Прохождения через него тока

Лабораторная работа 1

Действие на организм человека электрического тока

И оказание первой помощи пострадавшим

Цель работы:исследование на физической модели зависимости сопротивления тела человека от некоторых параметров электрической цепи, определение пороговых значений токов и обучение на манекене правилам оказания первой помощи пострадавшим от электрического тока.

Действие электрического тока на организм человека

Действие электрического тока на живую ткань носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток оказывает следующие виды воздействия:

- термическое: ожоги тканей и нагрев кровеносных сосудов;

- электролитическое: разложение крови и лимфы в электрических полях протекающих токов;

- биологическое: раздражение и возбуждение живых тканей организма;

- механическое: повреждение и разрыв тканей, сухожилий электродинамическими силами полей токов.

Такое разнообразие действий приводит к различным электротравмам. Это травмы, вызванные поражением человека электрическим током или электрической дугой.

Все электротравмы можно свести к двум видам: местные и общие (электрический удар).

Местная электротравма – это ярко выраженное местное нарушение целостности тканей тела, в том числе костных тканей, вызванное действием электрического тока или электрической дугой.

К местным электротравмам относятся:

1. Электрические ожоги – самая распространенная электротравма. В зависимости от условий возникновения различают ожоги токовые (контактные), возникающие при прохождении тока непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью, и дуговые, обусловленные воздействием на тело человека электрической дуги. Токовый ожог возникает в электроустановках напряжением не более 1-2 кВ, дуговой - при более высоких (6-10 кВ).

2. Электрические знаки (метки) представляют собой резко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности тела человека размеров 1-5 мм, с углублением в центре. Форма электрических знаков может быть либо овальной, либо соответствовать форме токоведущей части, которой коснулся пострадавший, а также напоминать фигуру молнии.

3. Металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги.

4. Механические повреждения – следствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервных тканей, иметь место вывихи суставов и переломы костей.

Механические повреждения возникают при относительно длительном нахождении человека под напряжением в установках до 380 В.

5. Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз – роговицы и коньюктивы (слизистой оболочки, покрывающей глазное яблоко), возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги, которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.

Электрический удар – возбуждение живых тканей организма протекающим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.

В зависимости от исхода поражения электрические удары делятся на четыре степени:

I – судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранением дыхания и работой сердца;

III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания ( или того и другого вместе);

IV – клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения – переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента прекращения деятельности сердца и легких. У человека при этом отсутствуют все признаки жизни. Однако в первый момент во всех клетках продолжаются обменные процессы (клеточное дыхание), хотя и на очень низком уровне, но воздействуя на сердце и легкие можно оживить организм. Длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга, в большинстве случаев 4-6 мин (редко 7-8 мин).

Причинами смерти от электрического тока могут быть:

1. Нарушение сердечной деятельности. При протекании тока через человека может возникнуть фибрилляция сердца или его остановка.

Фибрилляция сердца – хаотические разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам. Фибрилляция сердца наступает при прохождении через тело человека переменного тока 100 мА с частотой 50 Гц, или постоянного тока 300 мА в течение нескольких секунд. Переменный ток менее 100 мА и более фибрилляцию сердца не вызывает. При протекании переменного тока и постоянного тока 5 А наблюдается остановка сердца. Обычно фибрилляция продолжается короткое время, сменяясь полной остановкой сердца.

2. Прекращение дыхания – нарушение работы легких. Может быть вызвано относительно небольшим током (от 20 до 100 мА), если он длительно (несколько минут) проходит через человека.

3. Электрический шок – своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на чрезмерное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Состояние может длиться от нескольких десятков минут до суток, после чего может наступить смерть.

Поражение электрическим током может произойти: при прикосновении к токоведущим частям, находящимся под напряжением; пробое изоляции фазного провода на корпус электрооборудования (воздействие напряжений прикосновения и шага); прикосновении к отключенным токоведущим частям емкостных накопителей энергии; несоблюдении минимальных расстояний в электроустановках напряжением свыше 1000 В и поражении электрической дугой.

Характер и последствия поражения обусловливаются рядом факторов, прямо или косвенно влияющих на исход поражения: величина и длительность протекания тока; род и частота тока; путь протекания тока через организм, состояние организма и параметры окружающей среды. Электрическое сопротивление тела и приложенное напряжение также влияют на исход поражения, поскольку определяют величину тока через организм.

Пороговые значения токов

Главным и определяющим фактором воздействия является величина электрического тока. Чем больше величина тока, тем опаснее его действие.

Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него тока при его значениях:

I_ощ = (0,6 - 1,5)мА - для переменного тока частотой f = 50 Гц;

I_ощ = (5 - 7)мА - для постоянного тока.

Эти значения называются пороговыми ощутимыми токами. Для переменного тока характер ощущения проявляется в виде пощипывания, дрожания пальцев, для постоянного тока – в виде зуда, ощущения нагрева.

При дальнейшем увеличении величины тока возникает второе пороговое значение – это неотпускающие или удерживающие токи. При этом происходит судорожное сокращение мышц рук и человек не в состоянии разжать пальцы и отпустить токопровод, за который он взялся.

Для переменного тока частотой f =50 Гц – I_неотп= (10 - 15) мА, для постоянного тока I_неотп = (50 - 80) мА. Причем у разных людей значения неотпускающих токов будут различны.

Нижние значения неотпускающих токов приведены для женщин, верхние – для мужчин.

При значениях токов (20 – 25) мА (переменное напряжение f = 50 Гц) действие тока распространяется и на мышцы грудной клетки, что ведет к затруднению и даже прекращению дыхания, а при длительном воздействии таких величин токов возможен летальный исход.

При значениях переменного тока 100 мА его воздействие передается непосредственно на мышцу сердца. При длительности воздействия 0,5 с может наступить остановка или фибрилляция сердца. В последнем случае за счет беспорядочного (хаотичного) сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл) сердце перестает выполнять функцию насоса, что ведет к прекращению в организме кровообращения. Это третье пороговое значение токов – токов фибрилляции: для переменного напряжения, f = 50 Гц –

I_ф = 100 мА, для постоянного напряжения - I_ф = 300 мА .

Рис.1. Вероятность возникновения фибрилляции сердца с момента

прохождения через него тока

Вероятность наступления фибрилляции сердца зависит от длительности протекания тока. Здоровое сердце сокращается 60 – 80 раз в минуту, т.е. длительность одного кардиоцикла составляет одну секунду. Каждый цикл сердечной деятельности состоит из двух периодов: диастолы, когда желудочки сердца находятся в расслабленном состоянии и заполняются кровью, и систолы, когда сердце, сокращаясь, выталкивает кровь в артериальные сосуды. Экспериментально установлено, что чувствительность сердца к раздражителю в форме электрического тока неодинакова в разные фазы его деятельности. Наиболее уязвимым сердце оказывается в фазе Т, продолжительность которой равна 0,2 с (рис. 1).

Если время действия тока не совпадает с фазой Т, большие величины токов не вызывают фибрилляцию, но могут привести к остановке сердца. При длительности протекания тока, соизмеримой с периодом кардиоцикла, ток через сердце проходит также и в течение фазы Т. При этом вероятность наступления фибрилляции наибольшая. И чем меньше длительность действия тока, тем меньше вероятность наступления фибрилляции сердца.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: