- У чому різниця між струмом і напругою?
- Вплив струму та напруги на організм
- Підбиваючи підсумки
- Відео пояснення
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Небезпека електрики не міф, гірше за те, незважаючи на загальну поінформованість про цей факт, практично кожна людина може сказати, що їй доводилося за якихось обставин відчути на власній шкурі електричний удар. Результат подібного впливу не обов'язково плачевний, проте, небезпека летального результату - це невід'ємний супутник недбалого поводження з електрикою.
Саме тому на електроустановках встановлюють попереджувальні плакати, наприклад, «Висока напруга! Небезпечно для життя! або «Не влазь! Вб'є!». У зв'язку з чим у багатьох виникає плутанина, що вбиває струм чи напруга, чого їм варто побоюватися.
У чому різниця між струмом і напругою?
Якщо розглянути фізичний процес, то електрична енергія має безліч різних характеристик, серед яких найчастіше розглядаються напруга та струм. Відразу зауважимо, що це не те саме, але обидві вони взаємопов'язані.
У кожній речовині присутня незліченна кількість дрібних атомів, в яких відбувається електромагнітна взаємодія між позитивно зарядженим ядром і негативно зарядженими електронами, що обертаються навколо ядра. У нормальному стані елементарні частинки перебувають у балансі – заряд ядра повністю компенсований зарядами електронів. Але, вплив електромагнітного поля на атоми приводить найбільш віддалені електрони в рух, і атоми виходять з рівноваги - одержують певний заряд.
Мал. 1. Будова атома
Під напругою слід розуміти різницю між двома зарядами - в одній точці енергії більше, а в іншій менше.Можна провести аналогію з судинами, що повідомляються, якщо води в одній трубці більше, а в другій менше, то при їх з'єднанні вода з першої буде перетікати в другу. Так само і з напругою - потенційно в кожній точці є певний заряд енергії, створений електромагнітним полем, але доки ці точки не з'єднаються електричним ланцюгом, заряджені частинки не почнуть спрямованого руху.
Мал. 2. Що таке напруга
Але, з появою сполучного ланцюга, напруга між двома точками призведе до спрямованого руху заряджених частинок. Це явище отримало назву електричного струму.
Залежно від особливостей джерела електричної енергії напруга та струм можуть носити:
- постійний характер - незалежно від наявності або відсутності навантаження, величина напруги не змінюється, відноситься до джерел необмеженої потужності;
- змінюватися в залежності від величини навантаження - відносяться до джерела з обмеженою потужністю, де величина напруги знижується при замиканні ланцюга;
- тимчасовий - при підключенні навантаження до джерела живлення заряд повністю розсіюється через короткий проміжок часу, це конденсатори, в деяких ситуаціях наведена напруга.
Тому струм не може протікати без наявності напруги на ділянці ланцюга, але саме струм визначає інтенсивність впливу електричної енергії на людину.
Вплив струму та напруги на організм
Щоб визначити ступінь впливу на людину, слід зазначити, що тіло є провідником електричної енергії, через який може вільно протікати електричний струм. Однак, згідно із законом Ома, сила струму на будь-якій ділянці електричного ланцюга прямо пропорційна напрузі, доданій до цієї ділянки і обернено пропорційна опору:
I=U/R;
де
- I - сила струму;
- U - величина прикладеної напруги;
- R - опір тіла людини.
Мал. 3: від чого залежить сила струму
Як можна судити з вищенаведеного виразу, чим більший омічний опір, тим менший струм, що протікає через людину. Напруга електричної мережі - величина стала і мало залежить від цього, що до неї підключено.
А ось на опір людини впливають багато факторів:
- стан шкірних покривів у місцях дотику до струмовідних частин;
- зволоженість шкіри;
- загальний фізіологічний стан організму;
- склад крові.
Крім цього проходження струму залежатиме і від складу покриття для підлоги, якщо ланцюг замкнеться через ноги. У середньому опір людини приймається рівним 1000 Ом, суха шкіра може мати опір в 100 000 Ом, але розраховувати на такий показник не варто.Якщо розглянути ситуацію, коли 220 вольт прикладено до людини з опором 1000 Ом, то удар струмом досягне 0,22А або 220 мА, а це небезпечна величина.
Щоб уявляти всю картину, потрібно знати наступне:
- при 1 - 10 мА удар електричним струмом не відчувається, людина вільно відпустить струмоведучий елемент без загрози для власного життя;
- від 15 - 50 мА вплив електрики викликає скорочення м'язів та хворобливі відчуття, самостійне звільнення людини може виявитися скрутним;
- від 50 - 100 мА вплив електричного струму зачіпає серце, тому стає небезпечним для життя;
- від 100 - 200 мА ураження електричною енергією може завдати летальної шкоди організму.
Наведені вище дані справедливі для змінного струму частотою 50 Гц, це обумовлюється наявністю амплітудних складових і пікового значення, як у позитивну, так і в негативну сторону. При постійному струмі небезпечне життя значення вважається від 300 мА і вище.
Детальніше про вплив електричного струму на організм людини було викладено в нашій статті: https://www.asutpp.ru/dejstvie-elektricheskogo-toka-na-organizm-cheloveka.html
Підбиваючи підсумки
Як бачите, струмова складова, що впливає на людину, і визначає, які ситуації вважаються небезпечними, а які ні. Але, водночас, без різниці потенціалів електричний струм взагалі протікатиме через людину не буде. Прямий тому приклад - виконання робіт під напругою, коли людина вільно стосується дротів, а смертельно небезпечна електрика не б'є. Проблема вирішується ізолюючою вставкою між землею та ногами людини, яка розриває електричний ланцюг.
Мал. 4. Робота під напругою із ізольованої вежі
Крім цього, існує цілий розряд електроустановок, які відносяться до безпечних за рахунок живлення низькою напругою. Так, потенційно безпечними можна назвати рівні не більше 42 В змінного і 100 В постійного, а всі інші відносяться до небезпечної або високої напруги.Але не випробовуйте долю, краще перестрахуватися та скористатися засобами індивідуального захисту, а в будь-якій незрозумілій ситуації утриматися від взаємодії з електроустановкою, обірваними проводами або корпусом поламаного побутового приладу, включеного до мережі.