АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Теоретическая часть. Степень воздействия электрического тока на организм человека зависит в основном от следующих факторов:

Читайте также:
  1. I ЧАСТЬ
  2. I. Организационная часть.
  3. II ЧАСТЬ
  4. III ЧАСТЬ
  5. III часть Menuetto Allegretto. Сложная трехчастная форма da capo с трио.
  6. III. Творческая часть. Страницы семейной славы: к 75-летию Победы в Великой войне.
  7. N-мерное векторное пространство действительных чисел. Компьютерная часть
  8. N-мерное векторное пространство действительных чисел. Математическая часть
  9. New Project in ISE (left top part) – окно нового проекта – левая верхняя часть окна.
  10. SCADA как часть системы автоматического управления
  11. XIV. Безмерное счастье и бесконечное горе
  12. А) та часть выручки, которая остается на покрытие постоянных затрат и формирование прибыли

 

Степень воздействия электрического тока на организм человека зависит в основном от следующих факторов:

– от величины электрического тока, А;

– длительности воздействия тока, с;

– пути протекания;

– рода и частоты тока, Гц.

Величина тока в электрической цепи определяется сопротивлением этой цепи и приложенным напряжением. Сопротивление тела человека является специфическим, так как различные ткани тела имеют различное электрическое сопротивление (табл. 3.1).

 

Таблица 3.1

 

Удельное объемное электрическое сопротивление тканей

человеческого организма, Ом · м

 

Наименование ткани Удельное сопротивление, Ом·м
Кожа сухая 3·104 – 2·105
Кости (без надкостницы) 104 – 2·105
Жировая ткань 300 – 600
Мышечная ткань 15,0 – 30,0
Кровь 10,0 – 20,0
Спинномозговая жидкость 5,0 – 6,0

 

Как видно из табл. 3.1, кожа обладает наибольшим сопротивлением, что является главным фактором определяющим сопротивление всего тела человека.

Наружный слой кожи, расположенный между электродом и хорошо проводящей внутренней областью кожи (рис. 1), можно представить в виде несовершенного конденсатора С. Величина удельной емкости этого конденсатора колеблется в пределах (0,0047... 0,0152)·10-4 мкФ/м2 в зависимости от толщины наружного слоя кожи (эпидермиса) и его относительной диэлектрической проницаемости.

Электрическую схему замещения наружного слоя кожи и всего тела человека по пути протекания тока «рука–рука» с учетом активного сопротивления слоя кожи r Н и внутреннего сопротивлений живых тканей организма r В можно представить в виде схемы (рис. 2).

Из схемы видно, что ток в наружном слое кожи протекает по путям: через активное сопротивление r Н и емкость наружного слоя СН.

Тело человека в электрической цепи не может рассматриваться как простой физический проводник. При протекании электрического тока в теле человека проходят сложные биофизические процессы, которые значительно сложнее процессов при протекании тока в электролитах, металлах и полупроводниках. Однако при определенных допущениях емкость наружного слоя кожи и его активное сопротивление можно определить по следующим формулам

 

; , (1)

 

Где d – толщина наружного слоя, м;

S – поверхность сопротивления электрода, м2;

Е – относительная диэлектрическая проницаемость наружного слоя кожи;

р – удельное сопротивление этого слоя, Ом·м.

 

Активное сопротивление r Н и емкость СН составляют полное сопротивление наружного слоя кожи z Н. Внутреннее сопротивление зависит от пути протекания тока (рис. 3) и может колебаться в пределах 300….800 Ом. Исследования, проведенные в МИИТе, определили средние значения этих сопротивлений. Значения переведены в табл. 3.2.

Если поверхности электродов одинаковы и условия их наложения симметричны, то для случая прохождения тока по пути «рука-рука» сопротивления будут равны, и полное сопротивление тела человека может быть выражено:

 

. (2)

 

 

 

 

 

Рис. 1. Схема замещения

 

 

 

Рис. 2. Пути протекания тока через тело человека

 

Таблица 3.2

 

Средние значение внутренних сопротивлений тела человека

 

Путь тока r В,Ом
Рука – рука  
Рука ноги  
Руки – ноги  
Нога – нога  

Модуль полного сопротивления тела человека в этом случае можно выразить формулой:

 

(3)

 

Из формулы (3) видно, что с возрастанием ω модуль сопротивления уменьшается, так как при ω = 2 πƒ → ∞, z → r B.

На частоте порядка 10 – 20 кГц полное сопротивление наружного слоя кожи мало и его можно принять с некоторыми допущениями равным 0, т. е. при f = 10 – 20 кГц полное сопротивление тела человека равно внутреннему сопротивлению, т. е. z = rB Ом.

Величину полного сопротивления тела человека при постоянном токе r0 можно найти методом линейной экстраполяции значений сопротивлений тела человека, полученных экспериментально при низких частотах 0 – 50 Гц.

Величина полного сопротивления наружного слоя кожи может быть определена

, (4)

 

Преобразуя эти выражения, получим формулу для расчета величины емкости С Н наружного слоя кожи

 

(5)

 

где r H – активное сопротивление наружного слоя кожи, Ом;

z H – полное сопротивление наружного слоя, Ом на частоте ω

ω – круговая частота.

 

Приведенные соотношения 1 – 5 справедливы при напряжениях ниже 50 В. При больших напряжениях проявляется несовершенство емкостного сопротивления, оно пробивается и при напряжениях 150 – 200 В, не оказывает влияния на полное сопротивление тела.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)