Электрическое сопротивление тела человека

Тело человека является проводником электрического тока. При этом разные ткани тела по-разному проводят ток: одни лучше, другие хуже. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, удельное объёмное сопротивление которой достигает 3 - 20 тыс. Ом* м.

Другие ткани, в том числе мышечная и жировая, спинной и головной мозг, а также кровь имеют по сравнению с кожей весьма малое сопротивление. В результате сопротивление тела человека определяется главным образом сопротивлением кожи.

Наружный слой кожи - эпидермис в свою очередь имеет несколько слоёв, из которых верхний самый толстый называется роговым.

Роговой слой состоит из многих рядов омертвевших ороговевших клеток; он лишён кровеносных сосудов и нервов и является поэтому слоем неживой ткани. На разных участках тела роговой слой имеет толщину от 6,05 до 0,2 мм; на ладонях и подошвах, утолщаясь, он может образовывать 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. В сухом и незагрязнённом состоянии роговой слой можно рассматривать как диэлектрик: его удельное объёмное сопротивление достигает 10⁵-10⁶ Ом*м, т. е. в тысячи раз превышает сопротивление других слоёв кожи и внутренних тканей организма.

Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповреждённой коже, измеренное при напряжении до 15-20В, колеблется в пределах примерно от 3000 до 100000 Ом, а иногда и более. Если на участках кожи, где прикладываются электроды, соскоблить роговой слой, сопротивление тела упадёт до 1000-5000 Ом, а при удалении всего верхнего слоя кожи (эпидермиса) - до 500-700 Ом. Если же под электродами полностью удалить кожу, то будет измерено сопротивление внутренних тканей тела, которое составит всего лишь 300-500 Ом.

Сопротивление тела человека, т. е. сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверхность тела, можно условно считать состоящим из трёх последовательно включённых сопротивлений: двух одинаковых сопротивлений наружного слоя кожи, т. е. эпидермиса (которые в совокупности составляют так называемое наружное сопротивление тела человека), и одного, называемого внутренним сопротивлением тела, которое включает в себя два сопротивления внутреннего слоя кожи, т. е. дермы и сопротивление внутренних тканей тела (рис. 7а).

Схема измерения сопротивления тела человека

1 - роговой слой; 2 - ростковый слой; 3 - подкожная жировая клетчатка; 4 - потовые железы; 5 - сальные железы; 6 - волос; 7 - кровеносные сосуды; 8 - чувствительные нервные окончания.

Наружное сопротивление тела состоит из двух параллельно включённых сопротивлений активнoгo R и eмкocтнoгo , которое обусловлено тем, что в месте прикосновения токоведущих частей (электродов) к телу человека образуются как бы конденсаторы с некоторой ёмкостью Сп (рис. 7, б).

Обкладками каждого из этих конденсаторов являются токоведущая часть и хорошо проводящие ток ткани тела человека, лежащие под наружным слоем кожи, а диэлектриком, разделяющим обкладки, - этот слой (эпидермис).

внутреннее сопротивление тела считается чисто активным Rh . Его величина зависит от длины и поперечного сечения участка тела, по которому проходит ток, и составляет примерно 500 - 700 Ом.

Эквивалентные схемы сопротивления тела человека показаны на рис. 7б и в.

Полное сопротивление тела человека

В практике обычно пренебрегают ёмкостью C_h , которая, как правило, незначительна, и считают сопротивление тела человека чисто активным и неизменным, равным

R_h = 1000OM.

В действительных условиях сопротивление тела человека не является постоянной величиной; оно зависит от ряда факторов, в том числе от состояния кожи, параметров электрической цепи физиологических факторов, состояния окружающей среды и др.

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 счёт пота. Влага, как правило, не проникает в глубь кожи, поскольку здоровая, неповреждённая кожа непроницаема для жидкости. Однако, заполняя углубления на коже и пространства между отслаивающимися чешуйками эпидермиса, влага создаёт токопроводящие мостики на отдельных участках кожи и повышает тем самым ею проводимость. При длительном увлажнении наружный слои кожи разрыхляется, насыщается влагой и продуктами потовыделения, в результате чего сопротивление eгo 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. 3агрязнение кожи различными веществами и в особенности хорошо проводящими электрический ток (металлическая или угольная пыль, окалина и т. п.) сопровождается снижением ее сопротивления.

Таким образом, токарь по металлу, шахтёр и лица других специальностей, у которых руки загрязняются токопроводящей пылью и грязью, подвержены большей опасности поражения током.

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, обращённой к туловищу, подмышечных впадин, тыльной стороны ладоней и др.

3агрубевшая, мозолистая кожа ладоней и подошв, несмотря на наличие в этих местах большого количества потовых желёз, 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.

Естественно, чем меньше сопротивление кожи, а следовательно, тела в целом, тем больший ток проходит через человека и тем опаснее исход поражения его током. Данное обстоятельство нередко приходится учитывать в практической деятельности. Например, при работе под напряжением на воздушной линии 127 - 380 В (по исправлению уличного освещения, замене перегоревшего предохранителя на вводе в дом и т. п.),

кроме обычных защитных средств - диэлектрических перчаток, инструмента с изолированными рукоятками и т. п., необходимо надевать изолирующий шлем или обычный головной убор, поскольку случайное прикосновение головой к проводам приводит к тяжёлым последствиям. Рукава спецодежды должны быть опущены и по возможности застёгнуты у запястья.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: