Практична робота №5

Практична робота
Тема: Вивчення впливу електричного струму на організм людини
Мета роботи: вивчити зміст небезпек від дії струму на організм.

Зміст звіту
1. Законспектувати зміст основних видів нещасних випадків.
2. Законспектувати формули для визначення сили струму для трьох типових випадків ураження струмом.
3. Виконати два навчальних завдання за вказаними варіантами.
4. Зробити висновки.

Теоретичні відомості

Електричний струм – це спрямований рух електрично заряджених частинок. У металах зумовлений наявністю вільних електронів, в електролітах – іонів.
Проходячи через тіло людини, електричний струм зумовлює термічну, електролітичну, біологічну і механічну дію.
Термічна дія струму – це опіки шкіри, нагрівання і пошкодження кровоносних судин, нервів, мозку.
При проходженні струму через тіло в тканинах виділяється тепло (Дж):
Q =Iл2 ( Rл (
· (1)
де Іл - сила струму, А; Rл - опір тіла, Ом;
·- час проходження струму, с.
Типовими опіками є електричні знаки – мозолі сірого або блідо-жовтого кольорів овальної форми, заглиблені на 1-1,5 мм.
Від дії електричної дуги при короткому замиканні можливий такий вид термічної дії як металізація шкіри. Металізація – це проникнення в шкіру дрібних частинок розплавленого металу.
Електролітична дія струму супроводжується розкладом крові, плазми та інших рідин на заряджені іони, що приводить до порушення обміну речовин і зміни електричних властивостей тканини.
Біологічна дія струму – це збудження тканин організму, що викликають судоми м'язів, тканин серця і легенів та порушенням біологічних процесів.
Механічна дія струму – це розриви, розшарування тканин, стінок кровоносних судин, легеневої тканини внаслідок миттєвого вибухоподібного утворення пари від перегрітої струмом тканинної рідини і крові. Наслідками механічної також можуть бути вивихи суглобів і переломи кісток.
Основні види нещасних випадків від ураження струмом – це електричні травми та електричні удари.
Електричні травми – це місцеві ураження тканин (опіки, електричні знаки, металізація шкіри, механічні пошкодження, електрофтальмія – запалення очей внаслідок дії ультрафіолетових променів).
Електричні удари – це судоми і збудження м'язів. У залежності від наслідку поділяються на ступені:
судомне скорочення м'язів без втрати свідомості;
судомне скорочення м'язів з втратою свідомості, але дихання і робота серця не порушена;
втрата свідомості і порушення серцевої діяльності або дихання;
клінічна смерть (зупинка і фібриляція серця, відсутність дихання, шкіра синювата, зіниці очей розширені внаслідок кисневого голодування кори головного мозку).
Фібриляція серця – це хаотичні скорочення волокон серцевого м'яза (фібрил), коли серце не в стані прокачувати кров по судинах.
Через 5- 6 хвилин після настання кисневого голодування відбувається втрата свідомості і гинуть клітини центральної нервової системи – це клінічна смерть.
Основні чинники характеру небезпеки ураження людини електричним струмом: величина сили струму; опір тіла; вид струму і частота; шлях проходження струму; тривалість дії; індивідуальні особливості організму та умов навколишнього середовища.
За величиною сили змінного струму є три порогових значення (тут поріг як найменша величина для створення певного ефекту:
- відчутний: 0,5 - 1,5 мА (болісні відчуття);
- невідпускний:10 - 15 мА (судомні скорочення мязів);
- фібриляційний: 90 - 100 мА (фібриляція серця, параліч дихання).
Струм величиною більше 5 А (5000 мА) викликає зупинку серця минаючи стадію фібриляції.
За тривалістю дії струму визначений такий безпечний час:
а) до 6 мА –до 30 с;
б) понад 6 до 65 мА – до 1 с;
в) понад 65 до 100 мА –до 0,5 с;
г) понад 100 до 250 мА – до 0.2 с.
Найбільш небезпечним є шлях проходження струму, при якому уражається головний мозок (голова-руки, голова-ноги), серце і легені (руки-ноги, руки-руки).
Потрапляючи під напругу, на поверхні тіла можна визначити дві точки з різними потенціалами. Дотик людини, що стоїть на землі до фазного провода дає напругу дотику, прикладену між рукою (фазний провід) і ногами (коло рука – ноги), якщо відбувся дотик людини до двох фаз руками, то напруга дотику прикладена по колу рука-рука.
Наприклад, при дотиканні руки до корпуса електроустановки, на якій замкнула фаза, рука набуває потенціал корпуса. Ноги, торкаючись землі, набудуть потенціал точок землі. У результаті між рукою та ногами людини виникає різниця потенціалів, яка називається напругою дотику.
Напруга дотику буде електрорушійною силою, що викликає протікання струму по відповідному колу. Однак чинником ураження є електричний струм, а не напруга дотику, тому, наприклад, птахи на проводах ліній електропередач не уражаються струмом через відсутність кола для його протікання (немає дотику до другого провідника, а від землі вони ізольовані повітрям).
При однофазному дотику сила струму Іл, що протікає через людину, визначається за формулою
Іл=Uф/Rл, (2 )
де Uф - фазна напруга, В;
Rл - опір тіла, Ом (приймають Rл = 1000 Ом);
При двофазному дотику
Iл = Uл Rл (3)
де Uл - лінійна напруга, В (Uл = 380 В).
Знаходження людей біля обірваних проводів ліній електропередачі при дотику їх до землі приводить до ураження напругою кроку (напруга дотику по колу нога-нога). Зона розтікання струму на відстань до 20 м від місця обриву проводу. Найбільший електричний потенціал в місці дотику проводу до землі, з віддаленням він зменшується. При крокові 0,8 м виникає різниця потенціалів, яка утворює напругу кроку. М'язи ніг людини судомно скорочуються і вона падає. Ланцюг замикається вздовж тіла людини через життєво важливі органи, а так як ріст людини значно більший довжини кроку, то приведе до виникнення небезпечно великої різниці потенціалів.
Людина, яка
· опинилась в зоні дії напруги кроку, повинна поставити ноги разом і виходити із зони дрібними кроками, або стрибками на двох ногах.
Напруга кроку ( Uкр ) розраховується за формулою
Uкр = Із
· / 2
· (1/х – 1/(х+а)) (4)
де Із - струм замикання на землю, А;

·- питомий опір ґрунту, Ом м ;
а - крок людини, м;
х - віддаль між точкою замикання провідника землі до ноги людини, м.
Струм, зумовлений напругою кроку
Іл = Uкр/R (5)
Опір тіла- людини електричному струму в основному визначається опором шкіри. Верхній роговий шар шкіри має великий питомий опір.
Електричний опір тіла людини – це опір струму, що проходить по ділянці тіла між двома точками на поверхні тіла людини. Складається з опору шкіри і з опору внутрішніх тканин тіла.
Величина електричного опору тіла залежить від стану рогового шару шкіри, наявності вологи на ній, від частини тіла, до яких прикладена напруга дотику, від сили струму та тривалості дії. Захворювання шкіри, серцево-судинної системи, органів внутрішньої секреції, легенів, нервові хвороби, втома, голод, сп'яніння та емоційне збудження приводять до зниження опору.
При напрузі 10 – 35 В відбувається пробій зовнішнього шару (рогового) шкіри, а при напрузі 127 – 220 В і вище шкіра мало впливає на опір тіла.
Для сухої і неушкодженої шкіри опір тіла, виміряний при напрузі 15-20 В, коливається в межах від 3000 до 100000 Ом, тому при розрахунках для інших величин напруг приймають опір тіла 1000 Ом.

Навчальне завдання №1
Розрахувати силу струму, що протікає через тіло людини
Варіант
Фактичний опір тіла людини
Лінійна напруга,
Uл, В
Фазна напруга, Uф, В

1.
2000
380


2.
500

220

3.
100
380


4.
700

220

5.
1500
380


6.
900

220

7.
250
380


8.
200

220

9.
300
380


10.
950

220


Навчальне завдання №2
Розрахувати напругу кроку та силу струму
Варіант
Параметри


Сила струму, Із, А
Крок людини, а, м
Питомий електричний опір землі,
·, Омм
Відстань від провідника замикання на землю до ноги, х, м

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
400
700
600
700
800
300
400
500
600
700
0,7
0,6
0,8
0,5
0,4
0,9
0,3
0,2
0,7
0,6
80
120
150
170
100
120
130
140
150
170
8
12
16
4
6
8
10
12
14
16


Зразки розв’язаних завдань
1. При дотику до однієї фази мережі (220 В) сила струму, що протікає через людину буде:
Іл = Uф / Rл = 220 / 1000 = 0,22А = 220мА
Надзвичайно небезпечно, бо з’являється ефект фібриляції м’язів серця і паралічу дихання.
2. При двофазному дотику в трифазній мережі (380В) сила струму
Іл = Uл / Rл = 380 / 1000 = 0,38А = 380мА
Надзвичайно небезпечно, бо з’являється ефект фібриляції м’язів серця і паралічу дихання.
3. Людина в зоні дії напруги кроку. Параметри небезпечної ситуації: Із = 500А;
· = 100 Омм; а = 0,8 м; х = 10 м. (Див. формулу (4)).
Напруга кроку буде:
Uкр = (500100 / 23,14) (1/10 – 1/(10+0,8)) = 59 В
Іл = 59 / 1000 = 0,059А = 59мА
Небезпечно, бо виникають судомні скорочення м’язів.

Контрольні запитання

Пояснити причини ураження людини струмом.
Яку дію спричиняє електричний струм, проходячи через тіло людини?
Види уражень організму людини електричним струмом.
Що таке фібриляція серця?
Дати характеристику дії електричного струму.
Навести значення допустимих величин безпечного струму від тривалості його протікання через тіло людини.
Назвати шляхи проходження струму через тіло людини.
Що таке електричний опір тіла людини?
Від чого залежить опір тіла людини?
Чому несприятливі параметри мікроклімату посилюють небезпеку ураження електричним струмом?















ТЕСТОВЕ ЗАВДАННЯ ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ
1. Якщо струм, що проходить через тіло становить 10 мА, то небезпека
відсутня;
незначна;
малоймовірна;
реальна

2. Опір струму тіла дитини, в порівнянні з тілом дорослих
незначний;
однаковий;
менший;
більший

3. Сила струму, яка миттєво вбиває людину мА
50000;
5000;
500;
5

4. Напруга кроку на відстані 30 м від обірваного дроту
незначна;
велика;
відсутня;
небезпечна

5. Ознакою електричного удару є
судоми;
втрата свідомості;
зупинка серця;
зупинка дихання

6. Ознакою електричної травми є
судоми;
електричні знаки;
втрата свідомості;
зупинка дихання
7. Електролітична дія струму на тіло людини полягає в утворенні
судом;
больових відчуттів;
іонізації плазми крові;
електризації слини

8. Механічна дія електричного струму на тіло людини полягає в утворенні
судом;
опіків;
розривів тканин;
іонізації рідин

9. Електричні знаки – це результат дії струму
електролітичної;
механічної;
біологічної;
термічної

10. Ознакою кисневого голодування при клінічній смерті є зіниця ока
розширена;
звужена;
нормальна;
відсутня

11. При напрузі дотикання 20 В шкіряний покрив струмом
не проб’ється;
проб’ється;
зруйнується;
пораниться

12. При напрузі 15–20 В опір тіла становить
3000;
100000;
1 і 2;
1000

13. Чи використовується закон Ома для визначення сили струму при уражені ним людини?
інколи
за певних обставин
ні
так


14. У стані алкогольного сп’яніння опір тіла струму
зменшується
збільшується
не змінюється
різко збільшується

15. Чим більший крок людини, тим крокова напруга
менша;
більша;
безпечніша;
менш важлива

16. Лінійна напругаВ
220;
127;
380;
1 і 2

17. Яке коло найбільш небезпечне?
права рука – нога;
нога – нога
права рука – права нога;
голова – рука

18. Опір людини струму в стані стресу
зменшується;
збільшується;
не змінюється;
різко зростає

19. Спосіб зменшення небезпеки від напруги кроку
падіння;
стрибки на двох ногах;
збільшення кроку;
2 і 3

20. Струм 200 мА небезпечний на протязісекунд
2;
20;
0,2;
30











13PAGE 15


13PAGE 14415




Заголовок 4 Заголовок 6 Заголовок 815

Приложенные файлы

  • doc 19899697
    Размер файла: 106 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий