Сопротивление тела человека – –

Важно! Также электропроводность человеческого тела может зависеть от наличия в воздухе мелких взвешенных частиц угольной или металлической пыли. Этот факт советуют принимать во внимание всем работающим в условиях шахт и токарных мастерских электрикам.

Таким образом, знание того, сколько составляет сопротивление человеческого тела ом, что на него влияет, позволяет принять действенные меры, способные повысить электробезопасность работ, производимых на силовых установках и линиях электропередач, находящихся под напряжением. Померить данную характеристику тела можно с помощью обычного мультиметра, при условии наличия у него соответствующего диапазона для измерения электрического сопротивления.

Видео

amperof.ru

Сопротивление тела человека | Режимщик

Сопротивление тела человека

Электрическое сопротивление различных тканей тела человека не одинаково. Например, при токе частотой 50 Гц удельное сопротивление равно: кости – 107 Ом∙м, кожа сухая – 105 Ом∙м, крови – 1,7 Ом∙м. При сухой, чистой и неповрежденной коже сопротивление тела, измеренное, при напряжении 15-20 В переменного тока (50 Гц), колеблется в пределах от 1 до 10 кОм, а иногда и в более широких пределах.

Сопротивление кожи, а следовательно сопротивление тела в целом резко уменьшается при повреждении ее рогового слоя, наличие влаги на ее поверхности, интенсивном потовыделении и загрязнении.

Электрическое сопротивление тела человека зависит так же от места приложения электродов к телу, значений тока, проходящего через человека, и приложенного к телу напряжения, рода и частоты тока, площади электродов, длительности прохождения тока через человека и некоторых других факторов. Увеличение тока приводит к снижению сопротивления соответствующих участков кожи, за счет местного нагрева кожи и действия на центральную нервную систему (усиливается приток крови, повышается потоотделение). С ростом напряжения сопротивление тела уменьшается в десятки раз. При больших напряжениях приближается к наименьшему пределу 300 Ом. В России в качестве расчетных значений сопротивление человека равно 1000 Ом при напряжении, приложенном к телу, равное 50 В и выше и сопротивление человека равное 6000 Ом при приложенном напряжении 36 В. Опыты показывают, что сопротивление тела человека постоянному току больше, чем переменному любой частоты. Разница в значениях сопротивлений постоянному и переменному (50 Гц) током особенно велико при малых напряжениях – до 10 В. С ростом приложенного напряжения эта разница уменьшается и начиная с 40-80 В сопротивление тела человека как постоянному, так и переменному току промышленной частоты становится практически одинаковым.

На значение сопротивления тела человека влияют и другие факторы, хотя в значительно меньшей степени. Пол и возраст. У женщин, как правило, сопротивление тела меньше, чем у мужчин, а у детей – меньше, чем у взрослых, у молодых людей меньше, чем у пожилых. Объясняется это, очевидно, тем, что у одних людей кожа тоньше и нежнее, у других — толще и грубее.

Физическое раздражение снижает сопротивление тела на 20-25%.

Повышенная температура окружающего воздуха (30-450 С) или тепловое облучение человека, вызывает некоторое понижение сопротивление тела.

Принцип работы трансформатора отбора напряжения в шкафу отбора напряжения
Обслуживание устройств АПВ
Назначение и область применения устройства автоматического повторного включения

elektro-rezhim.ru

Электрическое сопротивление тела человека.

Величина тока в электрической цепи через тело человека определяется сопротивлением этой цепи и приложенным напряжением. Электрическое сопротивление тела человека с точки зрения электротехники является специфическим – нелинейным и зависящим от частоты переменного тока. Электрическое сопротивление тела зависит от индивидуальных особенностей человека веса, роста, состояния кожного покрова ладоней рук и ступней ног. Внутренние ткани организма имеют различное удельное электрическое сопротивление (табл. 1).

Анализ таблицы показывает, что кожа, входящая в непосредственное соприкосновение, как правило, с металлическим контактом (электродом) электрической цепи, обладает наивысшим удельным электрическим сопротивлением и может определять электрическое сопротивление всей цепи через тело человека, однако это оказывается справедливым только для малых значений напряжения электрической цепи (до 50 В)

Таблица 1

Удельное объёмное электрическое сопротивление тканей человеческого организма

Сравнительно большую величину электрического сопротивления кожи составляет электрическое сопротивление её достаточно тонкого (до 0,1 мм) наружного рогового слоя (эпидермиса), а внутренний слой обладает электрическим удельным сопротивлением близким по значению жировой и мышечной ткани (до 200 Ом^.м).

Наружный слой кожи, располагающийся между электродом электрической цепи и сравнительно хорошо проводящей внутренней областью кожи (рис. 1), для анализа электрической цепи через тело человека можно представить в виде электрической схемы замещения, представляющей собой схему несовершенного конденсатора С_н, включённого параллельно с активным сопротивлением R_н. Как показывают экспериментальные исследования, величина удельной ёмкости контакта колеблется в пределах 0,0047…0,0152 мкФ/м² в зависимости от изменения толщины эпидермиса и его относительной диэлектрической проницаемости.

Электрическую схему замещения всего тела человека по характерным путям протекания тока: ладонь – ладонь, ступня – ступня, ладони – ступни, ладонь – ступни с учётом электрической схемы замещения каждого контакта и внутреннего электрического сопротивления живых тканей организма R_в при напряжениях и токах, существенно превышающих внутренние биотоки и биопотенциалы организма, можно представить в виде последовательной электрической схемы (рис. 1).

Рис.1 Структура контакта электрода и кожи человека (слева) и электрическая схема замещения в виде несовершенной ёмкости

Тело человека в электрической цепи может рассматриваться как простой физический проводник только при определённых допущениях, потому что при протекании тока в теле человека происходят сложные биофизические процессы. Как было показано, процесс протекания тока в живых тканях значительно сложнее процесса протекания тока в металлах, изоляции, электролитах и полупроводниках.

Большое значение имеет путь протекания тока. Схема замещения отражает только характерные пути протекания тока. При этом названия путей: “ладонь – ладонь”, “ступня – ступня” и т.п. более точные по сравнению с названиями часто применяемыми в технической литературе: “рука – рука”, “нога – нога” и т.п. Дело в том, что при рассмотрении электрической схемы замещения тела человека не рассматриваются любые пути протекания тока. Как показано в трудах Манойлова В.Е., воздействие, например, электрического тока на акупунктурные точки человеческого тела, слизистые оболочки, область головы может вызвать летальный исход при очень малых значениях тока. Электрическая схема замещения в этом случае будет иметь особенности с точки зрения учёта малой проводимости нервных клеток или специфики внутреннего сопротивления электрической цепи. Такие сложные электрические воздействия на организм человека могут быть предметом специального исследования и в данной работе не рассматриваются.

Активное сопротивление R_н и ёмкость С_н составляют полное сопротивление наружного слоя кожи Z_н. Внутреннее сопротивление тела человека R_в в основном зависит от пути протекания (рис. 2) и может колебаться в пределах 300…800 Ом. Экспериментальными исследованиями, проведёнными на основе выборки, состоящей из 87 человек (МИИТ), получены средние значения внутренних сопротивлений в зависимости от пути протекания тока по телу человека (табл. 2).

Рис. 2 Электрическая схема замещения тела человека

Таблица 2

Средние значения внутреннего электрического сопротивления тела человека

Полное электрическое сопротивление тела человека по характерным путям протекания (рис. 3), принимая допущение о равенстве площадей и условий возникновения контактов тела человека и электрической цепи, например, по пути “ладонь – ладонь” или “ступня – ступня”, может быть выражено соотношением:

где – полная комплексная величина электрического сопротивления тела человека, Ом;

– комплексное значение электрического сопротивления наружного слоя кожи человека в месте контакта, Ом;

R_в – внутреннее электрическое сопротивление тела человека, Ом.

Рис. 3 Характерные пути (пунктир) протекания тока по организму человека

studfile.net

Электрическое сопротивление человека. Сопротивление тела у людей.

Тема: какое электрическое сопротивление имеет человеческое тело.

Человеческое тело, как и любое другое тело живого организма, имеет свойство проводить через себя электрический ток. Разные живые ткани в организме имеют различную проводимость (сопротивление). К примеру — кожа, жировая ткань, кости – имеют большое сопротивление, а кровь, мышечная масса и особенно головной и спинной мозг – малое. Кожа имеет большое удельное электрическое сопротивление, что впоследствии и определяет фактическое сопротивление человеческого тела.

Кожа человека, как известно, имеет два слоя:

1» наружный слой кожи (также ещё называется эпидермис) состоит из несколько слоёв, самый верхний из которых называется роговым и представляет собой множество рядов отмерших и ороговевших клеток. В чистом и сухом виде этот слой можно характеризовать как диэлектрик (он имеет очень большое электрическое сопротивление). Следующий слой эпидермиса (носит название — ростковый) гораздо тоньше рогового и имеет значительно большую электрическую проводимость (меньшее сопротивление).

2» внутренний слой кожи (называется дерма) представляет собой живую ткань. Данный слой дермы имеет малое электрическое сопротивление.

Электрическое сопротивление обычного человека при условии, что кожа у него чистая, сухая и неповреждённая (измеренное напряжением 15-20 Вольт) лежит в пределах 3 – 100 кОм (1кОм = 1000 Ом), в некоторых случаях и более. Сопротивление тела человека, а именно проводимость между двух электродов, которые касаются поверхности кожи, можно рассматривать как 3 сопротивления включённых последовательно: наружные слои (эпидермиса) представляют собой первое сопротивление, и внутренние слои является вторым и третьим сопротивлением, включающим в себя сопротивления внутреннего слоя кожи и сопротивление внутренних тканей.

Наружное сопротивление человека обладает не только активным сопротивлением, а ещё и ёмкостным, поскольку в самом месте контактирования электродов с человеческим телом образовывается некое подобие конденсатора, в роле обкладок которого являются сами электроды и ткани тела человека, хорошо проводящие электрический ток, что находятся под наружным слоем кожи, ну, а диэлектриком (изолятором между обкладками) в данном случае будет выступать наружный слой кожи (эпидермис).

Ёмкостная составляющая, присутствующая в сопротивлении человека обуславливает влияние, как рода электрического тока, так и его частоты на общую величину сопротивления тела. При частоте 10 – 20 кГц и свыше можно утверждать, что поверхностный слой кожи почти полностью утрачивает своё сопротивление, и общее сопротивление человека в данном случае будет состоять лишь из внутреннего сопротивления тела (сопротивление дермы и внутренних тканей).

Общее состояние кожи в значительной мере оказывает влияние на величину электрического сопротивления человека. При повреждении рогового слоя кожи (царапины, порезы, ссадины и т.д.) происходит снижение сопротивления человека до величины, приближенного к значению внутреннего сопротивления, а это, естественно, повышает опасность поражения электрическим током. Подобное влияние может оказываться и в случае увлажнения кожи водой или потом.

При электрическом переменном токе промышленной частоты (50 герц) берут во внимание только активное сопротивление человека (его тела) и соотносят его с величиной равной 1 кОм. В действительности данное электрическое сопротивление есть величина непостоянная, что имеет нелинейную характеристику и зависит от дополнительных условий, в том числе от параметров электрической цепи, состояния кожи, состояния окружающей среды, физиологии человека и т.д.

Так как сопротивление кожи у одного и того же человека может быть неодинаковое в разных местах и частях тела, то, естественно, на его сопротивление сильно будет влиять конкретное место прикосновения электрических контактов, а также их общая площадь. Величина электрического тока и длительность воздействия на тело оказывают прямое влияние на полное сопротивление человека: с увеличением значения тока и времени его прохождения, сопротивление будет понижаться, потому что происходит местный нагрев участков кожи, а это, само собой, ведёт к расширению сосудов, тем самым усиливая снабжение данного участка тела кровью, увеличения его потоотделение. Увеличение напряжения, воздействующее на тело человека, вызывает понижение сопротивления кожи в 10-ки раз, следовательно, и общее сопротивление человека, снижается до предела 300 – 500 Ом. А это опасно.

P.S. Всякие случайности хороши в том случае, когда они имеют положительный характер. Случайный удар электрическим током нельзя отнести к таковым. Следовательно, будьте внимательны и осторожны при работе с электричеством.

electrohobby.ru

1.4 Факторы, влияющие на изменение сопротивления тела человека

Сопротивление тела человека меняется в широких пределах в зависимости от многих факторов

1.4.1. Увеличение тока, проходящего через тело человека, сопровождается усилением местного нагрева кожи и раздражающего действия, что в свою очередь вызывает рефлекторную ответную реакцию организма в виде расширения сосудов кожи а, следовательно, усиление потоотделения, которое приводит к снижению электрического сопротивления кожи в этом месте.

Изменение сопротивления тела в зависимости от величины тока (до 6 мА) приближенно описывается следующими эмпирическими формулами:

,кОм (2)

–для переменного тока

,кОм (3)

где I_ч – сила тока в мА, проходящего через тело человека;

K – поправочный коэффициент, учитывающий возраст испытуемого человека;

K = 6-8, при возрасте до 25 лет

K = 10-12 при возрасте 25 ÷35 лет

K = 15-20 при возрасте 35 ÷ 45 лет

K = 25-30 при возрасте более 45 лет

1.4.2. Увеличение напряжения, как при постоянном, так и переменном токе, приложенного к телу человека, вызывает уменьшение сопротивления тела, которое в пределе приближается к сопротивлению внутренних органов (тканей).

Такое явление объясняется пробоем рогового слоя кожи (эпидермиса), наличием в ней влаги и ростом тока. Пробой рогового слоя наступает, как правило при напряжении более 50 В.

1.4.3 Род тока (постоянный или переменный)

Экспериментально установлено, что при небольших напряжениях сопротивление тела человека постоянному току выше, чем переменному любой частоты.

Действительно, согласно формуле (1) сопротивление тела Z_ч будет максимальным при ω = 0 и равным 2R_н+ R_в.. С ростом приложенного напряжения разница в сопротивлении тела человека постоянному и переменному току уменьшается и начиная с 40-50 В практически исчезает, т.е. сопротивление тела человека становится одинаковым как постоянному, так и переменному току.

1.4.4 Частота тока.

С ростом частоты тока полное сопротивление тела человека уменьшается, приближаясь в пределе к значению его внутреннего сопротивления. Этот вывод следует из уравнения (1): с увеличением частоты ω, растет знаменатель дроби, что вызывает уменьшение сопротивленияZ_ч. Когда ω → ∞, Z_ч = R_в.

Характер изменения сопротивления тела от частоты тока приближенно описывается эмпирической зависимостью:

,кОм (4)

где f – частота тока, Гц.

1.4.5. Влияние времени воздействия тока на сопротивление

С увеличением времени прохождения тока через тело человека, усиливается потовыделение через микрокапиляры живой ткани, повышается кровоснабжение участков кожи под электродами, расширяется зона пробоя рогового слоя кожи. Все это вызывает уменьшение сопротивления тела человека.

1.4.6. Влияние площади контакта проводника на сопротивление

Площадь контакта S оказывает непосредственное влияние на сопротивление тела человекаZ_ч. Чем больше площадь, тем меньше сопротивление. С ростом частоты тока зависимость сопротивления от площади электродов уменьшается, а при 10-20 кГц когдаZ_ч=R_в, исчезает полностью.

1.4.7. Влияние места приложения электродов на сопротивление

Место приложения электродов влияет на сопротивление тела, так как роговой слой кожи (эпидермис) имеет неодинаковую толщину на коже человека, неравномерно распределены потовые железы и кровеносные сосуды в теле человека. Например, наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук выше ладони и т.д.

1.4.8 Состояние поверхности кожи и внутренних органов

влияют на сопротивление тела человека

Повреждение кожи, особенно ее рогового слоя, наличие влаги и грязи на ее поверхности резко уменьшается сопротивление тела человека. Сопротивление резко снижается также при заболеваниях внутренних органов особенно язвенных болезней органов дыхания, пищеварения и т.д.

1.4.9 Психофизиологические факторы оказывают влияние

на сопротивление тела.

У женщин сопротивление обычно меньше, чем у мужчин, а у детей – меньше чем у взрослых, причем сопротивление увеличивается с возрастом, достигая максимума к старости. Алкогольное и наркотическое опьянение. чувство неуверенности и страха снижает сопротивление

1.4.10. Условия окружающей средытакже влияет на сопротивление тела человека. Например, возникшие неожиданно внешние раздражители (усталость, болевые, звуковые, световые и т.п.) могут на некоторое время снизить сопротивление на 20-50%. Уменьшение кислорода в воздухе, увеличение температуры, атмосферного давления значительно снижают сопротивление тела человека.

studfile.net

Значение сопротивления человеческого тела как проводника электрического тока

Если человек по случайности притронется к проводам или другим элементам, по которым пропущен электрический ток, его организм тоже начинает проводить электричество, что приводит к различным электротравмам. Их тяжесть зависит от множества параметров, как электросети, так и самого человеческого тела. Наши внутренности большей частью состоят из влаги (около 70 % всей массы), поэтому перенос электрических заряженных частиц происходит не электронами (как в металлах), а ионами, поэтому наше тело считается особенным видом проводника, – оно обладает переменным сопротивлением и считается электролитом.

Человеческое тело является проводником электротока

Электрическое сопротивление тела человека

При прохождении электричества через органы пострадавшего по замкнутой цепи, по физическим законам, тело начинает оказывать сопротивление.

Поскольку электропроводимость человеческих тканей определяется очень сложными биохимическими и биофизическими составляющими, которые характерны только для живой материи, то сопротивление электрическому току становится величиной переменной. Оно зависит от разных причин и является неодинаковой величиной для разных частей тела.

Так как первым, с чем сталкивается разряд тока на теле человека, является его кожа, то общее сопротивление человека в большей степени зависит от ее сопротивляемости. Охватывающий все участки тела покров состоит из двух слоев: внешнего, расположенного на глубине 0,07-0,12 мм, – эпидермиса (представляет собой пять слоев эпителия), и внутреннего – дермы, толщина которого около 2 мм. Верхушечный ороговевший слой эпидермиса не содержит капилляров, отчего он показывает наивысшие показатели сопротивляемости. В то же время другие слои внешнего и внутреннего кожных прослоек имеют намного более скромное сопротивление, поэтому именно роговая прослойка определяет сопротивляемость всего кожного покрова.

Общее сопротивление, которое оказывает электрическому току наш организм, складывается из двух сопротивлений эпидермического слоя (с каждой из сторон тела) плюс сопротивления собственно дермы и внутренностей.

Общее сопротивление составляется из сопротивления эпидермиса (2) и внутреннего сопротивления (3)

При этом сопротивление эпидермиса, в свою очередь, состоит из активного сопротивления и емкостного (накопительного), накладывающихся друг на друга. Оно определяется площадью электродов, величиной напряжения и частоты тока и в некоторых случаях может превышать десятки тыс. Ом. Величина внутреннего сопротивления тела является активноц и зависит от длины и поперечного среза зоны, по которому проходит электричество, а также от удельного объемного сопротивления внутренних органов человека и составляет в среднем пятьсот- семьсот Ом.

Значение полного сопротивления тел людей

Когда ставится задача определить электрическое сопротивление человеческого тела при переменном токе с пятидесятигерцовой частотой для анализа опасности электротравмы, оно принимается равным 1 тыс. Ом. Физиками выявлена зависимость общего сопротивления от следующих факторов:

• состояние кожных покровов;
• места входа электротока в тело человека;
• значений тока и напряжения;
• длительности воздействия электричества на организм;
• параметров окружающей среды на момент прохождения электротока.

Состояние кожи

Очень резко падает электросопротивляемость верхнего слоя кожи при нарушении его целостности: наличие царапин, ссадин, ожогов, порезов, прыщей понижают сопротивление до внутреннего (которое максимально достигает всего семи сотен Ом).

Механические повреждения кожи уменьшают электросопротивляемость тела

Также повышает риск электротравмы и увеличивает степень ее тяжести влажная кожа, поскольку она имеет высокую удельную сопротивляемость току.

Обратите внимание! Соленая влага (как правило, пот) делает сухие ранее руки электропроводимыми на 50 процентов больше, пресная влага (дождь, другие жидкости) – на двадцать-тридцать процентов. Вода удаляет с верхнего слоя кожи жиры, минералы и кожное сало, что значительно снижает способность сопротивляться току.

Если происходит постоянное длительное по времени насыщение кожи влагой, роговой слой становится пористым и практически перестает показывать сопротивление.

Важно! При работе незащищенными от влаги руками с источниками электрического тока повышается опасность и тяжесть электротравмы при случайном попадании оператора под напряжение.

Пот, выделяемый потовыми железами дермического слоя кожи, очень хорошо проводит электричество, поэтому вспотевший работник становится открыт угрозе прохождения электротока при минимальном сопротивлении тела, что значительно отягощает последствия.

Грязная кожа (особенно металлические микрочастицы, угольные пылинки и т.д.) делает тело человека более электропроводимым.

Дополнительная информация. Работники, имеющие дело с загрязнением рук токопроводящими покрытиями (шахтеры, токари, сверлильщики металла), должны большое внимание уделять чистоте кожных покровов для защиты от поражения электрическим током.

Место приложения электротока

Зависимость сопротивления кожного покрова различается на разных зонах тела даже у одного индивида. Это происходит из-за неравномерной толщины верхнего слоя эпидермиса, различного количества потовых желез и разной интенсивности кровотока по венам и капиллярам у поверхности кожи. Самый низкий уровень электросопротивления наблюдается в районе лица, шеи, тыльной стороны предплечий и кистей, подмышек.

Значения показателей тока

При увеличении мощности тока кожа в месте входа сильнее нагревается, что вызывает рефлекторный приток крови к этому району и, как следствие, электросопротивление значительно падает.

Согласно проводимым опытам, постоянный ток, проходящий через человеческое тело, вызывает большее сопротивление, чем переменный, независимо от его частоты.

Переменный ток встречает наименьшее сопротивление тела человека

Чем длительнее воздействие электротока на кожу, тем быстрее падает ее сопротивление. Это объясняется также увеличением кровоснабжения, а также усиленным потоотделением в участке входа тока, и, как следствие, дополнительным увлажнением – в среднем за одну-две минуты сопротивляемость кожи падает на сорок процентов.

Физиологические факторы и показатели окружающей среды

Эта группа факторов не так существенна, как предыдущие, но и они оказывают влияние на величину сопротивления электроудару.

Так, женщины демонстрируют меньшее сопротивление, чем мужчины, а маленькие дети – меньше, чем возрастные люди, что объясняется различной толщиной кожи.

Высокая температура и влажность окружающей (и рабочей) среды значительно увеличивает тяжесть поражения током за счет снижения сопротивления тела.

Различные болезни (нервные, сердечные, бронхо-легочные), а также курение также ухудшают возможность человека сопротивляться воздействию электрического тока.

Любители подымить имеют гораздо меньшее электросопротивление

Тело человека хоть и является проводником электричества, но обладает определенной сопротивляемостью электротоку, зависящей от многих причин и факторов. Она изменяется в широких пределах, но в технике безопасности принимается среднее значение сопротивления в одну тыс. Ом.

Видео

jelectro.ru