电与人体的关系
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家庭触电的原理家庭触电的原理是指当人体与带电物体接触时,人体成为电流的一部分,导致电流通过人体流动的现象。
家庭触电的原理可以从电流的流动和人体的电阻两个方面来解释。
首先,家庭触电往往发生在电路不完好或者人接触了带电部分的情况下。
当一个人接触带电的物体时,电流会通过人体,这是因为人体和周围环境之间存在电势差,形成了电场。
当人体与带电物体相接触时,电场会引发电荷在人体中的流动,从而导致电流的存在。
其次,人体自身对电流的传导有一定的电阻。
人体主要由水和电解质组成,而水和电解质都具有一定的离子化特性,可以使电荷在体内传导。
当人体接触到电流时,电流会通过人体内部的组织结构和液体,经过血管、神经、肌肉等部分,最终回到地线或其他接地点。
在这个过程中,人体对电流的传导会受到电阻的限制。
根据欧姆定律,电流和电阻之间存在着线性关系。
当电阻较大时,电流较小;当电阻较小时,电流较大。
而人体本身的电阻比较大,对电流的传导有一定的阻碍作用。
这也是为什么大部分的家庭触电事故中,触电者往往不会直接受到致命伤害的原因之一。
然而,若当人体接触到较高电压或较大电流时,即使人体的电阻较大,仍可能造成触电危险。
因此,在家庭使用电力时,应加强电气安全意识,正确操作电器设备,不乱接线、乱动开关插座,不私拉乱接电线等,以减少触电事故的发生。
家庭触电事故的后果有轻微触电、严重触电和电流电压致死。
轻微触电是指人体接触到电流时,产生一定的刺激感或者轻微痛感,但没有造成明显伤害;严重触电是指电流经过人体时,造成身体各部分的损伤,如肌肉痉挛、呼吸困难、心脏骤停等;而电流电压致死则是指电流通过心脏造成室颤或心脏骤停,导致死亡。
为了保障家庭安全,我们需要切实做好以下几点:1. 定期检查家中的电气设施和线路,确保设备运行正常且没有漏电情况。
2. 使用符合标准的电气设备和插座,并正确接线使用。
3. 尽量避免在潮湿的环境中使用电器,防止水与电流接触。
4. 不随意拆卸电器设备,以免触电或引发其他安全隐患。
人体导电原理
人体导电原理是指人体具有一定的电导性能,能够传导电流。
这是因为人体组织中存在大量的电解质,如钠、钾、镁、氯等离子,它们在电场作用下可以发生离子运动。
这些离子是人体内细胞、组织和器官正常运行所必需的。
当外界电场或电流作用于人体时,电场或电流会通过人体的表面导电路径进入人体内部。
人体导电的主要途径是皮肤。
人体皮肤外层为角质层,其内部含有大量的皮脂和体毛,这些都会影响电流的传导。
当皮肤发生创伤或因其他原因出现潮湿时,导电性会增加。
此外,皮肤上的汗液和体液也能增加导电性。
人体的导电性还与人体内部的组织结构有关。
例如,人体的血液和体液中含有丰富的电解质,它们能够传导电流。
另外,神经系统也具有较高的导电性,神经细胞通过电位差来传递信号。
因此,在人体内部的神经和血管也可以导电。
导体与外界电源相连接时,人体会成为电路中的一部分,电流会通过人体内部的导电路径传导。
根据欧姆定律,电流的大小取决于电源电压和电阻之间的关系。
在人体中,电阻来自于组织的电阻和导电路径的长度。
通常情况下,人体对电流的阻抗较大,大部分电流会通过导体而非人体。
总之,人体的导电原理是由于人体内含有丰富的电解质和具有一定的导电路径,当电场或电流作用于人体时,电流会在人体内部传导。
电与人体的关系——附谈电话标准( UL 1459 ) 的MIU如果我们想要了解安规的标准是如何制定的,首先就必须了解人体和电之间究竟存在着什么样的关系。
然而我们很难以人体实验的方式,去探究其对电的各种反应。
因此,原则上有关的学者是经由下列两种途径来做此研究的。
其一乃先以动物做为实验对象,在确定某个电流值不会对生命构成危险时,再以此电流值在人体重新测试;而对生命会造成威胁的值数范围,均只以等式换算的方式来表示之。
其二则为搜集、集理以往触电事故资料而加以评估。
本文试着将这种关系分为人体的阻抗模型、触电的程度及变数、以及电压的限制三部分来讨论。
一、人体的阻抗模型人体的阻抗基本上可分为两种,一是皮肤阻抗( SKIN Impedance ),一为体内阻抗( Internal Impedance ),人体阻抗的等效电路就如图一所示,其中Z P1及Z P2,代表人身上任何两处的皮肤阻抗,Z i则是体内阻抗,而Z T则为以上阻抗的总和。
将人体阻抗分为皮肤阻抗与体内阻抗的原因,乃是因为这两种阻抗无论是阻值或特性均有很大的差异:(1) 皮肤阻抗—人体的皮肤阻抗基本上非常近似于一个电阻和一个电容并联的等效阻抗,其中的电容大约在0.22到0.05MF/cm2之间。
影响皮肤阻抗的因素很多,如电压、频率、触电时间、接触面积、接触力度、皮肤湿度、甚至呼吸的状态都有关系。
就电压的影响而言,当电压在50V以下时,皮肤的阻抗明显的受到接触面积、室温及呼吸状态的景响;但当电压在50V以上时,皮肤阻抗则明显地下降到几乎可以忽视的地步。
就频率影响而言,当频率越高时,皮肤阻抗则越低,这也是为什么皮肤阻抗的等效电路会采用一个电容和一个电阻并联的原因。
至于时间,则是只要触电时间超过几个毫秒,阻抗就会明显的减少;而于湿度方面,若皮肤沾湿了水,阻抗亦将会趋近于零。
综合上列之特点,我们可以简单而清楚地了解人体在触及一个50V电压时的状况。
首先由于皮肤的电容的充电特性使其阻阻抗几乎不存在,然后在电容充饱阻抗形成时,依然会在不到几个毫秒的时间内,阻抗明显地减少。
人体发电原理
人体发电原理是指人体在进行生命活动过程中产生电能的一种物理现象。
人体内部存在着许多电解质,如钠离子、氯离子等,它们在细胞膜上形成了电化学梯度。
当这些离子在细胞膜上移动时,就会产生电流,从而产生电能。
人体的神经系统是一个重要的电活动中心。
神经元之间的信号传递是通过离子通道打开和关闭来实现的,这一过程产生的电位差就是神经信号。
这种电活动在大脑和神经系统中持续不断地进行着,从而产生了大量的电能。
心脏也是一个重要的发电器官。
心脏的收缩和舒张是由心脏起搏细胞产生的电位差控制的。
心脏起搏细胞产生的电活动通过传导系统传播到心脏肌肉细胞,从而使心脏收缩,将血液泵送到全身。
这一过程中产生的电能被称为心电图,通过心电图可以监测心脏的电活动情况。
肌肉也是产生电能的重要器官。
肌肉的收缩是由神经冲动引起的,神经冲动通过传导系统传播到肌肉细胞,引起肌肉收缩。
肌肉收缩的过程中产生的电能被称为肌电图,通过肌电图可以监测肌肉的电活动情况。
总的来说,人体发电的原理是通过神经系统、心脏和肌肉等器官的电活动产生电能。
这种电能在人体的生命活动中起着至关重要的作
用,如神经传导、心脏跳动、肌肉收缩等。
因此,人体发电原理不仅是一种物理现象,更是人体生命活动的基础。
通过深入研究人体发电原理,可以更好地了解人体的生命活动规律,为人类健康和医学研究提供重要参考。
人体触电常识
人体触电是指人体与电源直接接触而产生的电击现象。
当电流通过人体时,会对人体造成不同程度的伤害,严重时甚至会危及生命。
以下是关于人体触电的一些常识:
1. 电压越高,危险性越大。
虽然人体对任何形式的电流都有反应,但只有在一定范围内的电压下,人体才能产生触电感觉。
随着电压的升高,危险性增大。
2. 人体对电流的反映:当电流通过人体时,人体会作出反应,如肌肉收缩、心跳加速等症状。
根据电流的大小和持续时间,触电对人体的影响也不同。
3. 电流通过人体的途径:电流通过人体的途径不同,对人体造成的影响也不同。
通过心脏的电流会对人体造成更严重的伤害。
4. 触电时的紧急处理:一旦发现有人触电,应立即切断电源,使用绝缘物体将受害者与电源分离,并进行急救。
在急救过程中,应根据受害者的具体情况采取不同的急救措施。
5. 预防触电:预防触电的最好方法是避免接触高电压和高电流的电源。
在使用电器设备时,应遵循安全操作规程,并定期检查设备是否正常工作。
总之,了解人体触电常识有助于提高人们的安全意识,减少触电事故的发生。
在日常生活中,人们应该注意安全用电,遵循安全操作规程,避免发生触电事故。
人体生物电的作用和功效
人体生物电是指人体内部存在的电信号,由神经元、肌肉和心脏等组织产生,并在身体中传播。
人体生物电的作用和功效如下:
1. 传递信息:人体生物电在神经系统中扮演传递信息的角色,传递感觉和运动信息。
2. 维持生命:心脏的收缩和松弛由生物电控制,维持正常心跳和血流动力学。
3. 促进治疗:生物电治疗可以帮助缓解疼痛、增强免疫力和改善心理状态等。
4. 促进健康:生物电与身体健康紧密相关,研究表明,身体电场的强度和稳定性与健康状况有关。
5. 诊断疾病:一些疾病会导致人体电信号的变化,因此,电生理技术可以用于诊断疾病。
综上所述,人体生物电的作用和功效很多,生物电治疗、电生理技术已经广泛应用于临床医学领域,对人类健康的维护和治疗有着重要的作用。
为什么电也可以传导到人体上电也可以传导到人体上的原因有多种,主要包括电的特性和人体的生理结构。
下面将从这两个方面进行详细阐述。
一、电的特性电是一种带有电荷的粒子流动,具有导电性。
当电流通过导体时,会产生电场,电场会对周围的物体产生作用力,从而使电流传导到人体上。
1. 电的导电性导体是指能够自由传导电流的物质,如金属、水等。
当导体与电源相连时,电流会沿着导体的路径流动,如果人体接触到导体,电流就会通过人体传导。
2. 电场的作用力电场是由电荷产生的,具有作用力。
当人体接触到带有电荷的物体时,电场会对人体产生作用力,使电流通过人体。
这也是为什么我们触摸带有静电的物体时会感到电击的原因。
二、人体的生理结构人体是一个复杂的生物系统,其中包含了许多导电的组织和器官。
这些导电组织和器官可以使电流在人体内部传导。
1. 皮肤人体的外部有一层皮肤,皮肤是一种绝缘体,可以阻止电流的传导。
但是当皮肤受到损伤或者潮湿时,导电性会增加,电流就可以通过皮肤传导到人体内部。
2. 神经系统人体的神经系统是由神经细胞组成的,神经细胞具有导电性。
当电流通过神经细胞时,可以刺激神经细胞产生电信号,从而影响人体的感觉和运动。
3. 心脏和肌肉心脏和肌肉是人体内部的导电组织,它们可以通过电信号来控制心脏的跳动和肌肉的收缩。
当电流通过心脏和肌肉时,可以干扰它们的正常功能,导致心脏骤停或肌肉痉挛等问题。
综上所述,电也可以传导到人体上的原因主要包括电的导电性和人体的生理结构。
电的导电性使得电流可以通过导体传导,而人体的导电组织和器官使得电流可以在人体内部传导。
因此,在使用电器或接触带有电荷的物体时,我们应该注意安全,避免电流对人体造成伤害。
触电发生的原理触电是指人体接触到电流导体时导致的电流通过人体的现象。
触电这一现象是由于电流通过人体导致的电流刺激神经和肌肉的过程。
下面将详细阐述触电发生的原理。
首先,我们需要了解电流和电阻两个基本概念。
电流是指电荷在导体中的流动,而电阻是指导体阻碍电流流动的程度。
当人体接触到带电体或带电环境时,电流可以通过人体产生,导致触电现象。
触电发生的原理与人体的生理和物理性质密切相关。
人体是一种导电性生物体,其主要组成部分是细胞、组织、器官等。
细胞内和组织之间存在电解质溶液,它们的化学成分和浓度使得人体具有一定的电导率。
这意味着电流可以在人体内流动。
当人体接触到带电体时,电荷通过触点进入人体。
带电体上的电荷会在人体表面形成电场,当人体有导电通路时,电场会引起电荷在人体内部的分布。
通常情况下,电流通过皮肤表面和身体毛发等较浅的导电通路。
人体在接触带电体的同时,与地面或其他导体产生接地或接触,从而形成一个完整的电路。
接下来,我们来看看导致人体触电的关键因素。
首先是电压。
电压是电场对电荷的推动力,也是触电发生的驱动力。
电压高意味着电荷具有更大的推动力,容易产生电流,导致触电现象。
通常情况下,电压超过50伏时,就有可能导致危险的触电情况。
其次是电流。
电压驱动电流在导体中流动,电流的大小取决于电压和电阻的关系,遵循欧姆定律。
电阻是导体对电流的阻碍力,不同的导体有不同的电阻值。
人体的电阻主要取决于组织的导电性质和电流路径的长度和形状等因素。
此外,时间也是影响触电危害程度的重要因素。
电流对人体的伤害与其流过的时间密切相关。
短时间的触电可能只会引起轻微刺痛或抽搐,但长时间的触电可能导致更严重的伤害,甚至是致命的。
触电也存在个体差异。
不同人体的电导率和电抗有所不同,这取决于个体的生理构造、湿度等因素。
有些人体天生的电导性较好,而有些人则较差。
这说明不同人在同样电压和电流下对触电的反应可能会有所不同。
最后,还有其他一些影响触电危害的因素需要考虑。
人体通过电流的三个等级人体通过电流的三个等级,听起来有点吓人对吧?其实也不全是这么可怕,毕竟我们每个人都有可能无意间和电打个交道,弄不好还真能让你尝尝电流的“滋味”。
那么今天咱们就聊聊人体在不同电流下的表现,嗯,是不是有点像在玩一场电流的“大逃杀”?说到人体和电流的关系,就得从电流的等级说起。
你有没有想过,电流一进入身体后到底会发生什么?没错,电流进入人体后,它的危害程度和电流的大小、持续时间,以及人体本身的条件有关。
比如你是不是湿漉漉的,穿的是不是橡胶鞋啥的,都会影响电流的伤害。
咱们今天就以一个通俗的方式,聊聊三种常见的电流等级,让大家知道,电流到底有多吓人。
最温和的就是咱们常说的低压电流,大家可以把它理解成是“轻轻的打个招呼”那种。
你想想啊,很多家庭用的电器,比如电视机、台灯啥的,工作的时候那电压也不过是220伏。
220伏电流接触到人体时,会有一些“电击”感,但不会立刻让你挂掉。
就像有人用电动牙刷、吹风机啥的,你偶尔不小心摸到金属部分,也就感觉到一种轻微的麻麻的、痒痒的电流感。
你会觉得有点不舒服,但不至于大呼小叫,赶紧去医院。
这种电流常见,但你也不能掉以轻心。
毕竟,低电流不代表它没威胁。
它就像是一个小毛头,虽然你没把它放在眼里,但它如果趁着湿气,或者是其他电流条件不对,随时有可能给你带来麻烦。
再往上说,咱们就进入了中等电流的“地带”了。
这个等级的电流比低压电流危险多了。
比如有时候大家在装修房子,接触到电线或者电气设备时,就可能会碰上这种电流。
它的电压通常会在几百伏到千伏之间,基本是你生活中的常见电器和线路。
如果不小心接触到这种电流,麻烦就大了。
你可能会感到剧烈的疼痛,甚至会有“麻木”的感觉,整个人就像被电得“瘫痪”了一样,不能动弹。
最严重的情况下,心脏也会受到影响,甚至有可能导致晕厥或心脏骤停。
别小看这些中等电流啊,它就像是一个“暴躁的小怪兽”,你绝对不想和它对视太久。
毕竟它的威力可能会在几秒钟内让你体验到什么叫做“电闪雷鸣”,而且说不定,还是你身上。
电流对人体的影响有哪些电流通过人体后,能使肌肉收缩产生运动,造成机械性损伤,电流产生的热效应和化学效应可引起一系列急骤的病理变化,使肌体遭受严重的损害,特别是电流流经心脏,对心脏损害极为严重。
极小的电流可引起心室纤维性颤动,导致死亡。
电击伤对人体的伤害程度与电流的种类、大小、途径、接触部位、持续时间、人体安康状态、精神状态等都有关系。
1、通过人体的电流越大,对人体的影响也越大,因此,接触的电压越高,对人体的损伤也就越大。
一般将36伏以下的电压作为安全电压。
但在特别潮湿的环境中即便接触36伏的电源也有生命危险,所以在这种场所,要用12伏安全电压。
2、交流电对人体的损害作用比直流电大,不同频率的交流电对人体影响也不同。
人体对工频交流电要比直流电敏感得多,接触直流电时,其强度达250毫安有时也不引起特殊的损伤,而接触50赫交流电时只要有50毫安的电流通过人体,如持续数十秒,便可引起心脏心室纤维性颤动,击导致死亡。
交流电中28-300赫的电流对人体损害最大,极易引起心室纤维性颤动,20000赫以上的交流电对人体影响较小,故可用来作为理疗之用。
我们平时采用的工频交流电源为50赫,从设计电气设备角度考虑是比较合理的,然而50赫的电流对人体损害是较严重的,故一定要提高警惕,搞好安全用电工作。
3、电流持续时间与损伤程度有密切关系,通电时间短,对肌体的影响小;通电时间长,对肌体损伤就大,危险性也增大,特别是电流持续流过人体的时间超过人的心脏博动周期时对心脏的威胁很大,极易产生心室纤维性颤动。
4、通过人体的电流途径不同时,对人体的伤害情况也不同。
通过心脏、肺和中枢神经系统的电流强度越大,其后果也就越严重。
由于身体的不同部位触及带电体,所以通过人体的电流途径均不一样,因此流经身体各部位的电流强度也不同,对人体的损害程序也就不一样。
所以通过人体的总电流,强度虽然相等,但电流途径不同,其后果也不一样。
5、电流对心脏影响最大。
人体触电时的危险性与哪些因素有关?
①、人体触电时,致命的因素是通过人体的电流,而不是电压,但是,当电阻不变时,电压越高,通过导体的电流就越大。
因此人体触及到带电体的电压越高,危险性就越大。
②、电流通过人体的持续时间是影响电击伤害程度的又一重要因素。
人体通过电流的时间越长,人体电阻就越降低,流过的电流就越大,后果就越严重。
另一方面,人的心脏每收缩、扩张一次,中间约有0.1s的间歇,这0.1s对电流最为敏感。
如果电流在这一瞬间通过心脏,即使电流很小(零点几mA)也会引起心脏震颤;如果电流不在这一瞬间通过心脏,即使电流较大,也不会引起心脏麻痹。
由此可知,如果电流持续时间超过一秒,则必然与心脏最敏感的间隙相重合造成很大的危险。
③、电流通过人体的途径也与电击伤程度有直接关系。
电流通过人的头部,会使人立即昏迷,电流如果通过脊髓会使人半截肢体瘫痪,电流通过心脏,呼吸系统和中枢神经,会引起神经失常或引起心脏停止跳动,中断全身血液循环,造成死亡,困此从手到脚的电流途径最为危险。
其次是从手到手的电流途径,再次是脚到脚的电流途径。
④、电流频率对电击伤害程度有很大影响。
常采用的工频(5O~60H)交流电,对设计电气设备比较合理,但是这种频率的电流对人体触电伤害程度最为严重。
⑤、人的健康状况人体的皮肤干湿等情况对电击伤害程度也有一定的影响,凡患有心脏病、神经系统疾病、结核病等症的人电击伤害程度比健康人严重。
此外皮肤干燥电阻大,通过的电流小,皮肤潮湿电阻小,通过的
电流就大,危害也大。
电场与人体健康漫谈1、电场和细胞人体大约是由60兆个细胞所组成的。
每个静息活细胞都存在细胞膜电位(场)。
细胞在膜电位的作用下,使周围的钠离子、钾离子、氯离子形成梯度排列,并通过离子的交换代谢活动。
通过细胞代谢的活动,我们可以知道活动电位的原理:细胞代谢活动所依靠的最重要的部分就是各种矿物质离子,而在细胞内液中,钾离子和钠离子可以产生一种活动电位。
通过测定分析可以看到,在细胞内同时有二个离子以1%秒1次的惊人速度在互相替换。
由此可见,生命活动源泉在各种各样情况下,都应该保持一定的平衡。
远光瑞康电位治疗仪是因为能利用高压电场的作用可以使细胞电位增强并被复极化,体液中的离子选择通透性提高,从而变成一种能源给细胞赋予强大的生命力。
高电位健康法的作用及奥妙也在此得到充分的体现。
2、电场和血液的关系血液占人体体重的13分之1,对体重60公斤的人来讲,血液所占的比例就是4.6公斤左右。
血液不但能给人体内补充各种营养及新鲜空气,而且还能够输送体内各组织的陈腐物质,抵挡和歼灭外来的各种细菌。
对人体来讲,血液的作用是不可估量的。
健康人的血液一般都保持弱碱性,处于亚健康和疾病的时候稍稍偏于酸性,这是由于血液中的钙离子变少,锰离子增多的缘故。
血液呈酸性时,会造成血粘升高,使许多有机物滞留在血液(如甘油酸脂、胆固醇等)中,并粘附在血管壁,是造成动脉硬化、心脑血管疾病的最魁祸首。
医学专家常说:“酸性体质是万病之根源。
”所以,防止血液的酸性化可以说是走向健康的一个重大条件。
在远光瑞康电位治疗仪的高压电场中,会出现血液中的钙离子的总量增加,血液中的各种矿物质能够更有效的发挥其作用,从而净化血液,并将PH值返回到弱碱性状态神奇现象,这也就是我们所讲的“负离子效应”。
远光瑞康电位治疗仪(II型)的高周波的交变电场的高速振动功能,还能有效按摩血管,加速剥离血管上的粘附物,恢复血管弹性。
要保持血液呈弱碱性,还要多食良好的碱性食品(如多吃蔬菜),排除精神上的重压,从身心两方面都必须有一个良好的生活习惯。
影响触电伤害程度的各种因素电对人体伤害的严重程度与通过人体的电流大小、电流通过人体的持续时间、电流通过人体的途径、电流的频率以及人体健康状况和作用于人体的电压等多种因素有关。
1 通过人体电流的大小一般情况下,通过人体的电流越大、人体的生理反应越明显、越强烈,生命的危险性也就越大。
而通过人体的电流大小则主要取决于:(l)施加于人体的电压,电压越高,通过人体的电流越大;(2)人体电阻的大小,人体电阻与皮肤干燥、完整、接触电极的面积以及人体的接触电压有关。
一般情况下,人体电阻可按1000~2000欧姆考虑,而潮湿条件下的人体电阻约为干燥条件下的1/2。
人体电阻越小,危险性越大。
2 电流通过人体的持续时间通电时间越长,电击伤害程度越严重。
通电时间短于一个心脏周期时(人的心脏周期约为 75 毫秒),一般不至于发生有生命。
危险的心室纤维性颤动;但若触电正好开始于心脏周期的易损伤期,仍会发生心室颤动,一旦发生心室颤动,如无及时地抢救,数秒钟至数分钟之内即可导致不可挽回的生物性死亡。
3 电流通过人体的途径电流通过人体不存在不危险的途径,以途径短、而且经过心脏的途径的危险性最大,电流流经心脏会引起心室颤动而致死,较大电流还会使心脏立刻停止跳动。
在通电途径中,从左手至胸部的通路为最危险。
4 通过电流的种类人体对不同频率电流的生理敏感性是不同的,因而不同种类的电流对人体的伤害程度也就有区别。
工频电流对人体伤害最为严重;直流电流对人体的伤害则较轻;高频电流对人体的伤害程度远不及工频交流电严重。
5 人体状况电对人体的伤害程度与人体本身的状况有密切关系。
人体状况除人体电阻外,还与性别、健康状况和年龄等因素有关。
主要表现为儿童、妇女,患有心脏病或中枢神经系统疾病的人,瘦小的人遭受电击后的危险性则会较大。
6 作用于人体的电压触电伤亡的直接原因在于电流在人体内引起的生理病变。
显然,此电流的大小与作用于人体的电压高低有关。
电压越高,电流越大,更由于人体电阻将随着作用于人体的升高而呈非线性急剧下降,致使通过人体的电流显著增大,使得电流对人体的伤害更加严重。
人体触电电击伤害程度与哪些因素有关?
人体触电后,电击造成伤害事故的严重程度与下列因素有关:1.通过人体电流的大小:根据研究和事故统计资料,通过人体电流的大小对人体的影响见表。
2.电流通过人体的时间:电流作用于人体时间的长短,直接关系到人体各器官的损害程度。
3.电流通过人体的途径:电流如果沿着人的脊柱通过(如电流从手流到足),或者流过有关生命的重要器官,尤其是心脏,则是最危险的。
4.电源的频率:频率50~ 60Hz的电流对人体触电伤害程度最为严重。
低于或高于这个频率时,其伤害均有不同程度的减轻。
5.触电者的健康状况:各人的身体状况不同,其触电程度是不同的。
如心脏病、肺结核病、精神病和内分泌器官病患者,触电尤其危险。
6.与人的性别和年龄有关:女性对电流较男性更为敏感,小孩摆脱电流的能力较低,遭受雷击时远比成人危险。
7.急救方法:触电后,采取的急救方法是否得当,直接与触电者的生命安全有关。
表电流对人体的作用特征
电流(mA)
作用特征
50~60Hz交流电直流电
0.6~1.5
开始感到手指麻刺没有感觉
2~3
手指强烈麻刺
没有感觉
5~7
手的肌肉痉挛
刺痛,感到灼热
8~10
手已难以摆脱带电体,但终能摆脱灼热感增加
20~25
手迅速麻痹,不能摆脱带电体,剧痛,呼吸困难
灼热更甚,产生不强烈的肌肉痉挛
50~80
呼吸麻痹,持续3秒或更多时间,心脏麻痹,并停止跳动呼吸麻痹。
人体组织中有60%以上是由含有导电物质的水分组成,因此,人体是个导体,当人体接触设备的带电部分并形成电流通路的时候,就会有电流流过人体,从而造成触电。
触电时电流对人身造成的伤害程度与电流流过人体的电流强度、持续的时间、电流频率、电压大小及流经人体的途径等多种因素有关。
关于人体触电分析人体为什么会导电?因为人体中含有大量的水分子以及金属粒子,尤其是血液中铁元素含量最多。
另外还包含了许多其它微量的金属和非金属物质粒子。
也可以这样说,人体主要是由碳水化合物组成的大化学分子有机体。
如果人体接近电场的两个正负端点时,人体中的导电粒子就会在电场力的作用下形成电子流。
我们知道,金属元素的原子最外层电子会受到电场力的激发作用而脱离原子核的电场束缚而溢出轨道,也就形成了电子的游离态。
此时,失去电子的核外电子轨道就会出现空穴,因为电场的正端呈现为正电位,电子呈现为负电荷,所以电子就会向正电位端移动。
在电场作用下,电子的溢出和电子轨道的空穴是连续产生的,而其它溢出的电子则会在原子核电场力的引力下前来补穴,补穴后又会受电场的激发而继续出现空穴。
这样,也就同等于原子的空穴在移动,电子的不断溢出,又不断的形成空穴。
在我们的物理教科书中,已经讲明了导体的导电是由于原子的空穴移动形成的电子流。
简单说来,导体中的电子流就是由金属原子核外层电子的飘逸而形成的空穴移位。
电子的漂移方向为正电位端,而原子中的空穴再由下一个原子中的电子来补穴,也形同于原子的空穴在向电场的负端移动,这也是电工学中所表述导电回路中的电流流动。
人体中的电流运动方式较为复杂,因为人体不是纯导电体,身体中的水分子一般来讲不参加导电,但在高电场的作用下也会激发水分子成为电离子而导电,对于一般电场来说,只有水中的杂质和金属部分参与导电,所以人体导电就会破坏人体细胞的分子结构。
不论是金属导电还是生物细胞导电都会产生电子移动中的能量释放,电子在流动过程中的能量释放则会以热作用形式表现出来。
人体能够承受的最大电场强度电场是指电荷周围的空间中存在的电力场,它的强度可以通过电场强度来描述。
在日常生活中,我们经常接触到各种电场,比如电视机、电脑、手机等电子设备产生的电场。
但是,过强的电场可能对人体健康造成影响,那么人体能够承受的最大电场强度是多少呢?我们需要了解人体对电场的感知能力。
人体对电场的感知主要是通过接触感知和放电感知两种方式。
接触感知是指当人体接触到带电物体时,会感到刺痛或者电击感;放电感知是指当人体自身带电时,会产生静电放电现象。
这种感知能力是人体自身生理机能的一部分,与电场强度有一定的关系。
根据研究和实践经验,人体能够承受的最大电场强度一般在几千伏每米到几万伏每米之间。
具体数值受到多种因素的影响,如环境湿度、温度、电场频率、接触面积等。
在正常情况下,人体对电场的感知能力是有限的,而且会随着电场强度的增加而增强。
然而,人体对电场的感知能力是有极限的。
当电场强度超过一定阈值时,人体会出现更强烈的感知反应,如电击、肌肉抽搐、呼吸困难等。
超过这个阈值后,电场对人体的影响可能会变得更加严重,甚至可能引发电击伤害。
因此,超过人体能够承受的最大电场强度是非常危险的,需要引起足够的重视。
为了保护人体免受过强电场的伤害,我们需要采取一些措施。
首先,应避免长时间接触高电场强度的环境,尽量减少电子设备使用时间。
其次,应注意保持身体的干燥,因为潮湿的环境有助于电场的传导。
此外,合理布置电子设备,确保电源的接地良好,减少静电积聚的可能性。
在实际生活中,我们还会遇到一些特殊情况,如雷击。
雷击是一种极强的电场作用,它可能对人体造成严重的伤害甚至危及生命。
因此,在雷雨天气中,我们要尽量避免在露天活动,寻找安全的避雷设施,以避免雷击事故的发生。
人体能够承受的最大电场强度是有限的,超过这个限度可能对人体健康造成危害。
我们应该提高对电场的认识,采取相应的措施保护自己免受电场的伤害。
同时,对于特殊情况下的雷击等高强度电场,更需要引起足够的重视,做好防护措施,确保人身安全。
电与人体的关系——附谈电话标准( UL 1459 ) 的MIU如果我们想要了解安规的标准是如何制定的,首先就必须了解人体和电之间究竟存在着什么样的关系。
然而我们很难以人体实验的方式,去探究其对电的各种反应。
因此,原则上有关的学者是经由下列两种途径来做此研究的。
其一乃先以动物做为实验对象,在确定某个电流值不会对生命构成危险时,再以此电流值在人体重新测试;而对生命会造成威胁的值数范围,均只以等式换算的方式来表示之。
其二则为搜集、集理以往触电事故资料而加以评估。
本文试着将这种关系分为人体的阻抗模型、触电的程度及变数、以及电压的限制三部分来讨论。
一、人体的阻抗模型人体的阻抗基本上可分为两种,一是皮肤阻抗( SKIN Impedance ),一为体内阻抗( Internal Impedance ),人体阻抗的等效电路就如图一所示,其中Z P1及Z P2,代表人身上任何两处的皮肤阻抗,Z i则是体内阻抗,而Z T则为以上阻抗的总和。
将人体阻抗分为皮肤阻抗与体内阻抗的原因,乃是因为这两种阻抗无论是阻值或特性均有很大的差异:(1) 皮肤阻抗—人体的皮肤阻抗基本上非常近似于一个电阻和一个电容并联的等效阻抗,其中的电容大约在0.22到0.05MF/cm2之间。
影响皮肤阻抗的因素很多,如电压、频率、触电时间、接触面积、接触力度、皮肤湿度、甚至呼吸的状态都有关系。
就电压的影响而言,当电压在50V以下时,皮肤的阻抗明显的受到接触面积、室温及呼吸状态的景响;但当电压在50V以上时,皮肤阻抗则明显地下降到几乎可以忽视的地步。
就频率影响而言,当频率越高时,皮肤阻抗则越低,这也是为什么皮肤阻抗的等效电路会采用一个电容和一个电阻并联的原因。
至于时间,则是只要触电时间超过几个毫秒,阻抗就会明显的减少;而于湿度方面,若皮肤沾湿了水,阻抗亦将会趋近于零。
综合上列之特点,我们可以简单而清楚地了解人体在触及一个50V电压时的状况。
首先由于皮肤的电容的充电特性使其阻阻抗几乎不存在,然后在电容充饱阻抗形成时,依然会在不到几个毫秒的时间内,阻抗明显地减少。
(2) 体内阻抗—人体的体内阻抗在触电电源的频率不高 (约1000 H Z以下) 的情况下,可以说几乎是一个纯电阻的阻抗,而其中电阻的大小则和电流的通路途径 ( Current Path )有着绝对的关系,请参考图二,图二是由国际电工委员会( International Electrotechnical Commission,简称IEC )所公布的体内阻抗图,图中圆圈里的数字乃是百分比值,以左掌心至右掌心的阻值为百分之一百。
举例言,由左手掌心到头部的百分比值是50,则表示由左掌心到头部的阻抗是左掌心到右掌心阻抗的一半。
另外,括号中的数字则是表示,由双掌到某部位的阻抗与由单掌到同一部位的阻抗之百分比值。
图三是美国国家标准协会( American National Standards Institute,简称ANSI )及美国保险业试验所( Underwriters Laboratories Inc. )共同研究后所公布的图形,依图所示可以发现,其和图二的数字是颇吻合的,同时由图三中可以了解,为何一般的安规标准会体内阻抗以500Ω作为合理的参考值了。
体内阻抗除了和上述所谈的通路途径有关外,接触面积亦是另一个影响体内阻抗的重要因素。
基本上,当接触面积小于几个平方毫米时,体内阻抗即会明显的增加。
接下来我们看看图四,这是德国弗来贝尔格( Freiberger )的实验结果,其目的在于把人体的整体阻抗( 即皮肤阻抗加上体内阻抗 )对外在条件的反应做一整体性的说明。
图中X轴的电阻是指由一手掌到脚部,或此一手掌到另一手掌的阻值。
我们发现,当接触电压愈高时,人体的阻值就愈低,这是因为皮肤阻抗会因为接触电压的提高而降低之故,同时我们也发现,人体在干燥与潮湿情况下的阻抗整整相差了三倍,其因乃为皮肤在潮湿时几乎是没有阻抗的。
整体而言,当人体处于高压高温的状况下,皮肤阻抗将不起任何效用,而仅余体内阻抗,即约在500到1000Ω之间。
一、 触电的程度及变数在了解人体的阻抗模型后,接着我们来讨论触电的情形。
根据研究结果,同时亦是必须掌握的重点是——触电的危险程度取决于通过人体的电流大小及时间的长短,而不是电压或其他的因素。
另外,当电流小于某个固定值时,触电时间长短将不起任何影响,意即通过人体的电流若是根小的话,则人体的安全就不受任何威胁了。
德国的另一位学者卡本( Koeppen ),曾就此提出了以50mA• S 的电流和时间的乘积,作为通过人体电流的一个安全界限,超过此一界限,生命就有了死亡的要胁,如图五的A 线所示。
A 线以左是属于安全范围,A线以右的则反之,若用公式来表达,则可写成IΧT<50mA• S 。
当然,我们也注意到,当电流小于50mA时,时间的限制就不再存在了。
至于图五中的B线,则是安规界( 特别是欧洲国家的安规界 )所普遍使用的一个基准,此线乃是对A线加入了1.67倍的安全系数后而得到的。
此外,美国加州大学的达汝茲( Dalziel )则认为人体的触电电流之限制,应该以功率的方式来表示,即I2χT<常数。
达汝茲以羊做了许多的实验和计算,然后依此换算至体重70公斤的人类身上,就求出了图五中的C线。
还好,无论是卡本的IΧ T或达汝茲的I2χT,其结果都相当的一致。
以上所提,主要在求出触电程度是否致死的界限,但事实上触电的程度至少可划分为七种,其中最主要的有下列三种: 有感电流( Perception ),不随意或脱离临界流( Inability to let go )及心室微动或心室细动电流( Ventricular Fibrillation )。
有感电流——当通过人体的电流在0.5 mA到5 mA之间时,人体便会有剌麻的感觉,但对人体不会造成任何危险,且没有时间的限制。
人体对有感电流的反应程度,除了和接触面积有关系外,电流的频率亦是主要的因素,请见图六。
由图中可知,当频率愈高时,人体的承受能力就愈强,换言之,对电流的灵敏度也就愈差了。
这个特点是在任何的触电程度都一样的。
另外我们也注意到,电流由线在斜率在1000Hz时出现明显的变化,这个事实说明了为何有些安规标准,对操作频率为1000Hz以上的线路规定较为宽松的原因。
以UL1950为例,限流线路( Limited Current Circuit )的操作频率若在1000Hz以下时,流过2000Ω电阻的电流不能超过0.7 mA;但线路的操作频率若在1000Hz以上时,则允许流过电阻的电流最高可以到70 mA。
通常有感程度的电流都会引起人体的反射动作,就如人手在触及高温时会间即将手抽回来一样。
不随意或脱离临界电流——当电流增加到10mA以上时,人体的肌肉便开始有痉挛和收缩的现象,如果此时刚好是由手掌握着触电的电源时,便会因为肌肉的收缩而无法张开,导致通电时间太久,造成了生命的危险;同样的,如果在浴缸或水池里发生不随意电流程度的触电时,也会有溺毙的可能。
这种程度的触电即使在状况解除后,人体仍存在着不舒适的感觉。
心室微动或心室细动电流——一旦电流增加到50mA左右时,心脏的控制讯号系统便开始呈现混乱状况,心脏因此无法正常的进行泵浦( pump ) 动作,亦即心肌无法规则地膨胀收缩,而致整个血液循环系统瘫痪。
实际上极大部份的触电死亡事故,尤其是电压在300V 以下的案例,心室微动是真正的致命原因,这是早在一八九九年就已经知道的事实。
心室微动的影响程度受到通电途径、身体状况、电流频率、时间及波形的左右。
就频率而言,图六中的折线即可明白地指出其影响。
或许各位也注意到,心室微动的线形是折线,不像其他两条是曲条,这是因为这条线的数据,目前依然是以推算方式或由动物身上所做实验得来的,其余两条曲线则是直接从人体实验而取得的数据。
接着我们来看看图七,图七是由IEC 所公布,适用于频率15到100Hz 之间的线路。
图中分为四区,第一、二区即前面所提的感知电流区,第三、四区则分别是脱离临界区和心室微动区。
另外,表一则是日本的小林动集合了各国资料而作成的一份表格。
影响触电程度的因素,除了以上所提及的,尚有许多其他变数——上面所讨论的状况都是以交流电为基准,那么直流电的情形又如何呢?与交流电相较之下,直流似乎是安全多了。
就心室微动电流而言,直流需比交流大上二到三倍时才会产生,因此直流所造成的触电致死事故是极其少数的,一般安规标准也因而将直流电压的最高限制核的两倍。
造成这种差别的原因,主要是因为人体的肌肉运动,其实是以变化控制运动神经的电流大小来达成的;若换用直流来执行同样的运动,则须二到四倍的电流才行。
另一方面,在直流电流很小的时候,人是在触及电源或离开电源的那瞬间才有感觉,至于要达到不隋意电流的触电程度,则必须是通电电流超过300mA,且时间超过500mS的情况下才会形成。
心室微动电流有一个值得注意的现象,就是当直流电流是从脚流到手( 即脚接回路的正极),其危险程度将是从手流到脚的两倍,而由一手掌流到另一手掌的情况较不会造成危险。
再来看看图八,这也是IEC公布的分析图,用以说明直流电对人体的影响,其中第一、二区代表感知区,第三、四区分别代表不随意区及心室微动区。
此图所得结果乃是以脚部为正极测之。
人体的条件——人体的各种条件,如高矮、轻重、性别、甚至健康状况都会影响人体对电的反应。
一般来说,又高又瘦的人,其身体的阻抗较高,这是因为人体的阻抗与身高的平方成正比,但却和体重成反比。
而健康状况方面,住院病人的阻抗也远比一般人低,这点我们可以从美国医疗器材发展协会( Association for Advancement of Medical Instrumentation——AAMI )所发表的一份标准中得知,请见图九。
图中a 线是一般仪器的漏电限制,b 线是没有接地且不触及病人身体之医疗器材的漏电限制,而c线则是对有接地且触及病人之医疗器材的漏电限制。
各位也许会发现三条图线同时在100KHz的地方又折平了,这是因为在此图发表时,人体对频率在100KHz以上的电流反应尚无足够的资料可提供参考之故。
另外,在性别上,女性亦比男性在触电时有较灵敏的反应。
在达汝茲所发表的一份报告中,我们知道,当女性开始感觉到有感电流时,男性却必须将电流再提高百分之三十到五十才有知觉;有随意电流的形成状况也几乎有着相同的差别,举例而言,女性有10.5mA时就已可能出现不随意电流程度的触电,男性则需到20mA时才会有同样的反应。
公平的是,到了心室微动电流时,两性便没有差别了。
二、电压的限制在明白人体阻抗的特性和真正造成死亡的原因是电流后,我们不难了解,其实电压的限制是一种被动式的。