Что происходит с организмом при поражении электрическим током?

 

По этой ссылке вы сможете найти много готовых рефератов по физике:

 

Много готовых рефератов по физике

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Как делают голограмму?

Как летает ракета?

Как делают светочувствительные солнечные очки?

Зачем к бензовозу прицепляют металлическую цепь?

Введение:

Окружающая среда (природная, промышленная и бытовая) таит в себе потенциальную опасность различного рода. Среди них удар током. С широким использованием достижений научно-технического прогресса в производстве и в повседневной жизни факторы этого риска возрастают, хотя современные электрические устройства сертифицированы с точки зрения безопасности.

Опасность поражения электрическим током на работе и в быту возникает в случае несоблюдения мер безопасности, а также в случае выхода из строя или неисправности электрооборудования и бытовых приборов. Человек не может обнаружить напряжение на расстоянии без специальных устройств, оно проявляется только при прикосновении к токоведущим частям. По сравнению с другими видами производственного травматизма электрические травмы составляют небольшой процент, однако, с точки зрения количества травм с тяжелыми и особенно смертельными исходами, он занимает одно из первых мест. На производстве из-за несоблюдения правил безопасности происходит 75% электрических травм. 

Влияние электрического тока на организм человека

Во время эксплуатации и ремонта электрооборудования и сетей человек может находиться в зоне действия электрического поля или в прямом контакте с линиями электропитания. В результате прохождения тока через человека может произойти нарушение его жизненно важных функций. 

Опасность поражения электрическим током усугубляется тем, что, во-первых, ток не имеет внешних признаков и, как правило, человек без специальных устройств не может заранее обнаружить опасность, угрожающую ему; во-вторых, воздействие тока на человека в большинстве случаев приводит к серьезным нарушениям важнейших жизненно важных систем, таких как центральная нервная, сердечно-сосудистая и дыхательная системы, что увеличивает степень тяжести поражения; в-третьих, переменный ток способен вызывать интенсивные мышечные спазмы, приводящие к недопустимому эффекту, при котором человек не может освободиться от воздействия тока; в-четвертых, воздействие тока вызывает у человека резкую подергивающую реакцию, а в некоторых случаях даже потерю сознания, что при работе на высоте может привести к травме в результате падения. 

Электрический ток, проходящий через организм человека, может оказывать биологическое, термическое, механическое и химическое воздействие. Биологический эффект заключается в способности электрического тока раздражать и возбуждать живые ткани организма, тепла в способности вызывать ожоги организма, механического к разрыву тканей и химического к электролизу крови. 

Воздействие электрического тока на организм человека может привести к поражению электрическим током. Электрические травмы это травмы, вызванные поражением электрическим током или электрической дугой. Условно, электрические травмы делятся на местные и общие. При локальных поражениях электрическим током происходит локальное повреждение организма, выражающееся в появлении электрических ожогов, электрических признаков, металлизации кожи, механических повреждений и электротальмии (воспаление наружных оболочек глаз). Общие электрические травмы или поражения электрическим током приводят к повреждению всего организма, что выражается в нарушении или полном прекращении деятельности наиболее важных органов и систем легких (дыхание), сердца (кровообращение). 

Местные поражения электрическим током

Это выраженные локальные (локальные) повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Местные повреждения чаще всего поражают поверхность кожи человека, но в некоторых случаях поражаются мышечная ткань, а также связки и кости. Обычно местные электрические травмы излечиваются, работоспособность человека полностью или частично восстанавливается. Однако в некоторых случаях местные поражения электрическим током приводят к смерти человека.

Местные электрические травмы включают в себя: 

• электрические ожоги,
• электрические знаки (маркировка тока),
• электрометаллизация кожи,
• механическое повреждение,
• электроофтальмию.

Электрические ожоги являются наиболее распространенным поражением электрическим током, затрагивающим большинство (63%) жертв электрического удара. В зависимости от условий возникновения ожог может; быть током (контактом), возникающим при прохождении тока через тело человека в результате его контакта с токонесущей частью или дугой, вызванной воздействием на организм человека электрической дуги. 

В электроустановках ожоги также возможны без прохождения тока, в частности, когда человек касается сильно нагретых частей электрооборудования, от летящих горячих металлических частиц и т. д.

Есть четыре степени ожогов:

• I степень покраснение кожи и незначительные боли; 
• II степень образование волдырей (пузырей) на покрасневшей воспаленной коже; 
• W степень некроз всей толщины кожи;
• IV степень обугливание кожи и мышечной ткани. 

Обычно степень повреждения тела при ожогах определяется не столько степенью ожога, сколько площадью поверхности тела, подверженной ожогу. Известно, что сжигание более трети поверхности тела приводит к летальному исходу. 

Электрические знаки (следы тока) возникают, в отличие от ожогов, при хорошем контакте с электродами. По внешнему виду они представляют собой опухоль на коже человека округлой или овальной формы, края которой резко очерчены с белой или серой каймой. Кожа в этом месте затвердевает в виде костной мозоли и становится серой или желтовато-серой. В пораженных участках e наблюдается некроз некрозов верхнего слоя кожи. Никакого покраснения или воспаления не наблюдается. Электрические признаки обычно безболезненны и обычно заживают. Со временем верхний слой кожи отшелушивается, а пораженный участок восстанавливает свой первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. 

Электрометаллизация кожи это поверхностная пропитка кожи мельчайшими частицами металла, которые плавятся и испаряются под действием электрической дуги. Поврежденный участок кожи имеет твердую шероховатую поверхность. Жертва испытывает неприятное ощущение от присутствия посторонних частиц на коже. Исход такого поражения, как при ожоге, зависит от площади пораженной поверхности кожи. Со временем больная кожа отрывается, пораженный участок приобретает нормальный вид и эластичность, все болезненно ощущения исчезают.

Механическое повреждение возникает из-за резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под воздействием электрического тока, проходящего через человека. В этом случае сухожилия, кожа, кровеносные сосуды и нервные волокна могут разорваться. Кроме того, могут возникнуть вывихи суставов и переломы костей. Механические травмы встречаются редко, но обычно это серьезные травмы, которые требуют длительного лечения. 

Электрофтальмия это воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия потока ультрафиолетовых лучей, создаваемых электрической дугой. Электрофтальмия развивается через 4 ... 8 часов после ультрафиолетового облучения. В этом случае наблюдается покраснение и воспаление кожи и слизистых век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, судороги век и частичное ослепление. Жертва испытывает головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся от света. В тяжелых случаях прозрачность роговицы нарушается, зрачок сужается. Болезнь обычно длится несколько дней. Однако в случае поражения роговицы лечение является более сложным и трудоемким. 

Общие электрические травмы

Электрический шок это общее биологическое воздействие электрического тока на организм, которое проявляется в виде рефлекторного (непроизвольного) возбуждения живых тканей организма током, протекающим через них. Электрический шок это автоматическая реакция (рефлекс) организма на внешнюю стимуляцию, вызванную электрическим током. Этот тип воздействия электрического тока выражен очень резко, так как он вызван действием электрического тока через нервную систему. Электрический шок может вызвать мышечные спазмы, остановку дыхания, сердечную недостаточность и шок. 

Известно, что когда через тело человека протекает переменный ток промышленной частоты, начало его ощущения у разных людей происходит при разной силе тока и лежит в диапазоне от 0,8 до 3 мА, что объясняется индивидуальными характеристиками человек. Наблюдения установили, что 99,5% всех людей начинают ощущать ток в 1 мА, который принимается за порог незаметного тока. Когда ток протекает через тело, лишь немного превышая порог незаметного тока, человек ощущает слабый зуд, покалывание и покалывание кожи в точке контакта с электродом. При дальнейшем увеличении тока (до 5 мА) интенсивность неприятных раздражающих ощущений возрастает, при этом появляются непроизвольные сокращения (судороги) мышц рук и предплечий. Однако эти конвульсии все еще таковы, что человек может самостоятельно преодолеть их и разорвать цепь тока, протекающего через него, без посторонней помощи, хотя и с трудом. Другими словами, эти конвульсии и вызывающие их потоки отпустят человека. 

Начиная с 6 мА, отдельные люди (0,5%) больше не могут самостоятельно разрывать цепь тока, протекающего через них, то есть ток становится для них не пускающим. Следовательно, ток 6 мА принимается как пороговый ток расцепления. 

Шок это серьезное общее нарушение всех функций организма (кровообращение, дыхание, обмен веществ и т. д.), вызванное сильным психическим шоком или внезапным физическим воздействием, которое может сопровождать электрический шок. Шок может длиться от нескольких десятков минут до суток. Если пострадавшему не оказывается своевременная медицинская помощь, то смерть наступает в результате полного вымирания жизненно важных функций организма. 

Можно сделать вывод, что смерть от поражения электрическим током может наступить в результате следующих повреждений организма:

• нарушение сердечной деятельности;
• прекращение дыхания;
• шок;
• сильные ожоги (обычно при напряжениях выше 1000 В).

Очень часто смерть наступает в результате одновременного действия нескольких из вышеперечисленных причин, поскольку в организме человека все его жизненные функции взаимосвязаны.

Прекращение дыхания и прекращение кровообращения (без пульса) являются первыми внешними признаками смерти. Тем не менее, есть две основные стадии смерти: 

• клиническая (или «мнимая») смерть;
• биологическая смерть.

Клиническая смерть это переходное состояние от жизни к смерти, которое наступает с момента прекращения деятельности сердца и легких. Продолжительность клинической смерти определяется периодом времени от момента прекращения кровообращения и дыхания до начала гибели клеток в коре головного мозга. Для большинства нормальных людей это время не превышает 6 минут. Если в течение этого периода начать оказывать пострадавшему соответствующую помощь, то дальнейшее развитие смерти может быть приостановлено, а жизнь человека сохранена. Если жертве не оказывается своевременная помощь, то клиническая смерть превращается в биологическую смерть, которая понимается как необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и разрушением белковых структур. После этого становится невозможным спасти человека. 

Факторы, определяющие исход поражения электрическим током

Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током, включают в себя: величина тока, величина напряжения, длительность действия, тип и частота тока, путь цепи, сопротивление человека, окружающая среда, фактор внимания.

По величине тока токи делятся на:

• незаметный (0,6-1,6 мА);
• ощутимый (3 мА);
• высвобождение (6 мА);
• не высвобождающий (10-15 мА);
• удушье (25-50 мА);
• фибрилляция (100-200 мА);
• тепловые эффекты (5А и выше).

Постоянные и переменные токи оказывают различное влияние на организм, в основном при напряжениях до 500 В. При таких напряжениях степень повреждения постоянным током меньше, чем у переменных токов одинаковой величины. При тех же условиях 120 В пост. Тока считается опасным эквивалентом рабочей частоты 40 В переменного тока. При напряжении 500 В и выше различий в действии постоянного и переменного тока практически нет. 

Исследования показали, что наиболее неблагоприятными для человека являются токи промышленной частоты (50 Гц). С увеличением частоты (более 50 Гц) значение не высвобождающего тока увеличивается. С уменьшением частоты (с 50 Гц до 0) значение не высвобождающего тока также увеличивается, и при нулевой частоте (постоянный ток является болезненным эффектом) они становятся примерно в три раза больше. 

Значения тока фибрилляции на частотах 50-100 Гц равны, при увеличении частоты до 200 Гц этот ток увеличивается примерно в 2 раза, а на частоте 400 Гц почти в 3,5 раза.

Когда человек касается живых частей, текущий путь может быть другим. Всего существует 18 вариантов способов закрыть ток через человека.

Основными из них являются: 

• голова ноги;
• рука рука;
• правая рука ноги;
• левая рука ноги;
• нога нога.

Степень повреждения в этих случаях зависит от того, какие органы человека подвергаются воздействию тока, и от величины тока, проходящего непосредственно через сердце. Так, когда ток течет по пути «рука рука», 3,3% от общего тока проходит через сердце, по пути «левая рука нога» 3,7%, «правая рука нога» 6,7%, «нога нога» «0,4%. Величина не высвобождающего тока на пути от руки к руке примерно в два раза меньше, чем на пути от руки к ноге. 

Величина тока, проходящего через любую часть тела человека, зависит от приложенного напряжения (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления, создаваемого током этой частью тела.

Существует нелинейная зависимость между действующим током и напряжением: с увеличением напряжения ток растет быстрее. Это в основном связано с нелинейностью электрического сопротивления организма человека. В области между двумя электродами электрическое сопротивление человеческого тела в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, соприкасающихся с электродами, и внутреннего сопротивления остальной части тела. Плохо проводящий ток это внешний слой оболочки, примыкающий к электроду, а внутренняя ткань под слабопроводящим слоем как бы образует конденсаторные пластины с емкостью C и его изоляционным сопротивлением V n, с увеличением частоты тока сопротивление человеческого тела уменьшается, а на высоких частотах оно практически становится равным внутреннему сопротивлению. 

При напряжении 40-45 В на электродах значительная напряженность поля появляется во внешнем слое оболочки, что полностью или частично нарушает полупроводниковые свойства этого слоя. При увеличении напряжения сопротивление тела уменьшается, а при напряжении 100-200 В оно падает до значения внутреннего сопротивления тела. Это сопротивление для практических расчетов можно принять равным 1000 Ом. 

Влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящая пыль и другие факторы окружающей среды оказывают дополнительное влияние на состояние электробезопасности. Во влажных помещениях с высокими температурами или электрическими установками вне помещения развиваются неблагоприятные условия, при которых обеспечивается лучший контакт с токоведущими частями. Наличие заземленных металлических конструкций и полов создает повышенный риск получения травм из-за того, что человек почти постоянно подключен к одному полюсу (заземлению) электроустановки. Проводящая пыль также улучшает условия для электрического контакта человека с токоведущими частями и землей. 

Влияние продолжительности

С увеличением продолжительности действия тока опасность и последствия воздействия тока на организм возрастают.

При длительном протекании тока это происходит из-за увеличения тепловыделения, которое приводит к потоотделению, увлажнению кожи, снижению сопротивляемости человеческого организма и, как следствие, к увеличению тока и увеличению опасности.

При кратковременном воздействии тока (менее 1 с) опасность зависит от того, какая фаза работы сердца совпадает с моментом прохождения тока. Известно, что у каждого кардиоцикла длительностью около 1 с сердце на 0,1 с. находится в расслабленном состоянии и в это время особенно чувствителен к прохождению тока, что увеличивает вероятность фибрилляции. При длительности более 1 с ток не может не совпадать с этим состоянием сердца. С уменьшением длительности тока вероятность совпадения момента прохождения тока с расслабленным состоянием сердца уменьшается, что снижает риск травмы. 

Тяжесть исхода электрической травмы зависит от физического состояния пострадавшего на момент травмы, прежде всего от состояния нервной системы. Недостаток внимания, депрессия, алкогольное опьянение, а также некоторые заболевания все эти факторы увеличивают вероятность тяжелых и смертельных поражений электрическим током. 

Некоторые заболевания повышают риск поражения электрическим током. В соответствии с приказом Министерства здравоохранения в перечень медицинских противопоказаний для приема на работу по обслуживанию существующих электроустановок входят: психические заболевания со значительными изменениями личности; органические заболевания центральной нервной системы, включая эпилепсию и эпилептиформные состояния; наркомания, токсикомания, хронический алкоголизм; гипертоническая болезнь II и III стадии, ишемическая болезнь сердца (стенокардия с частыми приступами) и др. 

Заключение

Фактор внимания оказывает большое влияние на исход поражения электрическим током. Неожиданность поражения, испуг создают дополнительную нагрузку на нервную систему и приводят к снижению электрического сопротивления организма человека, что усложняет условия поражения.

Если человек знает о наличии потенциальной опасности поражения электрическим током и находится в состоянии направленного внимания, то поражение электрическим током (если оно происходит случайно) не будет для него неожиданным и, как правило, намного проще. Это объясняется тем, что под воздействием интенсивного внимания кровообращение центральной нервной системы увеличивается.

Это вызывает повышенное потребление кислорода, что, в свою очередь, приводит к увеличению числа электронов, участвующих в биохимических метаболических реакциях. Увеличенный поток электронов сложнее прервать импульсом тока. Поэтому сосредоточенный человек, внимательный к опасности, менее подвержен действию тока. Таким образом, фактор внимания является одним из решающих факторов для исхода поражения. 

Из рассмотренных критериев электробезопасности следует, что защита человека от воздействия напряжений прикосновения и токов может быть обеспечена либо путем проектирования электрических установок, технических методов и защитного оборудования, либо путем уменьшения тока, протекающего через тело человека, или путем сокращения времени его воздействия.