Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Проявление теплового действия электрического тока

Проявление теплового действия электрического тока

Электрический ток, как мы говорили выше, есть процесс движения зарядов в теле, между участками которого создана разность потенциалов. Однако природа «носителей заряда», т. е. тех заряженных частиц, движение которых составляет электрический ток, в разных случаях может быть совершенно различна. Наиболее простым и наглядным является тот случай, когда этими носителями являются просто небольшие заряженные крупинки вещества, например стеклянные шарики в опыте, изображенном на рис. 71. Но такие случаи очень редки и не типичны для явления электрического тока. В подавляющем большинстве случаев прохождения тока через различные тела носителями заряда являются либо ионы вещества (положительно или отрицательно заряженные молекулы или атомы), либо свободные электроны. В первом случае говорят, что вещество обладает ионной проводимостью или что механизм проводимости является ионным. Во втором случае говорят об электронной проводимости. Известны и случаи смешанной проводимости, когда носителями заряда являются и ионы и электроны одновременно.

Во всех случаях электронной и ионной проводимости перемещение отдельных электрически заряженных частиц непосредственно не наблюдается. Однако электрический ток вызывает различные явления, которые не имеют места при покоящихся зарядах, и по этим сопутствующим явлениям или признакам тока можно всегда определить наличие тока. Познакомимся с этими явлениями.

Соединим с источником тока приборы, изображенные на рис. 72. При замыкании ключей будут происходить следующие явления.

Рис. 72. Различные действия тока: а) светится электрическая лампочка накаливания; б) поворачивается перпендикулярно к проводу с током магнитная стрелка; в) выделяются водород и кислород из подкисленной воды, налитой в -образный стеклянный сосуд

1. Нить лампочки раскаляется и начинает светиться (рис. 72,а). Это значит, что ток вызывает нагревание проводника, по которому он проходит, т. е. электрический ток производит тепловое действие. Отметим, что в этом опыте нагревается не только нить, но и все остальные проводники, только менее заметно.

2. Магнитная стрелка отклоняется от первоначального положения (рис. 72,б) и остается отклоненной до тех пор, пока ключ замкнут. Электрический ток производит магнитное действие.

3. На металлических электродах 1 и 2 (рис. 72,в) выделяются газы, которые поднимаются в виде пузырьков и накапливаются в верхней части обеих половин -образного сосуда, заполненного подкисленной водой. Исследуя эти газы, можно убедиться, что на электроде, соединенном с положительным полюсом элемента, выделяется кислород, а на электроде, соединенном с отрицательным полюсом, — водород. Выпуская через краны оба газа в резиновую трубку и погружая ее конец в мыльную воду, можно наполнить смесью этих газов, так называемым гремучим газом, мыльные пузыри. При поднесении спички пузыри взрываются. Мы видим, что при прохождении электрического тока через подкисленную воду происходит разделение ее на составные части. Электрический ток производит химическое действие.

Опыт показывает, что химическое действие тока наблюдается не во всех проводниках. Электрический ток в металлах не вызывает никаких химических изменений. Наоборот, в растворах серной кислоты, поваренной соли, селитры и во многих других веществах ток вызывает выделение составных частей. Поэтому принято делить все проводники на две группы: проводники первого рода, в которых электрический ток не вызывает химических действий (к ним относятся все металлы, а также уголь), и проводники второго рода, которые под действием электрического тока разделяются на составные части. Проводники второго рода называют еще электролитами, а само явление разложения вещества током – электролизом (от греческого слова «лио» — разлагаю).

Нагревание проводников при прохождении через них данного тока может быть больше или меньше в зависимости от свойств проводника. В нашем опыте нить лампочки сильно накаливается (свыше 1500°С), а другие провода той же цепи нагреваются чуть заметным образом. Некоторые вещества (например, свинец) можно привести в такое состояние (получившее название сверхпроводящего), при котором они практически совсем не нагреваются током (§ 49). Таким образом, и тепловое, действие тока проявляется в зависимости от свойств проводника.

Читайте так же:
Тепловое свойство тока это

Магнитное же действие тока проявляется всегда, независимо от свойств проводников; магнитная стрелка, поставленная параллельно с любым проводником (рис. 73), по которому идет ток определенной силы, всегда испытывает отклонение независимо от свойств проводника. Поэтому магнитное действие тока следует рассматривать как наиболее характерное проявление тока. Отмечая это, Фарадей говорил: «Нет действия, более характерного для электрического тока».

Рис. 73. Действие электрического тока на магнитную стрелку не зависит от свойств проводника, по которому течет ток. Ток, создаваемый батареей гальванических элементов Б, при замкнутом ключе Кл проходит через твердый (проволока 1), жидкий (раствор проводящей жидкости 2) и газообразный (трубка с разреженным газом 3) проводники, вызывая около каждого из них отклонение магнитной стрелки. Стрелка устанавливается перпендикулярно к проводнику

Действие электрического тока на человека

электрический ток и его действие на человекаФакт действия электрического тока на человека был установлен в последней четверти XVIII века. Опасность этого действия впервые установил изобретатель электрохимического высоковольтного источника напряжения В. В. Петров. Описание первых промышленных электротравм появилось значительно позже: в 1863 г. — от постоянного тока и в 1882 г. — от переменного.

Электрический ток, электротравмы и электротравматизм

Под электротравмой понимают травму, вызванную действием электрического тока или электрической дуги .

Электротравматизм характеризуют такие особенности: защитная реакция организма появляется только после попадания человека под напряжение, т. е. когда электрический ток уже протекает через его организм; электрический ток действует не только в местах контактов с телом человека и на пути прохождения через организм, но и вызывает рефлекторное действие, проявляющееся в нарушении нормальной деятельности сердечно-сосудистой и нервной системы, дыхания и т. д. Электротравму человек может получить как при непосредственном контакте с токоведущими частями, так и при поражении напряжением прикосновения или шага, через электрическую дугу.

электрический ток и его действие на человекаЭлектротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым, и особенно летальным, исходом занимает одно из первых мест. Наибольшее число электротравм (60—70 %) происходит при работе на электроустановках напряжением до 1000 В. Это объясняется широким распространением таких электроустановок и сравнительно низким уровнем электротехнической подготовки лиц, эксплуатирующих их. Электроустановок напряжением свыше 1000 В в эксплуатации значительно меньше, и обслуживает их специально обученный персонал, что и обусловливает меньшее количество электротравм.

Причины поражения человека электрическим током

Причины поражения человека электрическим токомПричины поражения человека электрическим током следующие: прикосновение к неизолированным токоведущим частям; к металлическим частям оборудования, оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции; к неметаллическим предметам, оказавшимся под напряжением; поражение током напряжения шага и через дугу.

Виды поражений человека электрическим током

Электрический ток , протекающий через организм человека, воздействует на него термически, электролитически и биологически. Термическое действие характеризуется нагревом тканей, вплоть до ожогов; электролитическое — разложением органических жидкостей, в том числе и крови; биологическое действие электрического тока проявляется в нарушении биоэлектрических процессов и сопровождается раздражением и возбуждением живых тканей и сокращением мышц.

Различают два вида поражения организма электрическим током: электрические травмы и электрические удары.

Электрические травмы — это местные поражения тканей и органов: электрические ожоги, электрические знаки и электрометаллизация кожи.

Электрические ожоги возникают в результате нагрева тканей человека протекающим через него электрическим током силой более 1 А. Ожоги могут быть поверхностные, когда поражаются кожные покровы, и внутренние — при поражении глубоколежащих тканей тела. По условиям возникновения различают контактные, дуговые и смешанные ожоги.

Читайте так же:
Какому закону подчиняется тепловое действие электрического тока

Электрические знаки представляют собой пятна серого или бледно-желтого цвета в виде мозоли на поверхности кожи в месте контакта с токоведущими частями. Электрические знаки, как правило, безболезненны и с течением времени сходят.

Как электрический ток действует на человека

Электрометаллизация кожи — это пропитывание поверхности кожи частицами металла при его разбрызгивании или испарении под действием электрического тока. Пораженный участок кожи имеет шероховатую поверхность, окраска которой определяется цветом соединений металла, попавшего на кожу. Электрометаллизация кожи не представляет собой опасности и с течением времени исчезает, как и электрические знаки. Большую опасность представляет металлизация глаз.

К электрическим травмам, кроме того, относятся механические повреждения в результате непроизвольных судорожных сокращений мышц при протекании тока (разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервов, вывихи суставов, переломы костей), а также электроофтальмия — воспаление глаз в результате действия ультрафиолетовых лучей электрической дуги.

Как электрический ток действует на человекаЭлектрический удар представляет собой возбуждение живых тканей электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц. По исходу электрические удары условно разделяют на пять групп: без потери сознания; с потерей сознания, но без нарушения сердечной деятельности и дыхания; с потерей сознания и нарушением сердечной деятельности или дыхания; клиническая смерть и электрический шок.

Клиническая, или «мнимая», смерть — это переходное состояние от жизни к смерти. В состоянии клинической смерти сердечная деятельность прекращается и дыхание останавливается. Длительность клинической смерти 6. 8 мин. По истечении этого времени происходит гибель клеток коры головного мозга, жизнь угасает и наступает необратимая биологическая смерть. Признаки клинической смерти: остановка или фибрилляция сердца (и, как следствие, отсутствие пульса), отсутствие дыхания, кожный покров синеватый, зрачки глаз резко расширены из-за кислородного голодания коры головного мозга и не реагируют на свет.

Электрический шок — это тяжелая нервнорефлекторная реакция организма на раздражение электрическим током. При шоке возникают глубокие расстройства дыхания, кровообращения, нервной системы и других систем организма. Сразу после действия тока наступает фаза возбуждения организма: появляется реакция на боль, повышается артериальное давление и др. Затем наступает фаза торможения: истощается нервная система, снижается артериальное давление, ослабевает дыхание, падает и учащается пульс, возникает состояние депрессии. Шоковое состояние может длиться от нескольких десятков минут до суток, а затем может наступить выздоровление или биологическая смерть.

Пороговые значения электрического тока

Электрический ток различной силы оказывает различное действие на человека. Выделены пороговые значения электрического тока: пороговый ощутимый ток — 0,6. 1,5 мА при переменном токе частотой 50 Гц и 5. 7 мА при постоянном токе; пороговый неотпускающий ток (ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник) — 10. 15 мА при 50 Гц и 50. 80 мА при постоянном токе; пороговый фибрилляционный ток (ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца) — 100 мА при 50 Гц и 300 мА при постоянном электрическом токе.

От чего зависит степень действия электрического тока на организм человека

Исход поражения также зависит от длительности протекания тока через человека. С увеличением длительности нахождения человека под напряжением эта опасность увеличивается.

Индивидуальные особенности организма человека значительно влияют на исход поражения при электротравмах. Например, неотпускающий ток для одних людей может быть пороговым ощутимым для других. Характер действия тока одной и той же силы зависит от массы человека и его физического развития. Установлено, что для женщин пороговые значения тока примерно в 1,5 раза ниже, чем для мужчин.

Степень действия тока зависит от состояния нервной системы и всего организма. Так, в состоянии возбуждения нервной системы, депрессии, болезни (особенно болезней кожи, сердечно-сосудистой системы, нервной системы и др.) и опьянения люди более чувствительны к протекающему через них току.

Читайте так же:
Пробил провод теплого пола

Значительную роль играет и «фактор внимания». Если человек подготовлен к электрическому удару, то степень опасности резко снижается, в то время как неожиданный удар приводит к более тяжелым последствиям.

Существенно влияет на исход поражения путь тока через тело человека. Опасность поражения особенно велика, если ток, проходя через жизненно важные органы — сердце, легкие, головной мозг, — действует непосредственно на эти органы. Если ток не проходит через эти органы, то его действие на них только рефлекторное и вероятность поражения меньше. Установлены наиболее часто встречающиеся пути тока через человека, так называемые «петли тока». В большинстве случаев цепь тока через человека возникает по пути правая рука — ноги. Однако утрату трудоспособности более чем на три рабочих дня вызывает протекание тока по пути рука — рука — 40 %, путь тока правая рука — ноги — 20 %, левая рука — ноги — 17 %, остальные пути встречаются реже.

Что опаснее — переменный или постоянный электрический ток?

Опасность переменного тока зависит от частоты этого тока. Исследованиями установлено, что токи в диапазоне от 10 до 500 Гц практически одинаково опасны. С дальнейшим увеличением частоты значения пороговых токов повышаются. Заметное снижение опасности поражения человека электрическим током наблюдается при частотах более 1000 Гц.

Постоянный ток менее опасен и пороговые значения его в 3 — 4 раза выше, чем переменного тока частотой 50 Гц. Однако при разрыве цепи постоянного тока ниже порогового ощутимого возникают резкие болевые ощущения, вызываемые током переходного процесса. Положение о меньшей опасности постоянного тока по сравнению с переменным справедливо при напряжениях до 400 В. В диапазоне 400. 600 В опасности постоянного и переменного тока частотой 50 Гц практически одинаковы, а с дальнейшим увеличением напряжения относительная опасность постоянного тока увеличивается. Это объясняется физиологическими процессами действия на живую клетку.

Следовательно, действие электрического тока на организм человека многообразно и зависит от многих факторов.

Как воздействует электрический ток на организм человека

Электрический ток имеет исключительно разрушительное воздействие на системы организма человека. Существует масса нюансов, которые связаны с работой, воздействием на человека и безопасностью работника. Если случилась неприятность, связанная с электричеством, нужно готовиться к сложным последствиям, которые могут проявиться через несколько лет после происшествия.

Какие причины влияют на последствия после удара током

Есть несколько маршрутов движения тока по телу. В зависимости от этой схемы и определяется электрокардиограмма, которая определяет печать коронарной недостаточности, а морфологические исследования показывают наличие признака инфаркта миокарда.

Воздействие тока

Обратите внимание! Такие данные подтверждены многочисленными клиническими наблюдениями и анализами.

Человек, который перенес электротравму, даже при условии нормального самочувствия, не может быть оставлен без медицинского наблюдения. Пострадавший должен быть госпитализирован на 3-е суток под категорией «потенциально тяжелобольной».

Нарушение работы систем организма

Даже после давнего случая были случаи, когда у пострадавшего начинал развиваться диабет, заболевание щитовидки и половой системы. Также могут возникнуть болезни-аллергии, стойкие негативные изменения в работе сердечно-сосудистой системы и вегетативно-эндокринные расстройства.

В истории зафиксированы случаи запоздалых осложнений. В основном это были проблемы с психикой (шизофрения, психоневрозы). На протяжении нескольких лет (месяцев) после случая у некоторых людей развивались катаракты. У потерпевших, которые побывали в электрической цепи, часто возникают неожиданные кровотечения еще в момент лечения.

У людей, работа которых сопряжена с электрическим током, наблюдается развитие таких хронических заболеваний:

  • Сверх ранний артериосклероз.
  • Эндартериит.
  • Расстройства вегетативной системы.
Читайте так же:
Автоматический выключатель 80а с регулируемой тепловой защитой

Последствия старых электротравм в большем количестве случаев проявляются через много лет с момента происшествия. Получается, что действие электротока не бесследно. Это зачастую ведет к понижению трудоспособности, угнетению функций организма, приобретению хронических заболеваний. Такая сущность воздействия электрического тока на организм человека имеет статистические показания. В первый месяц у 30 % пострадавших уже происходит проявление результатов, у 15 % это происходит через полгода.

Биологическое и механическое воздействия

Степень поражения может быть разной и накладывает свой отпечаток на живые ткани. Ток может оставлять термический, электролитический, механический и биологический «отпечаток». Обычно выделяют именно последние 2-е категории.

Механическое, или как его еще называют динамическое, влияние электротока определяется расслоением и разрывом разных тканей. Этому подвержена в основном мышечная и легочная ткань, стенки сосудов кровеносной системы. Это случается под действием электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой тканевой жидкости и крови.

Механическое проявление удара током

Биологическое воздействие электрического тока на организм человека можно понять по активизации живых тканей, смене их функциональности. Дополнительно происходит нарушение внутренних биоэлектрических процессов, которые до этого момента протекали в нормальном режиме. Эта работа напрямую действует на жизнеспособные функции. Биологическое воздействие тока в этой интерпретации считается весьма опасным типом.

Дополнительная информация! Определение типа воздействия может помочь в процессе лечения.

Термическое — выдает себя ожогами на определенных участках тела. Происходит нагрев кровеносных сосудов до очень высоких температур, нервных окончаний, сердца, мозга и остальных органов. Такой перегрев вызывает в тканях серьезные расстройства их функций. Происходит разложение органической жидкости, а именно лимфы, крови, клеточной жидкости.

Термическое поражение

Это сопровождается значительными нарушениями в жидкостях организма, его физических свойств. Многие изменения приходятся на химический состав.

Виды действия

Тело — это замечательный проводник для тока. При этом разные ткани тела оказывают неодинаковое сопротивление. На этот показатель влияют многие факторы: возраст человека, влажность и жирность кожи, рост, вес, пол. Дополнительными, а именно переменными фактора, является окружающая среда, настроение, количество воды в организме, состояние иммунной системы.

Сила тока является значимым фактором. Действие тока на организм человека определяется спектром силы тока:

  • от 0,5 до 1,5 мА;
  • 15 мА;
  • более 25 мА.

В каждом из случаев проявляются свои последствия.

Электротоком силой от 0,5 до 1,5 мА

Человек точно будет ощущать воздействие проходящего тока, если его сила составляет 0,6-1,5 мА. Этот показатель определяется пороговым ощутимым типом. Он не представляет значимой опасности. Человек без помощи посторонних может прервать контакт с источником электротока.

Незначительные показатели

Это незначительное действие электрического тока, которое проявляется легким покалыванием или пощипыванием.

Силой в 15 мА

При силе тока 10-15 мА человек уже не в состоянии оторвать руку от электропроводов, разорвать цепь. Такой ток условно называют «неотпускающим». Эта величина провоцирует сокращение мышц кисти руки и предплечья. Болезненные ощущения значительные. В результате, пострадавший не может отбросить провод. От продолжительности такого действия могут произойти изменения в организме.

Силой выше 25 мА

Сила тока в 50 мА провоцирует поражение органов дыхания и системы кровообращения. При 100 мА наступает фибрилляция сердца — орган останавливает свою работу, кровообращение прекращается.

Электрический ток

Электролитическое действие тока на организм человека выражается в форме резкой остановки сердца, паралича дыхания.

Какие бывают электротравмы

Условно можно поделить на 2-е категории — местные и общие. Местные — это явное выраженное местное нарушение целостности мягких тканей, костных тканей. Это происходит в результате действия электричества или электрической дуги. Такие травмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Смерть — редкий случай.

Читайте так же:
Тепловое действие тока это формула

Характерные местные типы повреждений, которые возникают по причине неосторожного обращения:

  • электроожоги (несколько степеней);
  • электрические знаки;
  • металлизация кожи;
  • механические повреждения (несколько видов);
  • электроофтальмия;
  • смешанный вариант.

Электроожог — самая распространенная электротравма, которую условно можно разделить на 2-а вида: токовый и дуговой. Характеризуются несколькими степенями:

  • 1 степень — покраснение кожи.
  • 2 степень — образование пузырей.
  • 3 степень — омертвление всей толщи кожи.
  • 4 степень — обугливание тканей.

Электрический знак — выглядит, как пятно серого или бледно-желтого цвета. Пораженный участок кожи становится грубым — омертвление участка.

Механическое повреждение появляется в результате непроизвольных судорог или падения. Может проявляться в виде разорванных сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани.

Электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей. Выявляется через 3–9 часов после облучения.

Электроудар — перевозбуждение тканевого покрова тела, органов из-за протекания заряженных частиц. Выглядит, как непроизвольное судорожное сокращение мышц тела.

Электрошок — опасная реакция, которая возникает рефлекторно, на чрезмерное раздражение электротоком. В большинстве вся нагрузка приходится на нервную систему. Дополнительно вызывает проблемы с кровообращением, дыханием, обменом веществ. Состояние может удерживаться от 10 минут до 24 часов. Значительно сказывается на психическом здоровье.

Пример электротравмы

Разнообразие электротравм настолько велико, а их классификация такая сложная, что не каждый специалист может сразу их определить.

Как оказать первую медицинскую помощь

Электролитическое действие тока может проявляться в каком угодно виде, но оказывать первую медицинскую помощь в таких случаях должен уметь каждый. Помощь может спасти жизнь человека.

Перевязка при незначительных травмах

Алгоритм предварительных действий:

  1. Сделать звонок в скорую помощь.
  2. При возможности, обесточить электроустановку — нужно максимально быстро остановить действие электротока на человека.
  3. Установка может обесточиться методом обрезания кабеля.
  4. Оттянуть потерпевшего подальше от того места, где все еще работает электроустановка.
  5. Под упавшего в обязательном порядке рекомендуется уложить сухую доску или фанерную основу (нужно учитывать внешние условия).
  6. Проверить присутствует ли пульс. Замеры произвести на запястье и шее.
  7. Посмотреть на состояние зрачков: слишком большие зрачки точно укажут на ухудшение кровоснабжения мозга.

Как же помочь человеку так, чтобы спасти жизнь и не усугубить ситуацию:

  1. Обеспечить покой. Желательно выбрать удобное для человека положение тела. При этом стоит учитывать особенность расположения травм.
  2. Нужно в обязательном порядке проверить проходимость дыхательных путей. Во рту может скопиться слизь или кровь. Нужно убрать инородную жидкость.
  3. Нужно с постоянной периодичностью контролировать дыхательную функцию и пульс. При необходимости (нет признаков жизнедеятельности, остановилось дыхание) нужно делать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.
  4. При наличии механических повреждений тела и его покровов требуется остановить кровь, наложить повязку или шину.

Продолжать воздействовать до того момента, пока не приедет скорая помощь.

Меры безопасности

Чтобы не пострадать от электрического тока, нужно придерживаться мер безопасности. Достаточно учитывать самые простые правила эксплуатации электрических приборов на бытовом уровне. Не стоит испытывать судьбу и применять средства индивидуальной защиты при работе с электрическими проводами — резиновые перчатки, изолирующий коврик под ноги. Но лучше всего прекратить подачу электротока, выключив источник.

Средства защиты

Электроток — это не только помощник, но и постоянная угроза для существования. Жертвой «друга человечества» может стать каждый. Важно придерживаться правил использования этого ресурса, так как действие электротока на организм весьма негативное и часто приводит к летальному исходу. Важно знать возможные проявления и влияния на тело и его системы при разных условиях.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector