Исследование сопротивления тела человека электрическому току

Лабораторная работа №

Тема: Исследование сопротивления тела человека электрическому току.

Цель работы: ознакомиться с факторами, влияющие на опасность поражения человека электрическим током, определить экспериментально параметры электрического тока наиболее опасные для человека, научиться пользоваться приборами для определения параметров электрического тока, измерить сопротивление различных участков тела и произвести анализ возможных поражений в цепях однофазного тока.

Приборы и оборудование: стенд для измерения сопротивления ИСТ-ОТ1.

Дата и время проведения исследования:

Теоретическая часть

Электрический ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. Такими частицами могут являться: в металлах — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях — электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость). Иногда электрическим током называют также ток смещения, возникающий в результате изменения во времени электрического поля.

Электрический ток имеет следующие проявления:

¾   нагревание проводников (не происходит в сверхпроводниках);

¾   изменение химического состава проводников (наблюдается преимущественно в электролитах);

¾   создание магнитного поля (проявляется у всех без исключения проводников).

Электрическое сопротивление тела человека - один из основных факторов, определяющих значение силы тока, проходящего через человека в момент поражения. Чем меньше сопротивление, тем больше окажется сила тока в цепи поражения при прочих равных обстоятельствах.

Сопротивление тела человека зависит от многих факторов. Оно уменьшается с увеличением силы тока и времени его прохождения, повышением приложенного напряжения, а также зависит от размера поверхности и плотности контакта с токоведущей частью, пути тока, физического и психического состояния человека, условий внешней среды. Вследствие неодинакового состава клеток кожа, кости, хрящи, связки имеют большее сопротивление, тогда как мышечная и жировая ткань, кровь, нервные волокна сравнительно малое. Верхний роговой слой кожи оказывает наибольшее сопротивление электрическому току и определяет сопротивление всего тела. При сухом, чистом, неповрежденном верхнем слое кожи электрическое сопротивление тела человека может колебаться от 3000 до 100000 Ом, а при нарушенном роговом слое (порезы, царапины, ссадины) или увлажненном, покрытом токопроводящей пылью, грязью - уменьшается в сотни раз.

Сопротивление кожи тем меньше, чем больше поверхность ее соприкосновения с электропроводами.

Снижение сопротивления кожи в зависимости от длительности протекания тока объясняется нагревом и усиливающимся потоотделением.

С увеличением приложенного напряжения »50В наступает явление пробоя верхнего слоя кожи, и сопротивление тела резко снижается.

Сопротивление тела человека электрическому току может быть изменено с помощью омметра (мегомметра); моста постоянного тока; моста переменного тока; метода вольтметра - амперметра

В расчетах защитных устройств сопротивление тела человека переменному току промышленной частоты принимают равным 6,7 кОм (1 кОм, 0,85 кОм – в зависимости от режима работы ЭУ, времени действия и назначения ЭУ) согласно ГОСТ 19.1.039-82.

Описание измерителя сопротивления ИСТ-1-ОТ

Измеритель (рис. 3.1) представляет собой регулируемый источник постоянного тока, включающего в себя приборы: микроамперметр 3 - для измерения силы тока проходящего через тело человека в пределах от 100 до 1000 мкА (1 мА), вольтметр 2 - для измерения напряжения на шаровых электродах 1.

Принципиальная схема ИСТ-1-ОТ представлена на рис.3.2. Напряжение сети 220В преобразуется трансформатором Т_Р до 22В, после чего выпрямляется посредством диодного моста Д. Выпрямленное постоянное напряжение через регулируемое сопротивление R подводится к двум шаровым электродам. Тумблер Т2 (5) обеспечивает переключение напряжения на металлический лист М(6), при этом шаровые электроды замыкаются между собой накоротко. В данном положении тумблера Т2 «ноги» производится измерение сопротивления тела человека на участке «рука - тело - ноги». В положении Т2 - «руки» электрический ток проходит по пути «рука — грудь - рука». Конденсатор С обеспечивает стабилизацию выпрямленного тока, предохранитель Пр защищает устройство от токов короткого замыкания, балластный резистор R_d ограничивает величину измерительного тока (тока проходящего через тело человека)

Рис. 3.1. Общий вид прибора ИСТ-1-ОТ

Рис. 4.2. Схема электрическая принципиальная ИСТ-1-ОТ

Практическая часть

1.     Включить прибор ИСТ-ОТ1, установить ручку «регулятор тока» в крайнее левое положение. Тумблер Т2 в положение «руки».

2.     Коснуться ладонями обеих рук, контактных шаров и установить напряжение на электродах ~ 4 В. Записать показания измерительных приборов (микроамперметра и вольтметра).

3.     Коснуться ладонями обеих рук, контактных шаров и установить напряжение на электродах ~ 10 В. Записать показания измерительных приборов (микроамперметра и вольтметра).

4.     Коснуться ладонями обеих рук, контактных шаров и установить напряжение на электродах ~ 15 В. Записать показания измерительных приборов (микроамперметра и вольтметра).

5.     Результаты измерений занести в таблицу 3.1. произвести необходимые вычисления.

6.     Пользуясь литературой заполнить таблицу 3.2. Проявление воздействия электрического тока на организм человека.

Таблица 3.1.

№	Путь тока	№ опыта	I мкА	I, А	U, В	Rh, Ом	Rh, кОм	Rh.ср, кОм
1.	Рука - рука	1.
		2.
		3.

Таблица 3.2.

Проявления воздействия электрического тока на организм человека

Ток, мА	Переменный ток	Постоянный ток
Менее 1	Не ощущается	Не ощущается
1...8	Ощущения безболезненны. Управление мышцами не утрачено. Возможно самостоятельное освобождение от контакта с частями, находящимися под напряжением	Легкий зуд
8...15	Ощущения болезненны. Управление мышцами еще не утрачено. Возможно самостоятельное освобождение от контакта с частями установки, находящимися под напряжением	Ощущение теплоты
20...50	Ощущения очень болезненны. Сильные сокращения мышц. Дыхание затруднено. Невозможно самостоятельно освободиться от контакта с частями установки, находящимися под напряжением	Сокращение мышц рук
50...100	Возможна фибрилляция сердца, немедленно приводящая к смерти	Паралич дыхания
100...200	Возникновение фибрилляции сердца, немедленно приводящей к смерти	-

Выводы по выполненной работе: 

СООТВЕТСТВИЕ САНИТАРНЫМ НОРМАМ И ПРАВИЛАМ

Список использованной литературы:

1.     Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Изд. 4-е, стереотипное. — М.: Физматлит; Изд-во МФТИ, 2004. — Т. III. Электричество. — 656 с. — ISBN 5-9221-0227-3; ISBN 5-89155-086-5..

2.     Маньков В.Д., Заграничный С.Ф. Опасность поражения человека электрическим током и порядок оказания первой помощи при несчастных случаях на производстве: Практическое руководство. – Десятое издание, испр. и дополн. – СПб.: НОУ ДПО «УМИТЦ «ЭлектроСервис», 2010 -84 с.

3.     Монахов А.Ф., Защитные меры электробезопасности в электроустановках - Год выпуска - 2008. Объем - 152 стр.