какой ток опаснее постоянный или переменный

Электричество дало человеку много того, без чего нынешний мир не казался бы нормальным. Однако ток также может навредить, причем с летальным исходом. Подробнее о том, какой ток опаснее и какое напряжение может выдержать человек — читайте в статье.

Принцип воздействия тока

И прежде всего нужно рассмотреть то, как опасные для человека токи воздействуют на него. Если сравнивать его с другими опасными явлениями, то основную разницу составит тот факт, что у него ни цвета, ни запаха. Любой ток фактически невидим для человека и это совершенно не означает, что его соприкосновение с телом безопасно. В основном оказывается воздействие следующего типа:

1. Термическое. Оно выражается в ожогах по всему телу, а также сильному нагреву сосудов и нервных окончаний.
2. Электролитическое. Это воздействие причина разложения крови и прочих жидкостей в организме. Оно происходит посредством электролиза, что также затрагивает физико-химическую составляющую жидкости в организме. Если же говорить проще, то кровь загустевает, заряд белков изменяется и в организме начинает парообразование.
3. Биологическое. Причина всех судорог и сокращений, так как действие электротока закономерно сопровождается раздражением всех органов.

Теперь, когда есть основы, можно перейти к величинам, опасным для жизни человека.

Опасное напряжение

В первую очередь отметим, что думать о наличии опасного и неопасного электрического тока ошибочно — любое воздействие негативно, отличается лишь степень вреда. Причина, по которой один человек пострадает меньше, а другой больше, обусловлена внутренним сопротивлением. Оно же зависит от толщины кожи, уровня влажности помещения, в котором произошло соприкосновение, и тела человека, а также путь тока.

И этому нужно уделить отдельное внимание, потому что самое опасное протекание тока для жизни человека либо через ногу и голову, либо через руку и голову. Это объясняется тем, что ток проходит через сердце, мозг и легкие. И если напряжение постоянного или переменного тока при этом большое, то в худших случаях это вызывает остановку сердца или органов дыхания.

Установлено, что постоянный ток для человека чуть безопаснее переменного, если все происходит в рамках сетей до 500 В. И стоит напряжению начать расти, вместе с ним растет опасность для человека.

Однако это не все, потому что важно также учитывать частоту сети. Если взять для рассмотрения 500 Гц, то несколько безопаснее, чем промышленные 50 Гц. Обусловлено это тем, что с повышением частоты постепенно проявляется Skin Effect, суть которого заключается в прохождении тока по поверхности проводника, благодаря чему внутренние органы не затрагиваются.

Финальное же значение опасности тока для человека представляет собой время. Если продолжительно находится под постоянным током или переменным, то урон будет выше, чем кратковременный удар им. И, хотя здесь также нужно учитывать силу тока, чтобы дать однозначный ответ, но чем меньше времени под воздействием, тем лучше.

Дополнительные воздействия

Помимо прочего, нужно также учитывать другие воздействия, которые создает постоянный и переменный ток, проходя через тело человека. К таковым относят:

1. Электрический удар. Он провоцирует возбуждение всех тканей, что приводит к судорогам и их последствиям. В числе таковых могут быть потеря сознание, нарушение дыхания или работы сердца, а также летальный исход.
2. Электрическая травма. Это повреждения, что наносятся телу напрямую. Существует две разновидности оных:
   • Электрический ожог.  Он делится на токовый, что представляет собой прохождение тока через все тело, а также дуговой, появление которого происходит между проводником и человеком. Его можно отчетливо определить по той дуге, что появляется при контакте. И он также в несколько раз опаснее токового, так как его температура может в несколько раз выше.
   • Металлизация кожи. Явление, что означает при попадании частиц металла в кожу. Следствием этого становится повышение проводимости и большая травмоопасность.

Помнить стоит также об электрических метках, что представляют собой места, куда ток вошел и откуда он вышел.

Какой ток опаснее: постоянный или переменный

Когда разобраны основы, нужно определить какой ток для жизни опаснее постоянный или переменный. Ответ на этот вопрос прост — переменный ток опаснее постоянного. И вот почему:

• одинаковый эффект обоих типов тока может быть только в том случае, когда мощность постоянного превысит переменный в 4 раза;
• причиной летального исхода становится фибрилляция желудочков, риск получений которой значительно выше, когда на организм воздействует переменный ток;
• существует правило: если частота меньше, то сопротивление выше, однако для переменного, минимальное значение частоты которого почти что всегда достигает 50 Гц, сопротивление низкое.

Избежать же подобного воздействия можно не только с помощью техники безопасности, но и соблюдение пуэ — правил устройства электроустановок.

Обоснованность опасности

Ранее мы затронули вкратце то, почему постоянный и переменный ток опасен для человека. Пришло время разобрать все факторы подробнее. Существует четыре фактора:

1. Сила тока и напряжение. Сила тока измеряется в миллиамперах (мА). Так, для переменного достаточно значение от 10 до 15 мА под «стандартным» напряжением в 120 В, а для постоянного порядка 50-80 с напряжением в U=42 B, чтобы нанести вред человеку. Однако не стоит думать, что постоянный поэтому становится безопаснее, потому что при тех же 500 В оба в наносимом ущербе становятся равны.
2. Продолжительность. Всем очевидно, что чем дольше находится под ударом тока, тем хуже. Однако не каждый знает почему это так. Долгое нахождение под воздействием тока разрушает эпидермис и, как следствие, снижает сопротивление тела, что автоматически «увеличивает» силу тока.
3. Частота. она представляет собой значение колебаний полюсов сети, которое в странах СНГ достигает 50 Гц. Однако к постоянному току эта единица измерения отношения не имеет, так как в его случае электроны движутся в одном направлении. Уже рассмотренный Skin Effect достигается при частоте, что выше 20 кГЦ, и это было доказано Николой Теслой опытным путем.
4. Сопротивление. Понимание того, как это устроено, не требует особых знаний. Стоит запомнить только то, что повышение сопротивления связано с меньшей силой тока, и наоборот. Если на теле есть сухие и огрубевшие участки кожи, то они могут выступить в качестве диэлектрика, что установит значение сопротивления тела от 40000 до 100000 Ом.
   • высокая температура тела;
   • поврежденный эпидермис;
   • высокая влажность окружения.

Потоотделение также снижает сопротивление тела, потому что представляет собой влажность и повышенную температуру.

Теперь мы не только знаем какие значения не безопасны для людей, но и почему это так.

Последствия удара током

И хотя любой опасный ток в большинстве случаев для человека будет опасен, последствия его воздействия имеют ряд различий. Это зависит от той системы организма, на которую пришелся основной урон:

1. Нервная. В этом случае может быть потеря сознания или памяти, в особых случаях навсегда. Если было оказано воздействие на нервы, то может произойти нарушение чувствительности или двигательной активности как таковой. Существует также прецеденты, когда появляются патологические рефлексы и постепенное исчезновение физиологических.
   В случаях воздействия высокого напряжения, происходит расстройство ЦНС и дальнейшее торможение всех центров, отвечающих за дыхательной и сердечной деятельностью.
2. Сердечно-сосудистая. Здесь основу составляет функциональный вред, который представляет собой синусовую аритмию и тахикардию, а также блокады и экстрасистолия. Возможно также внутреннее кровотечение за счет повреждения стенок сосудов.
3. Органы чувств. В основном это шум в ушах или снижение чувствительности конечностей. Может быть также разрыв барабанных перепонок и глухота. При повреждении глаз есть вероятность возникновения кератита, хориоидита и катаракты.
4. Долгосрочный вред. Удар током не всегда проходит бесследно даже после устранения вреда, наступившего сразу. Так, у человека в дальнейшем может возникнуть невриты или трофические язвы. В рамках сердечно-сосудистой системы происходят нарушения в проводимости импульсов. Ожоги, причиной которых стал электрический удар, заживают, однако в редких случаях развивают деформацию опорно-двигательного аппарата. Последующее воздействие тока способно спровоцировать артериосклероз или вегетативные изменения.

Опасность составляет также и то, что полностью вылечить человека после такого можно не всегда. В особых случаях тяжело даже нивелировать пассивные боли, которые испытывает человек.

Избежать вреда от тока намного проще, чем может показаться. Использовать устройства, что соблюдают ПЭУ, а также не трогать электроприборы мокрыми руками — базовые требования безопасности — позволят значительно снизить вероятность удара.

Видео по теме

Хорошая реклама

 

Смертельный ток для человека в Амперах, какая величина

Современная жизнь очень тесно связана с электричеством. Постепенно арсенал домашних электроприборов все больше увеличивается. Некоторые решаются сами проводить установку оборудования, проводить электропроводку или ремонтировать электрооборудование.

Все это сопряжено с тесным контактом человека и тока. Незнание элементарных правил обращения с электричеством может привести к травме или даже смерти. Далее узнаем, какой смертельный ток для человека, что из себя представляет ток, какие травмы он может принести и некоторые другие вопросы.

В чем опасность удара электрическим током

Иногда важно знать не то, какая сила тока может убить человека, а реакцию человека и внешнюю обстановку. Как правило, для человека получение удара от электрического тока происходит неожиданно. В силу этого человек может делать непроизвольные движения и необдуманные поступки.

Например, стоя на стремянке и получив удар током, человек может потерять равновесие и упасть с высоты и получить серьезные травмы. Неслучайно в правилах по технике безопасности приводится множество правил, как правильно работать с электроприборами.

Смертельная сила тока для человека определяется продолжительностью воздействия, чем больше продолжительность, тем большие травмы наносятся телу.

Находясь под действием тока, человек может испытывать болезненные ощущения, что может привести к шоку. Могут обостриться хронические заболевания или появиться новые. При более серьезной травме возможна временная, длительная или постоянная потеря трудоспособности.

Действие тока опасно еще и тем, что он действует на работу сердца и легких, в тяжелых случаях полностью останавливая их работу. Какая сила тока смертельна для человека, определяется путями прохождения электрического тока.

Опасные пути прохождения электрического тока через тело

Если рассматривать статистику, то около 40% ток поражает человека через руки. При этом через сердце проходит 3,3% от общего тока. В этом случае смертельный ток для человека повышается, увеличивая его шанс к выживанию.

На втором месте идет поражение через правую руку в одну или обе ноги. Поскольку большинство людей правши, то показатель составляет 20%.
Процентное соотношение тока, проходящего через сердце, увеличивается более чем в два раза и достигает 6,7%. Значение смертельной силы тока для человека резко понижается, увеличивая шанс тяжелых травм или смерти.

Левшам, или людям, коснувшимся левой рукой находящейся под напряжением цепи, достается 17%. В этом случае через сердце проходит 3,7%, увеличивая их шанс на благополучный исход.

Самым безопасным является путь тока через ноги. Сердцу достается всего 0,4% от общего потока. Но такое поражение сравнительно редко, ему подвержены только 6% от общего числа всех пострадавших.

Самым тяжелым случаем является путь тока через голову. Если цепь соединяется через голову и ноги, то через сердечную мышцу проходит 6,8% всей силы тока. К счастью, таких случаев только 5%. Однако если цепь состоит из головы и рук, то на сердце обрушивается максимальный поток, составляющий 7%. Таких случаев зафиксировано 4%.

Виды электрических травм

Все травмы, полученные от поражения электрическим током, можно разделить на четыре вида:

1. термические;
2. электролитические;
3. механические;
4. биологические.

Термическое воздействие. Тело человека состоит примерно из 80% воды, в которой растворены соли и минералы или находятся во взвешенном состоянии другие элементы. Это делает воду электролитом, который довольно хорошо проводит электричество, а оно, в свою очередь, производит работу, то есть нагревает все тело. Это происходит при малых токах и длительном воздействии. При больших токах происходит выгорание тканей на пути прохода электричества.

Под электролитическим подразумевается распад жидкости (крови, лимфы), из-за чего она уже не может выполнять свои функции.

К механическим относятся: разрыв кровеносных сосудов из-за давления пара, обрыв сухожилий и перелом костей из-за сокращения мышц.

Биологические нарушения – это нарушение кровообращения, дыхания и других органов. Для того чтобы понять, ток какой силы смертельно опасен для человека, следует учесть сопротивление тела человека.

Сопротивление человека и от чего оно зависит

Сопротивление тела человека чисто индивидуально и может сильно отличаться между индивидуумами. Складывается оно из сопротивления эпидермиса – наружного покрова и внутренних органов.

Чтобы вывести таблицы и схемы это значение условно принимается за 1 000 Ом или 1 кОм. Однако, это правило справедливо при непосредственном контакте тела.

Если ток проходит через ноги, сопротивление складывается из сопротивления тела, одежды, обуви и поверхности, на которой стоит человек. Поэтому если в первом случае смертельный ток для человека имеет одно значение, то во втором оно будет совершенно другим.

Кроме того, на сопротивление человека влияет множество других факторов. Например, здоровые сильные люди обладают большим сопротивлением, чем больные и слабые.

Вспотевшее тело уменьшает сопротивление, это же происходит, если человек возбужден или находится в подавленном состоянии. Поэтому очень сложно определить, какой ток будет проходить при тех или иных условиях. Тем не менее теоретически определено, каким будет смертельный ток для человека в амперах.

Какая величина тока считается смертельной для человека

Сила тока в 1 А — очень большая величина, поэтому чтобы определить смертельный ток для человека, используют меньшую величину – миллиамперы, мА. В 1 А содержится 1 000 мА.

Стоит уточнить, что смертельным ток становится не только из-за действия на органы, но и неспособности человека самостоятельно освободиться от действия электричества.

Так, при переменном токе силой 10–15 мА человек уже не может самостоятельно разжать пальцы рук и, продолжая находиться под действием тока, он подвергается смертельной угрозе. Для постоянного тока это значение составляет 50–80 мА.

При этом отмечаются четыре последствия воздействия тока:

• без потери сознания;
• с потерей сознания;
• клиническая смерть;
• биологическая смерть.

Находясь в сознании, человек еще может рассуждать и позвать на помощь, что увеличивает его шанс на выживание и получение наименьшего ущерба.

При потере сознания риск умереть резко возрастает. Токи более 80–100 мА переменного и 300 мА постоянного напряжения вызывают фибрилляцию сердца и (или) прекращение работы легких. При этом наступает клиническая смерть, продолжающаяся 5–7 минут.

Величина электрического тока более 100 миллиАмпер считается смертельно опасной. Такой ток вызывает остановку дыхания и фибрилляцию сердца.

Если в течение этого времени удается оказать человеку первую помощь, он может выжить. Биологическая смерть начинается с отмирания клеток головного мозга, после чего человека уже невозможно вернуть к жизни.

Длительность протекания тока

Чем быстрее освобождают человека от действия электричества, тем больший ток он может выдержать. В приведенной ниже таблице видно, как продолжительность воздействия влияет на максимально допустимый переменный ток.

При малых токах порядка 1,1 мА частотой 50 Гц и 6 мА постоянного значения человек начинает чувствовать прохождение электричества.

В случае с переменным напряжением это будет сопровождаться слабым зудом и пощипыванием, а постоянный ток дает ощущение нагрева в месте соприкосновения с источником тока.

Если переменный ток до 5 А вызывает фибрилляцию – хаотичное сокращение сердечных мышц, то свыше 5 А сразу происходит остановка сердца. Но даже и в этом случае можно спасти человека, если действие тока было продолжительностью не более 1–2 секунды.

Почему переменный ток опаснее постоянного

Самым опасным является ток частотой 20-1 000 Гц. Он примерно в три раза опаснее постоянного напряжения. Однако при дальнейшем повышении частоты опасность переменного напряжения снижается.

Если частота превышает 500 кГц, они уже не являются смертельными, но это не значит, что человек совсем не может от них пострадать. Термическое поражение остается как от прохождения тока, так и от электрической дуги.

Остается подвести итог. На последствия от поражения электрическим током влияют: напряжение, его род, сила тока, частота переменного напряжения и сопротивление человека.

Особенно важны: в каком состоянии находится человек, его особенности, как проходит ток, и сколько времени он оказывает воздействие. Не стоит забывать и об окружающей среде, влажность и повышенная температура способствуют поражению.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

ток или напряжение, и почему это происходит?

Опасность электричества не миф, хуже того, несмотря на всеобщую осведомленность об этом факте, практически каждый человек может сказать, что ему доводилось при каких-то обстоятельствах ощутить на собственной шкуре электрический удар. Исход подобного воздействия не обязательно плачевен, однако, опасность летального исхода – это неотъемлемый спутник халатного обращения с электричеством.

Именно поэтому на электроустановках устанавливают предупреждающие плакаты, например, «Высокое напряжение! Опасно для жизни!» или «Не влезай! Убьет!». В связи с чем у многих возникает путаница, что убивает ток или напряжение, чего же им стоит опасаться.

В чем отличие между током и напряжением?

Если рассмотреть физический процесс, то электрическая энергия имеет множество различных характеристик, среди которых наиболее часто рассматриваются напряжение и ток. Сразу заметим, что это не одно и то же, но обе они взаимосвязаны.

В каждом веществе присутствует несчетное количество мельчайших атомов, в которых происходит электромагнитное взаимодействие между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами, вращающимися вокруг ядра. В нормальном состоянии элементарные частицы находятся в балансе – заряд ядра полностью скомпенсирован зарядами электронов. Но, воздействие электромагнитного поля на атомы приводит наиболее удаленные электроны в движение, и атомы выходят из равновесия – получают определенный заряд.

Рис. 1. Строение атома

Под напряжением следует понимать разницу между двумя зарядами – в одной точке энергии больше, а в другой меньше. Можно провести аналогию с сообщающимися сосудами, если воды в одной трубке больше, а во второй меньше, то при их соединении вода из первой будет перетекать во вторую. Так же и с напряжением – потенциально в каждой точке имеется определенный заряд энергии, созданный электромагнитным полем, но до тех пор, пока эти точки не соединятся электрической цепью, заряженные частицы не начнут направленного движения.

Рис. 2. Что такое напряжение

Но, с появлением связующей цепи, напряжение между двумя точками приведет к направленному движению заряженных частиц. Это явление получило название электрического тока.

В зависимости от особенностей источника электрической энергии напряжение и ток могут носить:

• постоянный характер – не зависимо от наличия или отсутствия нагрузки, величина напряжения не меняется, относится к источникам неограниченной мощности;
• изменяться в зависимости от величины нагрузки – относятся к источника с ограниченной мощностью, где величина питающего напряжения снижается при замыкании цепи;
• временный – при подключении нагрузки к источнику питания заряд полностью рассеивается через короткий промежуток времени, это конденсаторы, в некоторых ситуациях наведенное напряжение.

Поэтому ток не может протекать без наличия напряжения на участке цепи, но именно ток определяет интенсивность воздействия электрической энергии на человека.

Воздействие тока и напряжения на организм

Чтобы определить степень воздействия на человека, следует отметить, что тело представляет собой проводник электрической энергии, через который может свободно протекать электрический ток. Однако, согласно закону Ома, сила тока на любом участке электрической цепи  прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку и обратно пропорциональна сопротивлению:

I = U/R;

где

• I – сила тока;  
• U – величина приложенного напряжения;
• R – сопротивление тела человека.

Рис. 3: от чего зависит сила тока

Как можно судить из вышеприведенного выражения, чем больше омическое сопротивление, тем меньше ток, протекающий через человека. Напряжение электрической сети – величина постоянная и мало зависящая от того, что к ней подключено.

А вот на сопротивление человека влияют многие факторы:

• состояние кожных покровов в местах прикосновения к токоведущим частям;
• увлажненность кожи;
• общее физиологическое состояние организма;
• состав крови.

Помимо этого прохождение тока будет зависеть и от состава напольного покрытия, если цепь замкнется через ноги. В среднем, сопротивление человека принимается равным 1000 Ом, сухая кожа может иметь сопротивление в 100 000 Ом, но рассчитывать на такой показатель не стоит. Если рассмотреть ситуацию, когда 220 вольт приложено к человеку с сопротивлением 1000 Ом, то удар током достигнет 0,22А  или 220 мА, а это опасная величина.

Чтобы представлять себе всю картину, нужно знать следующее:

• при 1 – 10 мА удар электрическим током не ощущается, человек свободно отпустит токоведущий элемент без угрозы для собственной жизни;
• от 15 – 50 мА воздействие электричества вызывает сокращения мышц и болезненные ощущения, самостоятельное освобождение человека может оказаться затруднительным;
• от 50 – 100 мА воздействие электрического тока затрагивает сердце, поэтому становится опасным для жизни;
• от 100 – 200 мА поражение электрической энергией может нанести летальный урон организму.

Вышеприведенные данные справедливы для переменного тока частотой 50 Гц, это обуславливается наличием амплитудных составляющих и пикового значения, как в положительную, так и в отрицательную сторону.  При постоянном токе опасное для жизни значение считается от 300 мА и выше.

Более детально о воздействии электрического тока на организм человека было изложено в нашей статье: https://www.asutpp.ru/dejstvie-elektricheskogo-toka-na-organizm-cheloveka.html

Подводя итоги

Как видите, токовая составляющая, воздействующая на человека, и определяет, какие ситуации считаются опасными, а какие нет. Но, в то же время, без разности потенциалов электрический ток вообще протекать через человека не будет. Прямой тому пример – выполнение работ под напряжением, когда человек свободно касается проводов, а смертельно опасное электричество его не бьет. Проблема решается изолирующей вставкой между землей и ногами человека, которая разрывает электрическую цепь.

Рис. 4. Работа под напряжением с изолированной вышки

Помимо этого существует целый разряд электроустановок, которые относятся к безопасным за счет питания низким напряжением. Так, потенциально безопасными можно назвать уровни не более 42 В переменного и 100 В постоянного, а все остальные относятся к опасному или высокому напряжению.  Но не испытывайте судьбу, лучше перестраховаться и воспользоваться средствами индивидуальной защиты, а в любой непонятной ситуации воздержаться от взаимодействия с электроустановкой, оборванными проводами или корпусом поломанного бытового прибора, включенного в сеть.

Видео пояснение

Что бьёт и убивает? Ток или напряжение? Выясним раз и навсегда

Watch this video on YouTube

Узнаем какой ток опасен – переменный или постоянный? Результаты исследований

Напряжение 220 В «заходит» в любую современную квартиру, а далее расходится по розеткам. Следовательно, у людей в квартирах всегда есть опасность поражения током. Однако ток в розетке всегда является переменным, и его направление потока электронов меняется 100 раз в секунду, то есть меняются полюса «плюс» и «минус» местами. В большинстве случаев человека ударяет током именно переменного типа. Постоянный ток необходим для работы любых бытовых приборов в доме, и он становится постоянным после трансформации в блоке питания. Давайте разберемся, какой ток опасен – переменный или постоянный.

Результат исследований

Благодаря углубленному изучению электротравм, ученым удалось выяснить, какой ток опасен – переменный или постоянный. Ученые Академии наук Киргизии в ходе лабораторных экспериментов на собаках смогли получить новые данные о соотношении опасности постоянного и переменного тока при напряжениях 12, 36, 120 В.

Оказалось, что при стандартной ситуации, когда электроды находятся на конечностях человека, опасность поражения при напряжении 120 В постоянного тока равна опасности поражения при напряжении 42 В переменного тока. Также постоянный ток в сети с напряжением 108 В может поразить человека, равно как и ток в сети с напряжением 36 В.

Все это позволяет понять, какой ток опасен – переменный или постоянный. Оба вида могут нанести вред человеку, вот только в случае с постоянным током напряжение в сети должно быть более высоким. Следовательно, шанс получить ожог или другой урон от постоянного тока намного ниже.

Расположение электродов

Однако еще в 1903 году было установлено, что опасность в большей степени зависит от полюсов источника постоянного тока. В тех случаях, когда электрод с отрицательным полюсом подключен к верхней части тела человека, а электрод с положительным полюсом – к нижней, то опасность поражения намного выше, чем при обратном расположении. Ученый Ажибаев развил это утверждение, и его исследования на собаках подтвердили, что фибрилляция наступает раньше именно при расположении электрода с отрицательным полюсом вверху. Впрочем, реакция у разных животных может проявляться по-разному.

В 1970-1972 гг. были проведены исследования Гудэрски, которые заключались в сравнении оценки действия постоянного тока промышленной частоты. В ходе исследования ученые плавно увеличивали напряжение от нуля, в результате тяжесть поражения животных при постоянном токе была намного ниже (в несколько раз) по сравнению с тяжестью поражения при переменном (частота при этом была равна 50-60 Гц). Это еще раз дает понять, какой ток более опасен – переменный и постоянный.

Кратковременная подача напряжения

Если подавать напряжение обоих видов токов кратковременно, то различия в эффекте будут весьма существенными. Это позволяет ученым утверждать, что мнение о меньшей опасности постоянного тока является ошибочным, по крайней мере для момента образования электрической цепи, проходящей через тело человека, то есть для момента «включения».

Судорожные реакции

Ученые Гудэрски и Тересяк предпринимали попытки объяснить разницу в действии на человека переменного и постоянного тока. Они пришли к выводу, что последний не вызывает судорожных реакций, которые обязательно имеют место при поражении человека переменным током. Также не существует предельных значений постоянного неотпускающего тока и нет биофизических обоснований для формирования защитных мероприятий для защиты человека от поражения именно постоянным током. Впрочем, даже так называемый неотпускающий ток способен вызвать парез мышц рук.

Казалось бы, что теперь предельно ясно, какой ток опаснее. Переменный и постоянный оказывают разное вредное воздействие на человека. И хотя постоянный ток может вызвать судорогу, напряжение сети при этом должно быть настолько высоким, что обеспечить комплекс защитных мер просто невозможно. Если сила постоянного тока будет очень высокой, то есть другая опасность – отброс пострадавшего от ведущих частей, которые находятся под напряжением. Такая особенность при переменном токе наблюдается исключительно редко. В результате отброшенный может получить даже физическую травму, которая в зависимости от условий падения человека может оказаться смертельной. Это окончательно запутывает людей и не дает возможности точно определить, какой ток опасен – переменный или постоянный.

Также стоит отметить, что при прикосновении к токоведущим частям (к примеру, на выпрямителе), где имеет место пульсирующий ток, может привести даже к судорожным реакциям, так как там есть переменная составляющая.

Переменный ток опаснее

К сожалению, ученые до сих пор не могут точно ответить, какой ток опасен – переменный или постоянный, и почему. Эта задача решена сегодня недостаточно, однако попытки ее изучить предпринимаются, ведь ликвидация данного пробела позволит более глубоко изучить биофизику электротравмы, а в дальнейшем эффективнее ее лечить, не говоря уже о возможности создания защитных мер для предотвращения удара человека постоянным током.

Впрочем, можно смело говорить о том, что при плавном росте напряжения опасность постоянного тока для человека гораздо меньше. Удар от него можно получить при напряжении в сети не менее 120 В, в то время как переменный ток способен нанести вред человеку всего лишь при напряжении в сети 42 В. Также ученые в ходе исследований пришли к выводу, что вероятность образования опасной электрической цепи в теле человека выше при поражении переменным током.

В заключение

Теперь мы понимаем, почему и какой ток опасный – переменный или постоянный. Однако постоянный ток наносит меньший вред только в бытовых условиях (дома), а поражение человека постоянным током при очень высоком напряжении может просто сильно отбросить его, что нанесен механическую травму.

Переменный ток — Energy Education

Переменный ток (AC) — это тип электрического тока, вырабатываемого подавляющим большинством электростанций и используемого в большинстве систем распределения электроэнергии. Переменный ток дешевле генерировать и имеет меньше потерь энергии, чем постоянный ток при передаче электроэнергии на большие расстояния. ^[1] Хотя для очень больших расстояний (более 1000 км) постоянный ток часто может быть лучше. В отличие от постоянного тока, направление и сила переменного тока меняются много раз в секунду.

Недвижимость

Рис. 1. Анимация из симуляции PhET ^[2] переменного тока, которая значительно замедлена. См. Для сравнения постоянный ток.

Переменный ток изменяет направление потока заряда (60 раз в секунду в Северной Америке (60 Гц) и 50 раз в секунду в Европе (50 Гц)). Обычно это вызвано синусоидально изменяющимися током и напряжением, которые меняют направление, создавая периодическое движение назад и вперед для тока (см. Рисунок 1).Несмотря на то, что этот ток течет вперед и назад много раз в секунду, энергия по-прежнему непрерывно течет от электростанции к электронным устройствам.

Основным преимуществом переменного тока является то, что его напряжение можно относительно легко изменить с помощью трансформатора, который позволяет передавать мощность при очень высоких напряжениях, прежде чем понижать их до более безопасных напряжений для коммерческого и жилого использования. ^[3] Это минимизирует потери энергии, как показано ниже ^[4] (более подробную информацию см. В схемах жилых домов):

[математика] P_ {lost} = I ^ {2} R [/ math]

Мощность, передаваемая по линии, однако, имеет другое выражение:

[math] P_ {передано} = IV [/ math]

Как видно из первого уравнения, потери мощности при передаче пропорциональны квадрату тока, проходящего через провод.Следовательно, предпочтительно минимизировать ток через провод, чтобы уменьшить потери энергии. Конечно, минимизация сопротивления также уменьшит потери энергии, но ток оказывает гораздо большее влияние на количество потерянной энергии из-за того, что его значение возводится в квадрат. Второе уравнение показывает, что если напряжение увеличивается, ток уменьшается эквивалентно для передачи той же мощности. Следовательно, напряжение в линиях передачи очень высокое, что снижает ток, что, в свою очередь, сводит к минимуму потери энергии при передаче.Вот почему переменный ток предпочтительнее постоянного тока для передачи электричества, так как намного дешевле изменить напряжение переменного тока. Однако существует предел, при котором использование переменного тока больше не выгодно по сравнению с постоянным током (см. Передача HVDC).

Использование и преимущества

Большинство устройств (например, большие заводские динамо-машины), которые напрямую подключены к электросети, работают на переменном токе, а электрические розетки в домах и коммерческих помещениях также подают переменный ток.Устройства, которым требуется постоянный ток, например ноутбуки, обычно имеют адаптер переменного тока, который преобразует переменный ток в постоянный. ^[5]

Переменный ток является предпочтительным во всем мире, поскольку он имеет много явных преимуществ по сравнению с постоянным током. Для полной разбивки различий между ними см. AC vs DC. Некоторые преимущества включают: ^[6]

• Дешевое и эффективное повышение напряжения с помощью трансформаторов. Как объяснялось выше, это позволяет осуществлять энергоэффективную передачу электроэнергии по линиям электропередач.Эта эффективная передача энергии экономит энергетическим компаниям и потребителям много денег и помогает снизить загрязнение, поскольку электростанциям не нужно компенсировать потерю электроэнергии за счет большего количества топлива.
• Низкие затраты на обслуживание высокоскоростных двигателей переменного тока.
• Легко прерывать ток (например, с помощью автоматического выключателя), поскольку ток естественным образом стремится к нулю каждые 1/2 цикла. Например, автоматический выключатель может прерывать примерно 1/20 постоянного тока, а не переменного тока.

Phet Simulation

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета, которая исследует, как работает переменный ток.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

.

Какой ток опасен — переменный или постоянный? результаты исследования — Среднее образование и школы

Напряжение 220 В «приходит» в любую современную квартиру, а потом расходится по розеткам. Следовательно, люди в квартирах всегда подвергаются опасности поражения электрическим током. Однако ток в розетке всегда переменный, а его направление потока электронов меняется 100 раз в секунду, то есть полюса «плюс» и «минус» местами. В большинстве случаев человека поражают током именно переменного типа.Постоянный ток необходим для работы любой бытовой техники в доме, и он становится постоянным после преобразования в блоке питания. Разберемся, какой ток опасен — переменный или постоянный.

Результат исследования

Благодаря тщательному изучению электрических повреждений ученые смогли выяснить, какой ток опасен — переменный или постоянный. Ученые Кыргызской академии наук в ходе лабораторных экспериментов на собаках смогли получить новые данные о соотношении опасности постоянного и переменного тока напряжением 12, 36, 120 В.

Оказалось, что в стандартной ситуации, когда электроды находятся на конечностях человека, опасность травмирования при напряжении 120 В постоянного тока равна опасности повреждения при напряжении 42 В переменного тока. Также постоянный ток в сети с напряжением 108 В может поразить человека, как и ток в сети с напряжением 36 В.

Все это позволяет понять, какой ток опасен — переменный или постоянный. Оба типа могут нанести вред человеку, но в случае постоянного тока напряжение в сети должно быть выше.Следовательно, шанс получить ожог или другое повреждение от постоянного тока намного ниже.

Расположение электродов

Однако еще в 1903 году было установлено, что опасность во многом зависит от полюсов источника постоянного тока. В тех случаях, когда электрод с отрицательным полюсом подсоединяется к верхней части тела человека, а электрод с положительным полюсом — к нижней части, опасность травмирования намного выше, чем при противоположном расположении. Ученый Ажибаев развил это утверждение, и его исследования на собаках подтвердили, что фибрилляция возникает раньше, когда электрод с отрицательным полюсом расположен вверху.Однако реакция у разных животных может проявляться по-разному.

В 1970-1972 годах были проведены исследования по Гудерскому, которые заключались в сопоставлении оценки влияния постоянного тока промышленной частоты. В ходе исследования ученые постепенно увеличивали напряжение от нуля, в результате, тяжесть поражения животных при постоянном токе была намного ниже (в несколько раз) по сравнению с тяжестью поражения при переменном токе (частота 50-60 Гц).Это еще раз дает понять, какой ток опаснее — переменный и постоянный.

Короткое напряжение питания

Если мы приложим напряжения обоих типов токов на короткое время, то различия в действии будут очень значительными. Это позволяет ученым утверждать, что мнение о меньшей опасности постоянного тока ошибочно, по крайней мере, на момент образования

.

переменного или постоянного тока — что более опасно и почему?

Что опаснее — переменный или постоянный ток?

Прежде всего, имейте в виду, что и переменное, и постоянное напряжение и сила тока опасны и опасны. Оба наши друзья и злейшие враги, и они не упустят шанс, если вы дадите ему шанс.

Рис. 1 Разница между переменным и постоянным током

Переменный ток — это больше серийный убийца , поскольку переменный ток с меньшей частотой (50 Гц в ЕС и 60 Гц в США) на опаснее, чем постоянный ток с таким же уровнем напряжения .Другими словами, 230 В переменного тока (или 120 В переменного тока) более опасны, чем 230 В постоянного тока или 120 В постоянного тока соответственно. Но имейте в виду, что DC может поджарить вам , т.е. если мы говорим, что переменный ток более опасен, это не значит, что DC будет играть только с вами. Держитесь подальше и не доверяйте обоим.

Напряжение переменного тока и ток с низкой частотой, например, 50 Гц или 60 Гц, более опасны, чем переменный ток с более высокой частотой (например, 500 или 600 Гц). То же самое, т.е. переменного тока и напряжения в три-пять раз опаснее, чем постоянный ток с таким же уровнем напряжения.

В случае постоянного напряжения и токов, вызывает однократное судорожное сокращение (резкий и неконтролируемый процесс, при котором мышцы становятся короче и напряженнее), которое отталкивает жертву от источника постоянного тока или напряжения , которого они коснулись.

В случае переменного напряжения и тока вызывает тетанию (состояние, характеризующееся периодическими мышечными спазмами) или расширенное сокращение мышц , которое приводит к замораживанию жертвы (или части (частей) тела) прикосновения источник переменного напряжения или тока .

Из-за изменчивого характера поведения переменного тока он вызывает у кардиостимуляторов сердца предсердий фибрилляцию , что более опасно, чем DC, где остановка сердца (из-за фибрилляции желудочков) возникает в случае поражение электрическим током. В этом случае у «замороженного сердца» больше шансов вернуться на нормальный путь по сравнению с фибрилляцией сердца, вызванной переменным током. В таких случаях оборудование для дефибрилляции (которое питает блоки постоянного тока, чтобы остановить фибрилляцию и вернуть сердце в нормальное состояние) используется в качестве неотложной медицинской помощи.

Как правило, окончательное решение зависит от множества факторов, таких как сопротивление человеческого тела, влажная или сухая кожа или место, толщина кожи, вес, пол, возраст, уровень тока и напряжения, частота и т. Д.

Если мы рассмотрим минимальный уровень переменного и постоянного напряжения, 50 В переменного тока в сухом состоянии и 25 В во влажных и влажных местах и ​​до 120 В постоянного тока считаются безопасными в случае прямого или косвенного контакта с электрическими установками. Из приведенного выше утверждения и следующей таблицы видно, что переменный ток и напряжение более опасны, чем постоянный.

Например, в случае переменного тока самый безопасный предел составляет 50 В (или 25 В во влажной среде), тогда как при постоянном токе безопасный предел составляет 120 В постоянного тока. То же самое и с током, т.е.для того же воздействия на человеческий организм необходимы более низкие токи по сравнению с низким постоянным током. В следующей таблице показана история переменного и постоянного тока и их влияния на человеческий организм.

Всегда помните: убивает ток, а не напряжение. Но напряжение должно управлять током. Т.е. Амперы несут ответственность за поражение электрическим током, а не вольт.

Переменный ток в мА (50 Гц)	Постоянный ток в мА	Эффекты
0,5 — 1,5	0,4	Восприятие
1,3	4 — 15	Сюрприз
3-22	15-88	Let’s Go (Reflex Action)
22-40	80-160	Мышечное торможение
40-100	160-300	Блок дыхания
Более 100	Более 300	Обычно со смертельным исходом

Опасность поражения электрическим током и его последствия для человеческого тела

Почему переменный ток более опасен, чем постоянный ток?

Ниже приведены некоторые причины, показывающие, что переменный ток опаснее постоянного тока.

RMS и пиковое значение

Внутреннее питание в наших домах составляет 230 В переменного тока (в ЕС) и 120 В переменного тока в США. Это эффективное или среднеквадратичное напряжение. Это означает, что имеющееся переменное напряжение имеет такой же эффект нагрева, как 230 В постоянного тока или 120 В переменного тока соответственно.

Уравнение этого переменного тока:

V = V _m Sin ω t

Где

• V _m = √2 V _RMS
• ω = 2π f … ( f = 50 0r 60 Гц Частота)

Подставление значений и решение для напряжения:

230 x √2 Sin x 2 (3.1415) x 50 Гц x t

230 x √2 Sin x 314 x t Вольт.

Теперь пиковое значение переменного напряжения или тока (это не относится к постоянному току из-за чередующихся синусоидальных волн переменного тока).

В _RMS = V _PK / √2 или V _RMS = 0,707 x V _PK

Аналогично,

I _RMS = I _PK2 = I _{PK2 или I RMS = 0,707 x I PK}

Используя приведенную выше формулу, мы находим значение пикового напряжения и тока переменного тока следующим образом:

V _PK = √2 x V _RMS и I _PK = √2 x I _RMS

Для расчета максимального или пикового значения переменного напряжения для электроснабжения наших домов (где домашнее электроснабжение составляет 230 В или 120 В переменного тока)

В _PK = 1.414 x 230 В = 325 В, 900 10 переменного тока (или 170 В переменного тока в случае домашнего источника питания переменного тока 120 В).

Приведенный выше расчет показывает, что напряжение питания нашего дома, которое составляет 230 В переменного тока или 120 В переменного тока, является среднеквадратичным напряжением, а пиковое напряжение этих среднеквадратичных напряжений составляет 325 В или 170 В, или 650 от пика до пика или 320 пикового напряжения.
Соответственно, тогда как у постоянного тока есть только среднеквадратичное значение, которое является контактным, то есть 230 В постоянного тока или 120 В постоянного тока.

Другими словами, как для переменного, так и для постоянного тока с одинаковым уровнем напряжения переменный ток получается больше примерно 325 В или 170 В i.е. его больше, чем кажется, и да, чем больше напряжение, тем выше вероятность поражения электрическим током. Короче говоря, Требуется больше постоянного напряжения или тока, чтобы вызвать такой же опасный эффект, как переменное напряжение и ток .

Емкость

Тело пострадавшего действует как изолирующая среда между токоведущим проводом и землей, что приводит к возникновению емкости. Но мы знаем, что конденсатор блокирует постоянный ток, а переменный ток может проходить через него. Давайте посмотрим на метаматикл,

• Частота в постоянном токе = 0 Гц
• Частота в переменном токе = 50 или 60 Гц.

Сопротивление при постоянном токе:

X _C = 1 / 2π f C в Ом

Если мы положим « f = частота» равным нулю, то емкостное реактивное сопротивление (X _C ) будет бесконечно. Вот почему конденсатор блокирует прохождение постоянного тока через него.

Теперь сопротивление по переменному току (также известное как импеданс)

Импеданс Z = √ (R ² + X _C ² )

Если мы положим частоту как 50 или 60 Гц, общее сопротивление (i .е. сопротивление) бы уменьшилось. Таким образом, переменный ток может легко проходить через конденсатор. Это означает, что переменный ток более опасен, чем постоянный, в случае, когда человеческое тело выступает в роли конденсатора.

Короче говоря, импеданс и сопротивление при постоянном токе ниже, чем при переменном токе, поскольку оно уменьшается при увеличении частоты . Таким образом, AC более опасен, чем DC .

Частота

Некоторые считают, что постоянный ток более опасен, чем переменный, при том же уровне напряжения, потому что переменный ток несколько раз меняет свое направление (т.е. Переменный ток достигает нулевого значения 50 или 60 раз в секунду из-за частоты, и у жертвы есть шанс пропустить разряд, тогда как на постоянном токе нет частоты.

Теперь, если мы рассмотрим частоту 60 или 50 Гц, давайте посмотрим, насколько быстро переменный ток меняет свое направление.

T = 1/ f

T = 1/60 Гц = 0,20 секунды.

Это показывает, что переменный ток достигает нулевой точки через каждые 0,20 секунды, при этом человеческий мозг не намного быстрее (за исключением непреднамеренных функций) реагирует на электрический шок и возвращается от источника напряжения.

Частота 50 или 60 Гц играет важную роль и поражает организм электрическим током. Например, низкое напряжение около 25 В переменного тока с частотой 60 Гц вредно (влажное и влажное тело).

Примечание : Как переменное, так и постоянное напряжение и ток опасны. Не прикасайтесь к токоведущим проводам. В случае поражения электрическим током попробуйте отключить источник питания и оттолкнуть тело пострадавшего от источника (имейте в виду, что перед этим вы должны надлежащим образом изолировать). Звоните только профессиональному электрику в случае ремонта или устранения неисправностей.В экстренных случаях как можно скорее позвоните в местные органы власти.

Статьи по теме:

.