Одним из основных факторов, решающих исход поражения человека электрическим током, является сопротивление самого человека. Это становится понятно, как только мы вспомним закон Ома, из которого следует, что чем больше сопротивление, тем меньше будет ток. Следовательно, зная сопротивление тела человека и напряжение прикосновения, можно будет вычислить ток, который будет протекать через него, тем самым можно будет прогнозировать последствия при прикосновении человека. В настоящее время для расчетов электроустановок сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом, хотя в действительности оно достигает порядка 100 000 Ом. Так откуда такой разброс? Давайте разберемся.
Сопротивление тела человека в основном можно разделить на две составляющие: это сопротивление кожи (эпидермиса) и внутренних органов человека.
Сопротивление кожи человека
Кожа у человека обладает наибольшим значением сопротивления по отношению к остальному телу. Сопротивление кожи достигает значения от 100 000 до 1 000 000 Ом. Весьма большие значения, учитывая, что в технических документах сопротивление всего человека принимают равным 1 000 Ом. Для того чтобы понять, откуда такая разница, нужно для начала вспомнить строение наружного покрова человека (кожи). Кожа состоит из двух основных слоев: наружного — эпидермиса и внутреннего — дермы.эпидермиса и внутреннего - дермы.
Наружный слой кожи — эпидермис, в свою очередь, имеет несколько слоев, из которых верхний, самый толстый, называется роговым.
Роговой слой состоит из многих рядов омертвевших ороговевших клеток; он лишен кровеносных сосудов и нервов и является поэтому слоем неживой ткани. На разных участках тела роговой слой имеет толщину от 0,05 до 0,2 мм; на ладонях и подошвах, утолщаясь, он может образовать мозоли, т.е. иметь значительную толщину.
Роговой слой обладает относительно высокой механической прочностью, плохо проводит тепло и электричество и служит как бы защитной оболочкой, покрывающей все тело человека.
Другие слои эпидермиса, лежащие под роговым слоем и образованные в основном из живых клеток, можно условно объединить в один так называемый ростковый слой.
В основании росткового слоя непрерывно происходит деление и развитие новых живых клеток, а вверху - ороговение и отмирание клеток, которые при этом изменяют свою форму, уплотняются, пропитываются особым белковым веществом и становятся клетками рогового слоя, восполняя постоянно слущивающиеся с поверхности кожи мертвые клетки.
Электрическое сопротивление росткового слоя благодаря наличию в нем отмирающих и находящихся в стадии ороговения клеток может в несколько раз превышать сопротивление нижнего слоя кожи и внутренних тканей организма, хотя по сравнению с сопротивлением рогового слоя оно невелико.
Внутренний слой кожи — дерма — состоит из прочных волокон, переплетающихся между собой и образующих густую сеть, которая и служит основой всей кожи. Между этими волокнами находятся кровеносные сосуды, нервы и корни волос. Здесь же расположены потовые и сальные железы, выводные протоки которых выходят на поверхность кожи, пронизывая эпидермис. Электрическое сопротивление дермы незначительно, оно во много раз меньше сопротивления рогового слоя.
Как думаю, стало понятно, хоть кожа и имеет наибольшее сопротивление в сравнении с другими тканями организма, но значение сопротивления сильно разнится в зависимости от слоя это кожи. Почему так, можно понять, разобравшись с сопротивлением внутренних органов человека.
Сопротивление внутренних органов человека
Сопротивление внутренних органов человека сильно разнится вследствие неодинакового состава тканей. Так, кости и жировая прослойка имеют относительно большее сопротивление, тогда как мышечная ткань, лимфа, кровь и особенно спинной мозг и нервные волокна — малое. Если человеку удалить полностью верхний слой кожи (эпидермис), то сопротивление внутренних органов будет всего 500–700 Ом, а если полностью удалить кожу, то сопротивление составит всего лишь 300–500 Ом.
Такое низкое значение сопротивления внутренних органов по отношению к коже обусловлено тем, что в среднем тело человека на 60% состоит из воды. Разумеется, что под этим понимается не чистая вода, а разные водные составляющие, такие как кровь или лимфа, которые ввиду большого количества в них органических веществ, в частности минералов и солей, очень сильно повышают проводимость внутренних органов, что ведет к снижению сопротивления тела человека.
Лимфа — бесцветная жидкость, вырабатываемая из крови и циркулирующая в организме по лимфатической системе, заполняющая межклеточное пространство и являющаяся питательной средой для клеток.
Стоит отметить что в основном данные значения справедливы при лабораторных измерениях, в действительных условиях сопротивление тела человека не является постоянной величиной, оно зависит от ряда факторов которые как правило снижают значение сопротивления тела человека.
Факторы влияющие на сопротивление тела человека
Состояние кожи сильно влияет на величину сопротивления тела человека. Так, повреждение рогового слоя, в том числе порезы, царапины, ссадины и другие микротравмы, могут снизить сопротивление тела до значения, близкого к значению его внутреннего сопротивления, т. е. до 500–700 Ом, что безусловно увеличивает опасность поражения человека током.
Такое же влияние оказывает и увлажнение кожи водой или за счет пота. Влага, как правило, не проникает вглубь кожи, поскольку здоровая, неповрежденная кожа непроницаема для жидкости. Однако, заполняя углубления на коже и пространства между отслаивающимися чешуйками эпидермиса, влага создает токопроводящие мостики на отдельных участках кожи и повышает тем самым ее проводимость. При длительном увлажнении наружный слой кожи разрыхляется, насыщается влагой и продуктами потовыделения, в результате чего сопротивление его почти полностью утрачивается.
Таким образом, работа с электроустановками сырыми руками или в условиях, вызывающих увлажнение каких- либо участков кожи, а также при повышенной температуре воздуха или при других условиях, вызывающих усиленное потовыделение, усугубляет опасность поражения человека током.
Загрязнение кожи различными веществами и в особенности хорошо проводящими электрический ток (металлическая или угольная пыль, окалина и т.п.) сопровождается снижением ее сопротивления.
Так же на сопротивление тела оказывает влияние площадь контактов, а также место их приложения, так как у одного и того же человека сопротивление кожи неодинаково на разных участках тела.
Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладоней и в особенности на стороне обращенной к туловищу, подмышечных в падинах, тыльной стороны ладоней и др.
Загрубевшая, мозолистая кожа ладоней и подошв, несмотря на наличие в этих местах большого количества потовых желез, имеет сопротивление, во много раз превышающее сопротивление кожи других участков тела. В частности, сопротивление кожи ладони обычно в 2-3 раза и более превышает сопротивление кожи ее тыльной стороны и в 20-50 раз сопротивление кожи лица.
Значение тока и длительность его прохождения через тело человека оказывают непосредственное влияние на сопротивление тела: с увеличением тока и времени его прохождения сопротивление падает, поскольку при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению ее сосудов, а следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потоотделения.
С ростом напряжения, приложенного к телу человека, происходит уменьшение в десятки раз сопротивления кожи, а следовательно, и сопротивления тела в целом, которое приближается к сопротивлению внутренних тканей тела, т.е. к своему наименьшему значению 300-500 Ом. Это можно объяснить электрическим пробоем рогового слоя кожи, который происходит при напряжении 50-200 В, увеличением тока, проходящего через кожу (за счет повышения приложенного напряжения).
Заключение
Исходя из вышесказанного можно сделать вывод что сопротивление тела человека в реальных условиях может быть как и выше принимаемых 1 000 Ом, так и ниже в зависимости от факторов которым подвержен человек в момент прикосновения к токоведущим частям. В идеальных условиях сопротивление тела человека хоть и достигает высоких значений и способно снизить ток проходящий через тело человеко до безопасных значений, ошибочно будет думать что случайное (или специальное, у кого как) прикосновение к токоведущим частям не будет иметь негативных последствий. Любой ток оказывает влияние на организм, что может привести к нежелательным последствия.
Подписывайтесь на канал, там еще много интересного материала, ну и конечно же ставьте лайки.