מה עדיין פועם: זרם או מתח?
בגיל צעיר רבים מאיתנו היו משוכנעים מניסיוננו האישי או שנודע לנו מעד עדי ראייה שאם תקעו את הברזל לשקע חשמל ותנסו לחתוך את כבל החשמל, אתם בהחלט תחוו מכה כואבת. אז זרם חשמלי פועל על הגוף. בבית הספר הם כותבים מעל שקעים: "220 וולט, מסוכן, זה יהרוג!". בתחנות הרכבת התחתית, בתאי שנאים ובמתקני מתח גבוה אחרים מוצבים שלטי אזהרה: "סכנת חיים, מתח גבוה!". אז מה בדיוק מהווה סכנה לבני אדם ומדוע? מה מכה: זרם או מתח? ראשית, נבין מושגים אלה.
תנאי מתח
כל חומר מורכב מאטומים בעלי גרעין חיובי ואלקטרונים טעונים באופן שלילי.
אם תחת השפעת כוחות חיצוניים, מספר מסוים של אלקטרונים נלקח מהאטומים, אזי השדה החיובי שנוצר יביא להחזרת חלקיקים שליליים חדשים למקומם.
אם האלקטרונים לא נלקחים אלא מוסיפים אותם, אזי לשדה יהיה מטען שלילי. זה יוצר פוטנציאלים חיוביים ושליליים. באינטראקציה ביניהם יש כוח אטרקטיבי. ככל שההבדל הפוטנציאלי גדול יותר, נוצר שדה ומתח גבוה יותר.
איך עולה הזרם
אם משתמשים במוליך לחיבור הפוטנציאלים של מטענים מנוגדים, תהיה תנועה מכוונת של חלקיקים טעונים, מה שנקרא זרם חשמליהמבקש לחסל את ההבדל הפוטנציאלי.
התנועה הכוונית של חלקיקים טעונים היא זו שגורמת למכשירי החשמל שלנו לבצע פעולה שימושית: לזרוח, לשטוף, לחמם, לקדוח וכן הלאה. ככל שההבדל הפוטנציאלי גדול יותר, כך חוזק הזרם גבוה יותר. אם המעגל ייפתח, הזרם לא יזרום, לא משנה כמה גבוה יהיה המתח.
השפעות על הגוף
גוף האדם, בהיותו מוליך, יכול לקצר מעגל חשמלי. ואז זרם יזרום בגוף שחוזקו נקבע על ידי הנוסחה:
I = U / R, איפה:
- U הוא גודל המתח המופעל על האדם;
- R הוא ההתנגדות של הגוף.
ברגע זה הגוף נפגע.
הטבלה מציגה איזה זרם נחשב למסוכן לבני אדם:
- 15 mA, ערך שאינו משחרר, שחרור עצמי אינו אפשרי;
- 50 mA מוביל לפרפור לב, דום נשימה, מוות;
- 200 mA גורם לכוויות קשות שאינן תואמות את החיים.
הלם מתרחש במתח עד 1000 וולט. מעל ערך זה הנגע נוגע לכוויות.
אפילו ללא מגע ישיר עם ציוד מתח גבוה, אדם יכול להיפצע אנושות. לכן, כששוהים בקרבת סכנה למתקן מתח גבוה, בין הגוף לחלקים המוליכים קשת חשמליתבליווי:
- הבזק בהיר מסוכן לראייה;
- חימום מיידי של אוויר עד 10 000-15 000 מעלות צלזיוס;
- התכה ואידוי מתכות, היווצרות אירוסולים.
ההשלכות של הפרשת קשת גורמות לפגיעה בכוויות אצל אדם שאינו תואם את החיים.
להפעלת אוטומציה מגן דורש זמן מועט. אך כאשר קשת קשת משתחררת כמות עצומה של אנרגיה, שהורגת אדם בזמן כה קצר.
גורמים המשפיעים על מידת הנזק
הלם DC הוא מסוכן. אבל אתה יכול להיפטר מהשפעותיו ללא עזרה של אנשים מבחוץ בערכים של 20 עד 25 mA.
השפעות מסוכנות על גוף זרם חילופין בתדר של 50 - 500 הרץ. אדם יכול להיפטר באופן עצמאי מהשפעתו רק בערכים נמוכים מאוד, הנעים בין 9 ל 10 mA.
איזה חוזק זרם במעגל תלוי במתח במעגל זה ובהתנגדות של כל האלמנטים שלו, כולל ההתנגדות של גוף האדם. לעור יבש יש עמידות גבוהה יותר של כ 100,000 אוהם. לח - רק בערך 1000 אוהם. ההתנגדות של איברים פנימיים היא בטווח של 500-1000 אוהם.
אם המתח המופעל על הגוף גדל, ההתנגדות של הגוף יורדת באופן לא פרופורציונאלי. אותו דבר קורה עם עלייה משך החשיפה לחשמל, כמו גם עם מצב גופני ונפשי ירוד של אדם.
הגרף מראה שאם המתח עולה מ- 0 ל -140 וולט, ההתנגדות של הגוף יורדת מ -10,000 ל 800 אוהם. תלות לא לינארית זו באה לידי ביטוי בעקומה הראשונה. העקומה השנייה מראה כי הזרם העובר בגוף האדם עולה עם הגדלת המתח.
כמה יהיה התחשמלות תלוי בזמן שהוא נחשף לגוף. אם ההשפעה נמשכת מספר שניות, ההתנגדות של הגוף פוחתת, בהתאמה, הזרם עולה, מה שמוביל לתוצאות חמורות. אם זמן החשיפה הוא פחות מעשירית השנייה, אז הסבירות לפרפור לב מצטמצמת והסיכוי להציל חיים עולה.
מהטבלה עולה כי לצורך תוצאה חיובית, זמן החשיפה של 65 mA ב 65 V המחושב לא צריך לעלות על שנייה אחת.
אני חוזר ואומר כי בטבלת הזרמים המדורגים עבור מתחים שונים של ההתנגדות של הגוף היא מתקבלת כ 1000 אוהם, במציאות אי אפשר לחזות את גודל הזרם, שכן ההתנגדות של הגוף תלויה במספר גורמים.
מנגנון השפעת החשמל על גוף האדם הוא מורכב. זה קרה כאשר במתקנים במתח גבוה מכה קצרה של מספר אמפר לא הובילה למוות. ואילו מתח של 12-36 וולט וזרם של כמה מילי-אמפר היה קטלני לבני אדם. הסיבה היא נגע הנגרם על ידי נגיעה במוליכי החלק הפגיע ביותר בגוף: צוואר, לחי, כתף, גב כף היד.
מסקנה
אז מה הורג: זרם או מתח?
מכיוון שהזרם החשמלי הוא תנועה מסודרת של חלקיקים טעונים, והמתח הוא אחד המאפיינים של השדה החשמלי, בהשפעתו מתרחשת תנועה זו, אנו יכולים להניח שהמתח הוא ראשוני.
אבל זה הורג את הזרם החשמלי, מכיוון שהוא זה שזורם בגופו של אדם, אבל הוא לא יכול לזרום בגוף אם המתח נמוך מדי.
מסתבר משחק מילים - הוא הורג את הזרם, אך ללא מתח הזרם לא יזרום. היזהר, אל תבדוק את אמיתות הכיתוב "מתח גבוה". ואז אתה לא חושש מכל מכה, כולל מכה חשמלית.
אנו ממליצים גם לצפות בסרטון בו המחבר מדגים בבירור את נושא המאמר הזה:
חומרים קשורים:
טוען ...
