Какой ток опаснее — постоянный или переменный для жизни человека

Содержание

Устройство

Общими для указанных видов преобразователей являются пять элементов:

Ключевой коммутирующий элемент.
Источник питания.
Индуктивный накопитель энергии (дроссель, катушка индуктивности).
Конденсатор фильтра, который включен параллельно сопротивлению нагрузки.
Блокировочный диод.

Включение указанных пяти элементов в разных сочетаниях дает возможность создать любой из перечисленных типов импульсных преобразователей.

Регулирование уровня выходящего напряжения преобразователя обеспечивается изменением ширины импульсов, которые управляют работой ключевого коммутирующего элемента. Стабилизация выходного напряжения создается методом обратной связи: изменение выходного напряжения создает автоматическое изменение ширины импульсов.

Типичным представителем преобразователя напряжения также является трансформатор. Он преобразует переменное напряжение одного значения в переменное напряжение другого значения. Данное свойство трансформатора широко применяется в радиоэлектронике и электротехнике.

Устройство трансформатора включает следующие элементы:

Магнитопровод.
Первичная и вторичная обмотка.
Каркас для обмоток.
Изоляция.
Система охлаждения.
Другие элементы (для доступа к выводам обмоток, монтажа, защиты трансформатора и так далее).

Напряжение, которое будет выдавать трансформатор на вторичной обмотке, будет зависеть от витков, которые имеются на первичной и вторичной обмотке.

Существуют и другие виды преобразователей напряжения, которые имеют иную конструкцию. Их устройство в большинстве случаев выполнено на полупроводниковых элементах, так как они обеспечивают значительный коэффициент полезного действия.

Принцип действия

Преобразователь напряжение вырабатывает напряжение питания необходимой величины из иного питающего напряжения, к примеру, для питания определенной аппаратуры от аккумулятора. Одним из главных требований, которые предъявляются к преобразователю, является обеспечение максимального коэффициента полезного действия.

Преобразование переменного напряжения легко можно выполнить при помощи трансформатора, вследствие чего подобные преобразователи постоянного напряжения часто создаются на базе промежуточного преобразования постоянного напряжения в переменное.

Мощный генератор переменного напряжения, который питается от источника исходного постоянного напряжения, соединяется с первичной обмоткой трансформатора.
Переменное напряжение необходимой величины снимается с вторичной обмотки, которое потом выпрямляется.
В случае необходимости постоянное выходное напряжение выпрямителя стабилизируется при помощи стабилизатора, который включен на выходе выпрямителя, либо с помощью управления параметрами переменного напряжения, которое вырабатывается генератором.
Для получения высокого кпд в преобразователях напряжения используются генераторы, которые работают в ключевом режиме и вырабатывают напряжение с использованием логических схем.
Выходные транзисторы генератора, которые коммутируют напряжение на первичной обмотке, переходят из закрытого состояния (ток не течет через транзистор) в состояние насыщения, где на транзисторе падает напряжение.
В преобразователях напряжения высоковольтных источников питания в большинстве случаев применяется эдс самоиндукции, которая создается на индуктивности в случаях резкого прерывания тока. В качестве прерывателя тока работает транзистор, а первичная обмотка повышающего трансформатора выступает индуктивностью. Выходное напряжение создается на вторичной обмотке и выпрямляется. Подобные схемы способны вырабатывать напряжение до нескольких десятков кВ. Их часто применяют для питания электронно-лучевых трубок, кинескопов и так далее. При этом обеспечивается кпд выше 80%.

Опасная для жизни человека сила тока

Электричество может оказывать разное воздействие. При малой силе электрического тока это оно может быть абсолютно незаметным или доставлять только легкие дискомфортные ощущения. Если же эта величина составляет амперы, то действие тока будет опасным до летального исхода. Оценить последствия возможного действия каждого из двух видов электричества с разной силой тока (амперажом) можно по данным таблицы:

Значение силы тока, мА (миллиампер)	Характер действия электротока
Постоянный	Переменный
0,6-1,5 мА	не проявляется	слабый зуд и покалывания
2-3 мА	не проявляется	появляются небольшие судороги
5-7 мА	возникает минимальная гипертермия кожи и легкое покалывание	усиливаются судороги, появляются болезненные ощущения
8-10 мА	становятся более интенсивными покалывания и гипертермия	боль усиливается, пострадавший еще в состоянии освободиться от действия тока своими силами
20-25 мА	помимо усиливающейся гипертермии и покалываний, появляются небольшие судороги	затрудняется дыхание, наступает паралич конечностей, пострадавший не имеет возможности освободиться своими силами
50-80 мА	сильная гипертермия кожи, судорожные сокращения мышц, затрудненное дыхание	появляется аритмия, наступает паралич дыхательной мускулатуры
90-100 мА	наступает паралич дыхательных мышц, способный привести к смерти	Смертельная сила тока. На 3 секунде действия развивается фибрилляция сердечных желудочков, наступает остановка дыхания, спасение возможно только при экстренной реанимации

Данные таблицы наглядно демонстрируют, что наиболее опасен для людей переменный электрический ток.

Какой ток опаснее и в чем состоит главный риск для человека

Наиболее опасен для человека переменный электрический ток. Он часто оказывается смертелен, поскольку способен провоцировать фибрилляцию желудочков сердца.

Однако постоянное электричество также нельзя считать безопасным. Последствия его воздействия бывают не менее серьезными, включая тяжелые электротравмы и механические травмы при отбросе пострадавшего. Существенная разница заключается в том, что серьезная угроза возникает при высоких значения потенциала – более 500 В. С таким вольтажом люди обычно не имеют дела в быту. Однако на промышленных электроустановках он встречается достаточно часто.

Необходимо учитывать, что электрическое напряжение для человека в целом безопасно. Угрозу представляет действующая сила тока, возникающего в результате этого напряжения. Именно от значения данной величины зависит степень угрозы. Так, безопасным считается переменный ток силой до 10 миллиампер.

Серьезная опасность от постоянного тока проявляется при ампераже более 50 миллиампер. Смертельно опасной величиной электрического переменного тока является значение 90-100 миллиампер. При этих же значениях смертельным для человека считается ток и постоянного напряжения.

Какой ток опаснее и в чем состоит главный риск для человека

Примеры использования переменного и постоянного тока

Приблизительно постоянным считается ток разряда автомобильного аккумулятора. Напряжение здесь постепенно падает, а потому даже при одинаковой нагрузке эффект разнится хронометрически. В целом, происходит это плавно. Ток течёт в одном направлении и проявляет приблизительно постоянную плотность. Аналогично работают:

Аккумулятор сотового телефона.
Батарейка любого типа.
Аккумулятор питания ноутбуков.

В природе источников постоянного тока (генераторов), за исключением матушки-Земли, нет. Человеку гораздо удобнее создавать роторы, которые, вращаясь с конкретной частотой, создают условия для образования в катушках статора переменного электрического тока. Потом промышленная частота 50 Гц проходит по проводам и через подстанцию подаётся на потребителя.

Это касается и переменного, и постоянного тока. Теперь пришла пора сказать, что в промышленности преобразование постоянного тока в переменный и обратно не практикуется. Из соображений экономии двигатели работают от трёх фаз. Каждая считается переменным током частоты 50 Гц. Говорили выше, что у любой гармоники присутствует фаза. В рассматриваемом случае фаза равна 120 градусов. А круг образуется за счёт 360 градусов. Получается, что три фазы равно отстоят друг от друга. При подобном раскладе генераторам ГЭС легче производить энергию, поступающую в дома в неизменном виде. Но в квартиру заходит единственная фаза переменного тока.

Поэтому бытовые приборы по внутреннему устройству сильно отличаются от промышленных. Важными признаются параметры переменного тока. В любом государстве они стандартизированы и чётко выдерживаются. К параметрам переменного тока относят:

Действующее значение напряжения – вызывающее в обычном проводнике постоянное идентичного номинала. Действующее значение ниже амплитуды в корень из двух раз либо близко к указанному. Требования для РФ составляют 220-230 В плюс-минус 10% от номинала.
К частоте переменного тока предъявляются повышенные строгие требования. Предел отклонений от 50 Гц измеряется десятыми долями процента. Потому стабилизации движения вала на ГЭС уделяется столько внимания. От скорости его вращения зависит параметр.
Нелинейные искажения считаются отдельной темой. Требований множество, определиться непросто. Особенно строго нормируются гармоники основной частоты, к примеру: 100, 150, 200, 250 Гц.

Подобные требования предъявляются и к параметрам постоянного тока. Допустим, известные автомобильные аккумуляторы в действительности включают в арсенал не 12, а 14 В. По мере разряда вольтаж падает. Если на аккумуляторе зарегистрировано напряжение 11,9 В, банка считается вышедшей из строя. Предлагаем внимательно читать инструкции. Дополним: в отдельных ноутбуках присутствует заряд бережного расхода энергии аккумулятора. В этом случае уровень поддерживается в рамках двух третей от полного. Считается, что тогда батарея прослужит дольше.

Итак, требования направлены на поддержание долгого и правильного функционирования оборудования. Параметры постоянного и переменного тока считаются фактором, определяющим надёжность и работоспособность системы.

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.

Какой ток опасней для жизни человека

Переменный ток в промышленности и быту используется значительно чаще. К этому давно привыкли и мало кто знает, что в 19 веке Никола Тесла и Томас Эдисон развернули настоящую «токовую войну», итоги которой определяли дальнейший путь развития промышленности.

Проводник электричества

Одним из аргументов, приводимых Эдисоном в защиту постоянного тока, была его меньшая опасность для человека по сравнению с переменным. При одинаковых условиях (до 500 В) сила воздействия переменного тока на организм выше в 2-4 раза.

В итоге победила концепция переменного тока. Он значительно легче и с меньшими потерями передаётся на дальние расстояния, легко преобразуется, удобнее для работы электродвигателей.

Воздействие электротока на человеческое тело:

Термическое (до 60%) — нагрев кожи и внутренних тканей вплоть до ожогов;
Электролитическое — разложение и нарушение физико-химического состава органических жидкостей (крови, лимфы);
Механическое — расслоение и разрыв внутренних органов под воздействием электродинамического удара;
Биологическое — судорожные сокращения мышечной и нервной ткани.

Внимание! Потеря сознания, а также нарушение работы сердца и лёгких происходит при совпадении частоты электрического потока и сердечных сокращений

Переменный

Электроток, который с течением времени изменяется по величине и направлению. Поток электронов постоянно колеблется с определённой частотой.

Синусоида движения электронов

Почему для жизни человека переменный ток более опасен, чем постоянный:

В силу своей природы вызывает возбуждение нервной системы, сокращение и расслабление мышц, что повышает вероятность фибрилляции предсердий, приводящей к остановке сердца;
Частота проходящего импульса снижает сопротивление человеческого тела;
Электропроводник с переменным током обладает высокой силой притяжения.

Вам это будет интересно Основы электроники для начинающих

На заметку! Верхняя граница силы переменного тока, не приводящая к поражению и тяжким последствиям — 1,2 мА.

Постоянный

Электроток — движение заряженных частиц от минуса к плюсу, полярность и напряжение которого постоянны. Поток электронов идёт строго по прямой линии без колебаний. Тяжесть поражения прямо пропорциональна величине подведённого напряжения.

Генератор постоянного тока

Причины меньшей опасности постоянного тока по сравнению с переменным:

Вызывает спазм мускулатуры, но не приводит к нарушениям сердечных сокращений;
Сопротивление человеческого тела выше при частоте колебаний электронов равной нулю;
Одиночный удар позволяет быстрее прекратить прямой контакт с электропроводником, отбрасывает человека, уменьшая длительность воздействия поражающих факторов на организм.

Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее

Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее.

Сила электротока (мА)	Переменный ток	Постоянный ток
0,6–1,5	Лёгкое покалывание	Нет ощущений
2–3	Лёгкие судороги	-«-
5–7	Сильные судороги	Лёгкое покалывание, небольшое ощущение тепла
8–10	Выраженные болевые ощущения, верхний порог возможности самостоятельно разжать руки	Возрастают симптомы покалывания кожи и нагрева
20–25	Паралич конечностей, невозможность отпустить источник тока	Слабые судороги, сильный нагрев кожных покровов
50–80	Нарушение сердечной деятельности, паралич дыхательного центра	Затруднённое дыхание, сильные судорожные спазмы
90–100	Остановка дыхания, вероятность фибрилляции предсердий	Паралич органов дыхания, вероятность отброса пострадавшего, получения физической травмы
200–300	При воздействии более 0,1 с остановка сердца, разрушение тканей	Термическое разрушение тканей

Обратите внимание! Важно знать, какой ток опасен для жизни — 50–100 мА, более 100 мА — смертелен. Оказание помощи при электротравме

Оказание помощи при электротравме

Какой ток опасней для жизни человека

Проводник электричества

Воздействие электротока на человеческое тело:

Термическое (до 60%) — нагрев кожи и внутренних тканей вплоть до ожогов;
Электролитическое — разложение и нарушение физико-химического состава органических жидкостей (крови, лимфы);
Механическое — расслоение и разрыв внутренних органов под воздействием электродинамического удара;
Биологическое — судорожные сокращения мышечной и нервной ткани.

Переменный

Синусоида движения электронов

Почему для жизни человека переменный ток более опасен, чем постоянный:

В силу своей природы вызывает возбуждение нервной системы, сокращение и расслабление мышц, что повышает вероятность фибрилляции предсердий, приводящей к остановке сердца;
Частота проходящего импульса снижает сопротивление человеческого тела;
Электропроводник с переменным током обладает высокой силой притяжения.

Вам это будет интересно Основы электроники для начинающих

На заметку! Верхняя граница силы переменного тока, не приводящая к поражению и тяжким последствиям — 1,2 мА.

Постоянный

Генератор постоянного тока

Причины меньшей опасности постоянного тока по сравнению с переменным:

Вызывает спазм мускулатуры, но не приводит к нарушениям сердечных сокращений;
Сопротивление человеческого тела выше при частоте колебаний электронов равной нулю;
Одиночный удар позволяет быстрее прекратить прямой контакт с электропроводником, отбрасывает человека, уменьшая длительность воздействия поражающих факторов на организм.

Внимание! Верхняя граница безопасного воздействия постоянного тока значительно выше — 7 мА. Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее. Сравнение воздействия на организм переменного и постоянного электротоков, чтобы выяснить, какой ток опаснее

Сила электротока (мА)	Переменный ток	Постоянный ток
0,6–1,5	Лёгкое покалывание	Нет ощущений
2–3	Лёгкие судороги	-«-
5–7	Сильные судороги	Лёгкое покалывание, небольшое ощущение тепла
8–10	Выраженные болевые ощущения, верхний порог возможности самостоятельно разжать руки	Возрастают симптомы покалывания кожи и нагрева
20–25	Паралич конечностей, невозможность отпустить источник тока	Слабые судороги, сильный нагрев кожных покровов
50–80	Нарушение сердечной деятельности, паралич дыхательного центра	Затруднённое дыхание, сильные судорожные спазмы
90–100	Остановка дыхания, вероятность фибрилляции предсердий	Паралич органов дыхания, вероятность отброса пострадавшего, получения физической травмы
200–300	При воздействии более 0,1 с остановка сердца, разрушение тканей	Термическое разрушение тканей

Оказание помощи при электротравме

Понятие электротравмы

Патофизиологическим результатом разнообразных воздействий электротоков различной силы на человека является поражение электрическим током, трактуемое ГОСТ Р МЭК 61140-2000 «Защита от поражения электрическим током. Общие положения по безопасности…» как «…физиологическое воздействие проходящего через тело человека электрического тока» (п.3.1). Весь комплекс изменений анатомических соотношений в организме, нарушений функций систем, органов и тканей, сопровождающийся соответствующей реакцией организма на действие протекающего через него тока принято называть электротравмой. В обиходной речи электротравмой называют повреждения электрическим током, фиксируемые визуально (ожог) или по ответной реакции организма следующего вида:

ощущение механического толчка или удара, когда происходит поражение током;
мышечные судороги с болевым эффектом;
фибрилляция сердца, выражающаяся в нарушении работы сердечной мышцы, вплоть до остановки сердца и клинической смерти.

Обратите внимание! Вероятность поражающего травмирования электротоком относится к категории неявных опасностей, поскольку отсутствуют внешние атрибуты и признаки реальной грозящей опасности, чтобы люди могли бы заблаговременно их обнаружить при помощи органов чувств (например, по аналогии «горячий-холодный» или «тупой-острый» предмет). Степень тяжести поражения от удара электрическим током, в зависимости от реакции организма, подразделяется следующим образом:. Степень тяжести поражения от удара электрическим током, в зависимости от реакции организма, подразделяется следующим образом:

Степень тяжести поражения от удара электрическим током, в зависимости от реакции организма, подразделяется следующим образом:

Первая степень – мышечные судороги, повышается артериальное давление, сильное головокружение, но без потери сознания;
Вторая степень – мышечные судороги и потеря сознания, которое быстро возвращается, но надолго сохраняется состояние испуга. Иногда наблюдается частичный паралич;
Третья степень – судороги групп мышц, приводящие к разрывам мягких тканей и вывихам суставов. Нарушаются сердечная деятельность и дыхание, происходит потеря сознания. Из-за спазма голосовых связок пострадавший не в состоянии кричать, чтобы позвать на помощь;
Четвертая степень – паралич дыхательной системы, фибрилляция сердечной мышцы. Клиническая смерть.

Важно! Клинической смертью называют переходный период, наступающий с момента остановки дыхания и работы сердца. У пострадавшего от удара током отсутствуют признаки жизни, его сердце не работает, дыхание отсутствует. Однако при поражении током в период клинической смерти жизненные функции органов сразу не угасают, что дает шанс на сохранение жизни человеку, если вовремя оказать ему соответствующую помощь – искусственное дыхание и массаж сердца

Однако при поражении током в период клинической смерти жизненные функции органов сразу не угасают, что дает шанс на сохранение жизни человеку, если вовремя оказать ему соответствующую помощь – искусственное дыхание и массаж сердца.

Измерение тока

В отличие от напряжения, которое замеряется в двух точках, величина тока замеряется в одной точке. Так как сила тока (или говорят просто ток) по нашей аналогии есть скорость течения воды, то эту скорость нужно замерять только в одной точке.

Нам нужно распилить водопровод и вставить в разрыв некий счетчик, который будет подсчитывать литры и минуты. Както так.

Аналогично если вернемся в реальный мир нашей электрической модели, то получим тоже самое. Чтобы замерить величину электрического тока, нам нужно подключить в разрыв электрической цепи нехитрый прибор — амперметр. Амперметр также входит в состав мультиметра. Вы также можете почитать в моей статье.

Щупы мультиметра нужно переставить в режим измерения тока. Затем перекусываем наш проводник, и подключаем обрывки провода к мультиметру и вуаля — на экране мультиметра будет показана величина тока.

Основные нормы и правила электробезопасности

Ключевыми нормативными документами, регулирующими сферу электробезопасности, можно назвать следующие:

Правила устройства электроустановок (ПУЭ. Издание 7, глава 1.7) –
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) –
Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок –
Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках –

При выполнении любых работ с электрооборудованием необходимо соблюдение следующих правил:

При проектировании и монтаже электросетей должны использоваться аварийные устройства, которые обесточивают сеть в случае возникновения в ней короткого замыкания (КЗ) и в случае замыкания цепи на землю. Обязательным является устройство контура заземления.
К работе допускаются лица, имеющие соответствующий допуск.
Обязательно применяется спецодежда и предусмотренные нормативными требованиями средства индивидуальной защиты.
Не допускается включение и использование оборудования и электроприборов при наличии повреждений на корпусе, использование кабелей при обнаружении повреждений изоляции.
Не допускается проведение ремонтных работ без обесточивания сети.
Персонал должен уметь оказывать первую помощь при поражении человека электрическим током.