электротравм, вызванных гаджетами и электроприборами, дуговые ожоги менее сильны, так как дуга часто бывает небольшой, и поэтому площадь поражения меньше.

Последствия различных видов электрического контакта

При прямом контакте с источником электрического напряжения или конструкцией, находящейся под напряжением, могут возникнуть следующие виды травм:

• Остановка сердца (фибрилляция желудочков), которая происходит, когда ток проходит через сердце. Его воздействие на организм приводит к остановке сердца в результате остановки сердца;
• удушье и остановка дыхания, когда ток проходит через мышцы, легкие и дыхание и препятствует их функционированию
• мышечный спазм, приводящий к потере способности отделяться от точки электрического контакта
• ожоги, покраснение кожи и отек в месте контакта, вплоть до обугливания тканей;
• Прохождение тока может привести к образованию тромбов и закупорке артерий.

Часто причиной смерти или серьезной травмы может стать прохождение через тело слабого тока, который непосредственно не вызывает травму, но заставляет человека упасть с высоты и удариться телом о предметы. Поэтому даже небольшое количество тока может привести к смерти.

Падение с лестницы в результате поражения электрическим током

Общепринято, что смертельная сила тока для жизни человека составляет 100 мА или 0,1 ампера. Однако смертельная доза при определенных обстоятельствах может быть в десять раз меньше – 10 мА.

Казнь с использованием электричества

Электрический стул – это устройство, используемое для приведения в исполнение смертного приговора, вынесенного судом. Осужденный умирает в результате прохождения высокого напряжения через его тело. Электрический стул в основном используется в нескольких штатах США, а в течение полувека его применяли и на Филиппинах.

Электрический стул

Осужденного пристегивают к стулу с электродами на голове и конечностях, а затем через его тело пропускают смертельную дозу электрического тока. Сила тока достигает 20 ампер, а начальное напряжение – 2450 вольт. В результате мозг нагревается до такой степени, что человек умирает. При подаче напряжения кресло потребляет столько энергии, что окружающее напряжение снижается.

Для улучшения электрического контакта между кожей заключенных и электродами кресла использовались губки, смоченные в солевом растворе. Это помогло снизить общее электрическое сопротивление и увеличить силу тока.