Что убивает ток или напряжение и почему
Всем известно, что электричество опасно для здоровья и жизни людей. Об этом рассказывают в школе, на это указывают предупреждающие надписи та высоковольтных трансформаторах «Опасно для жизни, высокое напряжение!» и на розетках «220В».
Однако в ПТБЭЭП и других нормативных документах кроме напряжения указывается опасный ток. Даже УЗО и дифференциальные автоматы защищают не от попадания человека под напряжение, а от протекания через него тока, превышающего ток уставки. Так что же представляет бОльшую опасность и что убивает ток или напряжение?
Как возникает ток и напряжение
Для ответа на вопрос, что убивает ток или напряжение, необходимо разобраться, к каким физическим явлениям относятся эти термины. Несмотря на то, что они связаны между собой, это два разных понятия.
Что такое электрический ток
Согласно школьному курсу физики и Теоретическим Основам Электротехники (ТОЭ) электрическим током называется направленное движение электрических частиц. В металлах это электроны, а в жидкостях, в том числе организме человека, ионы солей, кислот и щелочей. Именно поэтому дистиллированная вода является изолятором.
Единицей измерения является 1 Ампер. Это около 6,24 × 1018 электронов, протекающих через проводник за 1 секунду.
| Интересно! Воздействие токов небольшой величины применяются в медицине в установках УВЧ и для лечения некоторых заболеваний. |
Что такое напряжение
Электрическое напряжение — это разность потенциалов между двумя точками или проводами. Этот потенциал приводит в движение заряженные частицы и вызывает появление электрического тока в проводнике. Говоря об опасном токе и напряжение для человека чаще всего подразумевается один из проводов и заземление.
При наличии только одного контакта разность потенциалов и напряжение отсутствует. Именно поэтому птицы могут сидеть на высоковольтных проводах, а сама линия электропередач монтируется так, чтобы исключить одновременное прикосновение пернатых к двум проводам или к проводу и опоре.
Отличие между током и напряжением
Различие между током и напряжением проще всего показать на примере водопровода и водонапорной башни. В данной системе аналогом напряжения является высота башни и давление в системе, а ток — это поток воды в трубах.
Чем выше башня и давление (напряжение) и больше сечение (меньше электрическое сопротивление), тем больше поток воды (ток).
Кроме того, напряжение как потенциал может существовать неопределённо долго, а ток протекает только при замкнутой цепи между точками с различным потенциалом.
| Справка! Мощность электроприбора рассчитывается произведением тока и напряжения. |
Воздействие тока и напряжения на организм
Для появления тока к проводнику необходимо подать напряжение и ток тем больше, чем оно выше. С точки зрения электротехники тело человека является раствором солей и других химических веществ в воде и ток, протекающий через него, так же подчиняется этому правилу, определяющему, что убивает человека сила тока или напряжение.
Протекание через организм человека электрического тока оказывает различные виды негативных воздействий:
- термическое — нагрев организма по пути протекания, а при большой величине тока ожоги;
- электролитическое — различные химические реакции в крови и биологических жидкостях;
- биологическое — раздражение нервных окончаний в коже и других органах;
- механическое — разрывы, вывихи и расслоения тканей из-за электродинамического эффекта.
Сами электротравмы делятся на общие, при которых поражается весь организм, и местные, при которых негативному воздействию подвергаются только отдельные участки кожи и ожоги глаз ультрафиолетовым излучением электрической дуги.
От чего зависит степень поражения
То, какое напряжение и ток опасны для жизни, зависит от различных факторов, главный из которых электрическое сопротивление кожи. Если её поверхность сухая и чистая, то сопротивление при напряжении 5-10В составляет около 100кОм, а при намокании оно падает до 1кОм. Его так же уменьшают порезы и царапины. Сопротивление внутренних органов 0,5-1кОм.
Сопротивление тела падает, а протекающий через организм ток растёт при увеличении напряжения, продолжительности воздействия, плохом состоянии здоровья и других факторах. При совпадении всех негативных факторов оно может понизиться до 0,8кОм.
Кроме напряжения степень поражения зависит так же от длительности и пути прохождения тока через организм. Самым опасным является путь прохождения тока рука-рука и рука-ноги, при которых ток проходит через область груди.
Чем выше напряжение и ток, тем меньше относительно безопасное время его протекания:
- 65В — 1с;
- 220В — 0,1с.
При более продолжительном нахождении человека под напряжением возрастает вероятность фибрилляции желудочков сердца с его последующей остановкой. В этом случае спасти жизнь пострадавшему могут только искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.
| Важно! Реанимационные действия производятся только после освобождения человека от воздействия электричества. |
Опасный ток и напряжение для человека
Величина опасного для здоровья и жизни тока зависит, прежде всего, от рода тока — постоянный или переменный:
- Постоянный ток менее опасен, ощущается при 12мА. Взявшись рукой за провод, находящийся под напряжением, его можно самостоятельно отпустить при токе до 25мА, остановка дыхания наступает при 110мА.
- Переменный ток промышленной частоты более опасен. Ощущается при 0,6мА, причиняет боль при 15мА, при 50мА останавливается дыхание, смертельным является ток 90мА.
- Переменный ток высокой частоты. Распространяется по поверхности тела, вызывает ожоги кожи, но не повреждает внутренние органы.
Самым высоким сопротивлением обладает верхний ороговевший слой сухой кожи. При низких напряжениях он составляет 40-100кОм, но при повышении происходит электрический пробой изоляции и сопротивление тела падает до 1кОм.
Оно так же понижается во влажных помещениях, поэтому максимально-допустимое напряжение в парных и саунах составляет 12В.
Понизить сопротивление поверхности тела может так же находящиеся на ней пот, загрязнения и другие факторы, в результате опасным может быть напряжение 50В. Поэтому питание переносных светильников ограничено величиной 36В.
При рассмотрении вопроса, что убивает сила тока или напряжение, необходимо учесть, что статическое электричество, за исключением специальных установок типа «лейденской банки» совершенно безопасно.
В бытовых условиях человек с ним сталкивается при ношении шерстяного свитера или поглаживании кошки. Его величина может достигать 35кВ, но из-за малой величины заряда ощущается как кратковременный укол. Это относится так же к пьезоподжигу в карманных зажигалках.
Вывод
Как видно из статьи, ответ на вопрос, что убивает ток или напряжение, не является однозначным. С одной стороны, без напряжения электрический ток отсутствует, а с другой стороны, само по себе высокое напряжение не опасно и при разомкнутой цепи, в том числе через тело человека, ток отсутствует.
Поэтому, несмотря на то, что убивает именно ток, опасным является высокое напряжение.
Что самое опасное в электричестве?
Его невидимость и неслышимость, отсутствие запаха и прочих внешних признаков, ни одно из 5 чувств его не распознает, пока не ударит .
Что убивает ? -сила тока.
А сила тока = напряжению, деленному на сопротивление кожи.
смертельной считается величина 100мА, но так же на исход влияет путь прохождения тока через тело и состояние здоровья.
Катерина ДавыдоваУченик (148) 4 года назад
ОГРОМНОЕ Спасибо. В точку.)
Остальные ответы
Заземление (тебя).
Сила тока, конечно, как долбанет и нет сарая!)
В штаны можно наложить от испуга. При коротком замыкании.
Ещё, аккумулятор может с полки свалиться на голову.
Шесть опасностей электричества.
Невозможно представить нашу жизнь без электроэнергии. Большинство устройств и приборов, окружающих нас, в той или иной мере зависят в своей работе от наличия электропитания, а без освещения наших квартир и домов уже невозможно даже представить современную жизнь. Однако, как и любая энергия, помимо созидания, электричество несет и определенные опасности, о которых будет идти речь в этой статье.
Итак, таких опасностями являются: короткое замыкание (или просто КЗ, как его часто называют), перегрузка электрической сети, перенапряжение, повышение напряжения в сети выше нормального уровня, поражение человека электрическим током, пожар. Расскажем о каждом явлении подробнее.
Короткое замыкание (КЗ) можно представить в виде ситуации, когда проводники провода или кабеля электрической сети замыкаются друг на друга. Такая авария сопровождается появлением токов, которые достигают сотен и даже тысяч ампер и является одним из самых разрушительных явлений. Основным последствием КЗ является нагрев всех элементов электрической сети, что может привести к выходу их из строя и даже разрушению, но все же главной опасностью является риск возникновения пожара. Именно поэтому в электрической сети важно иметь защитные устройства, которые не только вовремя обнаружат КЗ, но и гарантировано и максимально быстро отключат его до того, как последствия станут необратимыми.
Перегрузка электрической сети еще один из типов аварии в электрической сети, при котором ток в цепи превышает допустимый для элементов электрической сети. Это не менее опасное явление, т.к. несмотря на меньшие токи, является более длительным и может привести нагреву электрических конструкций и к пожару. Перегрузка – распространенное явление и возникает она, как правило, по вине самих людей. Многим знакома ситуация, когда не хватает розеток в доме. Поступают в этом случае просто – применяют устройства типа удлинители с несколькими гнездами, но при этом не учитывается, что суммарный потребляемый ток на данном участке электрической цепи может превысить допустимый, скажем для розетки, к которой подключен удлинитель. Результат предсказуем – розетка начнет нагреваться и, если данный участок цепи не отключить, в итоге воспламениться, что может привести к пожару. Поэтому, защита от перегрузки обязательно нужна в электрической сети.
В данный момент функции защиты от перегрузки и КЗ выполняют устройства, называемые автоматическими выключателями. Это компактные устройства, сочетающие защитные свойства с рядом дополнительных функций. Например, в автоматических выключателях серии Acti 9 от Schneider Electric, можно с помощью дополнительных контактов, контролировать состояние включено/выключено и своевременно обнаружить момент аварийного отключения. Это удобно, если речь идет о загородном доме. Хозяин бесспорно будет чувствовать себя гораздо спокойнее за сохранность своего имущества, имей он возможность удаленно контролировать ситуацию.
Однако, короткими замыканиями и перегрузками опасности электричества не ограничиваются. Еще более серьезной опасностью является поражение человека электрическим током. В этом случае речь идет уже о сохранении жизни и здоровья нашего и наших близких, особенно детей и вопрос этот требует самого пристального внимания.
Давайте разберемся, что может стать причиной поражения электрическим током. Возможны несколько вариантов: когда опасный потенциал попадает на корпус устройства в результате повреждения. Например, в изоляции провода внутри стиральной машины появилась трещина, и небольшой электрический ток «утекает» на металлический корпус, на котором из-за этого появляется опасное напряжение или когда человек по неосторожности касается частей под напряжением. Не стоит сбрасывать со счетов и тот случай, когда ребенок из любопытства засовывает в розетку посторонние предметы – такое тоже увы не редкость…
Что же происходит, когда человек попадает под действие электрического тока? Этот вопрос достаточно изучен и подробно изложен во многих источниках. Нужно сказать только одно – протекание тока через организм человека СМЕРТЕЛЬНО ОПАСНО и с большой долей вероятности может привести к летальному исходу. Поэтому, устройства, способные защитить от поражения электрическим током ОБЯЗАТЕЛЬНО должны быть установлены в каждом электрическом щите, особенно там, где присутствуют дети! И эти устройства называются Выключателями Дифференциального Тока (часто употребляемое название – устройство защитного отключения — УЗО).
Что же такое УЗО и как оно защищает нас? По сути это выключатель, который сравнивает ток на входе и на выходе одной электрической цепи. Если токи равны или разница минимальная, значит электрическая цепь и присоединенный к ней прибор исправны, если же разница превышает заданное значение, называемое уставкой срабатывания – УЗО отключается, обесточивая электрическую цепь. Величина уставки отключения для УЗО очень мала и составляет 10 или 30 мА (миллиАмпер и тысячных долей Ампера), данные токи являются безопасными для человека, и в сочетании с быстротой отключения УЗО обеспечивается гарантированная защита жизни и здоровья человека. Это объясняет требование обязательного применения УЗО для защиты розеток в т.ч. в жилых домах, электрических цепей во влажных помещениях (санузлы и ванные комнаты, сауны, бани и т.п.).
Но только защитой от поражения электрическим током роль УЗО не ограничивается, отдельно стоит отметить способность УЗО защищать от возникновения пожара. Дело в том, что появляющаяся «утечка» тока около 300 мА (миллиАмпер) способна вызвать нагрев и возгорание элементов строительных конструкций. В этом случае знакомый нам автоматический выключатель не отключится, т.к. ток все-таки мал, а вот УЗО как раз способно обнаружить и защитить от такой опасности. УЗО с уставкой срабатывания 100 и 300 мА (их называют иногда противопожарными) устанавливаются в начале электрической цепи и дополняют защиту от токов КЗ и перегрузки, а также защиту от поражения током. Такие устройства не используются для защиты от поражения током!!
Итак, мы обеспечили защиту людей от опасностей, которые таит в себе электрическая энергия, но как быть с окружающей нас техникой? Ведь каждый владелец хотел бы, что бы любимый ноутбук или телевизор работали безотказно долгие годы. Давайте рассмотрим, какие же риски существуют для бытовой техники.
Одной из частых причин выхода бытовых электрических устройств из строя является повышение напряжения выше допустимых значений. Статистика неумолима – сообщения о сгоревших холодильниках, телевизорах и другой технике появляются периодически и причина, как правило, колебания напряжения. В чем же причина таких явлений? Для понимания причин повышения напряжения, стоит сказать несколько слов о том, какие же напряжения действуют в 3-х фазной электрической сети.
Итак, в 3-х фазной сети действуют 2 вида напряжения: линейное – напряжение между двумя фазами и фазное, это напряжение между фазой и рабочим нулевым проводником, (его еще часто называют «нулем» или «нейтралью»). Соответственно, линейное напряжение равно 380 В, фазное — 220 В. В бытовой электросети мы используем фазное напряжение, но при обрыве нулевого проводника (так называемом «обрыве нуля») это напряжение может достигать 1,73* фазного напряжения, или 380 В. Таким образом, подключенные к сети устройства в этом момент окажутся под напряжением, на которые не расчитаны и будут выведены из строя или, что еще хуже, загорятся и могут вызвать пожар.
Защитить оборудование в доме от подобной опасности может устройство, называемое реле напряжения. Это компактный защитный элемент сети, который устанавливается в электрическом щитке и контролирует напряжение в сети. Как только напряжение превышает заданный порог, устройство отключает участок сети, но само при этом остается включенным. После того, как напряжение вновь станет нормальным, реле напряжения снова включит питание. Таким образом реле напряжения позволяет защитить от повреждения подключенное оборудование.
Еще один опасный для электроприборов фактор – перенапряжения, причиной которых являются грозовые разряды и внутренние процессы электрических сетей. Обычно этот вид опасности незаслуженно забывают при установке защитного оборудования в электрическом щите, а между тем, перенапряжения, вызванные грозовыми разрядами часто являются причиной не только сбоев в работе электрического и, особенно, электронного оборудования, но и выводят это оборудование из строя, что требует от владельцев дорогостоящего ремонта. Какова же причина подобных явлений? Ответ лежит в школьном курсе физики. Представим здание, электроснабжение которого осуществляется по воздушной линии электропередач (ВЛ). Во время грозы разряд молнии распространяет вокруг себя электромагнитные колебания, которые наводят в проводниках ВЛ напряжение. Далее по проводам наведенное напряжение попадает в сеть нашего дома и воздействует на подключенное к сети оборудование. Учитывая, что напряжение разряда молнии может достигать миллиона вольт, в сети наводится напряжение, порой достигающее нескольких тысяч вольт и имеющее длительность тысячные доли секунды. Конечно же, оборудование, особенно имеющее в своем составе электронные блоки, не в состоянии без последствий выдержать такие перенапряжения. В лучшем случае это вызовет сбой в работе, но чаще всего при таких воздействиях речь идет о выходе оборудования из строя. Однако и от таких опасностей можно защититься с помощью Устройств Защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) или как их еще называют ограничителей перенапряжений (ОПН). Установленные в электрическом щите, они способны ограничить импульс перенапряжения до безопасных значений, тем самым защитив оборудование, подключенное к сети. Современные УЗИП способны защитить электрическую сеть дома даже если разряд молнии ударит прямо в провод линии электропередач. Такие устройства есть в линейке УЗИП Acti 9, производимых Schneider Electric.
Итак, мы рассмотрели все виды опасностей, которые могут подстерегать нас при пользовании электрической энергией. Однако, если правильно выбрать и установить защитные устройства, то можно защитить наш дом и нас самих и сделать его безопасным и комфортным.
Какой ток опаснее, постоянный или переменный?
Существует немало достоверной информации, которая указывает на то, что переменный ток намного опаснее, чем постоянный ток. В 19 веке Никола Тесла и Томас Эдисон развернули настоящую «токовую войну», где одним из аргументов, приводимых Эдисоном в защиту постоянного тока, была его меньшая опасность для человека по сравнению с переменным. При одинаковых условиях (до 500 В) сила воздействия переменного тока на организм выше в 2-4 раза.
Но для передачи электрических мощностей на большие расстояния сегодня используется именно низкочастотный переменный ток, он легко преобразуется трансформаторами, приводит к меньшим потерям энергии, подходит для питания электродвигателей. Поэтому ток из розетки на самом деле смертельно опасен. Этот факт нельзя недооценивать.
⚡ Постоянный ток: безопасность при низком напряжении
Электрическое напряжение любого типа является безопасным только до определенного уровня.
Аппарат электрофореза, который используется в поликлиниках, имеет выходное напряжение 60В, что приводит к протеканию тока через организм 50мА. Это воздействие вызывает легкое пощипывание. А вот если бы ток на электродах прибора оказался переменным низкочастотным (как в розетке), то это причинило бы вред здоровью, сердечный ритм пациента мог бы быть нарушен. В связи с этим постоянный ток при напряжении до 48В считается безопаснее переменного.
⚡ Постоянный ток: опасность при высоком напряжении
При величине напряжения выше 500В постоянный ток также опасен, как и переменный. Попадание человека под постоянное напряжение может вызвать нарушение работы сердца. Это относится не только к сети, но и к заряженным конденсаторам емкостью большой емкости.
Энергии, запасенной в элементе, достаточно для нанесения вреда здоровью. Сравнивая эти два вида напряжения можно сказать, что однозначного ответа, что опаснее – переменный или постоянный ток дать нельзя.
Это зависит от напряжения:
▪ до 500 В переменный ток может причинить бОльший вред, чем постоянный;
▪ при 500 В оба вида напряжений опасны примерно одинаково;
▪ выше 500 В постоянный ток более опасен.
Важно! Полностью безопасным является только пониженное напряжение.
⚡ Переменный ток: безопасность при высокой частоте
Есть разновидность переменного напряжения, которая является безопасной при любом потенциале. Это напряжение частотой более 20кГц. Благодаря скин-эффекту ток сверхвысокой частоты проходит по поверхности кожи, не попадая внутрь организма к жизненно важным органам. Никола Тесла при демонстрации этого явления прикасался к электродам, находящимся под напряжением 100кВ с частотой 100кГц без вреда для здоровья.
⚡ Какой ток опасен для человек?
На самом деле само по себе напряжение опасным не является. Опасен ток, проходящий через организм человека. Он зависит не только от потенциала, но и от сопротивления кожных покровов в месте контакта и других факторов:
▪ сухая обувь, чистые руки и деревянный пол уменьшают опасность поражения;
▪ приём спиртных напитков перед работой также уменьшает сопротивление и увеличивает поражающую силу высокого напряжения.
Интересно! Несмотря на то, что напряжение на электродах ионизатора воздуха достигает 25 кВ, ток при прикосновении настолько мал, что не ощущается человеком.
При одинаковых условиях переменный ток считается более травмоопасным. Это связано с тем, что опасный ток для человека зависит от вида напряжения – безопасная величина переменного тока составляет 10 мА, а для постоянного опасное воздействие начинается с 50 мА.
Оценить последствия возможного действия каждого из двух видов электричества с разной силой тока можно по данным таблицы:
Кроме силы тока, проходящего через организм, степень воздействия зависит от пути его прохождения и продолжительности контакта пострадавшего с токоведущими частями.
И всё же, почему переменный ток опаснее постоянного? Есть несколько факторов, делающих его воздействие более опасным:
▪ Постоянный ток при протекании через организм вызывает спазм мускулатуры. Это менее опасно, чем сокращение и расслабление мышц под воздействием переменного тока. Поэтому для причинения одинакового вреда здоровью величина постоянного тока и, соответственно, напряжение должны быть в несколько раз выше, чем переменного.
▪ Электротравмы со смертельным исходом чаще всего происходят от фибрилляции желудочков сердца. Это состояние возникает от воздействия переменного напряжения и может потребовать реанимационных действий и использования дефибриллятора. При воздействии постоянного тока происходит спазм сердечной мышцы, который может пройти после освобождения человека от напряжения.
▪ Есть широко распространенное мнение, что при попадании под переменное напряжение легче освободиться самостоятельно. Это связано с тем, что при таком воздействии происходит периодическое расслабление мускулатуры. Такая версия была бы правильной, если бы частота в розетке была 1-2 Гц, но при частоте 50Гц сокращения и расслабления происходят 100 раз в секунду и паузы между спазмами настолько короткие, что человек не успевает на них отреагировать.
Проведенные эксперименты подтверждают, что взятый в руку электрод с постоянным напряжением, получается отпустить легче и быстрее.
Исходя из изложенного, при одинаковом напряжении травмы при поражении переменным током опаснее, чем постоянным.