Чому стирчать пальці в електричній розетці можуть вбити вас?

Мені просто хотілося дізнатися деякі відмінності між вольтами, амперами, омами тощо, і я підійшов до цього питання. Якщо ваша шкіра має опір 100 к Ом, а розетка становить 220 В, чи не буде струм, що протікає через ваше тіло, 0,0022 ампер?

В Європі правило, як правило, 60 В постійного струму є безпечним для випадкового контакту з живими провідниками. Прочитайте, що говорить МЕК: -

Міжнародна електротехнічна комісія (IEC) опублікувала кілька звітів про електробезпеку. Звіт IEC «Електроустановки будівель» (IEC 60634-4-41: 2001) вказує, що для розкопаних ланцюгів "якщо номінальна напруга не перевищує 25 В ач [35 VPEAK] або 60 В постійного струму без захисту від пульсацій, захист від прямої дії" контакт взагалі непотрібний; однак, це може знадобитися за певних умов зовнішніх впливів (що розглядаються). "Для заземлених ланцюгів МЕК вважає захист непотрібним, коли" номінальна напруга не перевищує 25 В акрам або 60 В постійного струму, коли обладнання зазвичай використовується тільки в сухих місцях і не очікується контакту живих частин з тілом людини великої площі; 6 В акрм [8,5 VPEAK] або 15 В постійного струму без пульсацій у всіх інших випадках. "

Витяг, взятий з цього документа.

Такий рівень напруги, про який йдеться в екстракті, як правило, не вважають, що він достатньо зруйнує "високий поверхневий опір" шкіри, АЛЕ напруги в мережі є смертельними, оскільки вони НЕ руйнують поверхневий опір, і тоді ви просто маєте внутрішній опір організму і це лише кілька сотень Ом. Якщо (скажімо) застосовується змінного струму 220 В, струм може бути більшим, ніж 100 мА, і це справді проблематично: -

НОВИЙ РОЗДІЛ:

Цікавим і спорідненим предметом віджимання є добре відомий ефект людського тіла, що пошкоджує електронні мікросхеми статичним розрядом. Тіло людини моделюється як ємність до землі близько 100 пФ. Ця ємність заряджається до декількох кВ, а шлях розряду в електроніку, що випробовується, здійснюється через резистор, що обмежує струм.

Важливо зазначити, що якщо людський організм безпосередньо не з'єднується із землею (рідше ситуація, ніж зазвичай), струм струму через торкання живого проводу дещо обмежений цією ємністю.

Цей документ під назвою "Вимірювання ємності людського тіла: теорія та експериментальна установка" робить висновок, що близько 160 пФ - це ємність людського тіла в наступному експерименті:

Отже, якщо ми підключимось до 220 В 60 Гц, 160 пФ має імпеданс 16,6 мом (реактивний) і викликав би реактивний струм близько 13,3 мкА. Я не думаю, що ємнісні ефекти будуть дуже вагомими.

На жаль, опір 100 кілометрів справедливий лише в деяких умовах. Спочатку у вас є ємність шкіри, тому вона буде проводити змінного струму краще, ніж постійного струму. По-друге, опір шкіри сам по собі не постійний з напругою навіть при постійному струмі; вона знижується в міру зростання напруги. По-третє, можливі зміни вологості / вологості шкіри, в тому числі від людини до людини. Я викопаю кілька посилань на ці факти, які я відтворив із пам'яті.

Погляньте на цю книгу Біомедичні ІМС CMOS для більш детальної інформації, ніж я можу сподіватися, щоб передати тут.

Тема складна, тому що ємність шкіри в основному залежить від її товщини, але стійкість шкіри в основному змінюється залежно від кількості потових проток і наскільки вони наповнені. Таким чином, у вас може бути зона з низькою ємністю через товсту шкіру, але вона все ще добре проводить, якщо в ній висока концентрація потових проток.

Типові цифри, що містяться, є 0,02-0,06 мкг / см ^ 2 для ємності шкіри (але також говорять, що вони змінюються на порядок між різними ділянками тіла). Для опору (який йде паралельно цій ємності) набагато складніше зафіксувати число, оскільки воно значно змінюється навіть у однієї і тієї ж людини та тієї ж області в часі:

Інша книга дає діапазон від 60 до 1200 кОм / см ^ 2 ... що є величезним діапазоном [залежить від площі тіла та людини]. (Зверніть увагу, що це зменшується для більших областей, оскільки паралельні резистори мають менший опір.) Крім того, це говорить про те, що якщо напруга перевищує близько 150 В діелектричного пробою в шкірі, то сильніше зменшується опір. Для підключення сухих контактів при руці вручну при 125 В (я думаю, що зміна струму) вони дають від 1125 до 2875 Ом як діапазон перцентилу від 5 до 95% із середнім значенням 1625 Ом. Це набагато нижче, ніж ви здогадалися. Ось типові дані, на яких МЕК базує свої рекомендації щодо безпеки:

Як ви самі сказали, 2,2 мА буде надходити у ваш приклад. Це багато струму всередині вашого тіла. Це буде в кращому випадку боляче, і може легко вбити вас, якщо потрапити в такий життєво важливий орган, як серце.

Підключення двох пальців однією рукою до штифтів розетки було б просто дурним, болісним та призведе до травм. З'єднання між двома пальцями протилежних рук може бути летальним.

І це передбачає загальну стійкість шкіри до 100 кОм. Це правдоподібне число, коли ваші руки досить сухі, але набагато менший опір також цілком можливий.

Не кладіть пальцями в електричні розетки

Якщо ви все-таки вирішите це зробити, повідомте про те, що Дарвін нагороджує людей першими, щоб вас можна було визнати посмертно.

Це правильно, але ваша шкіра не завжди 100 к. Опір відрізняється сильно . І не потрібно багато мА, щоб убити вас, якщо він протікає через правильне (неправильне) місце.

Хммм. Я піду копати джерела (у мене були такі, коли я проходив інструктажі в лабораторіях десятиліть тому, і я повинен знайти їх до наступного місяця в будь-якому випадку), але те, що я пам'ятаю, це найнебезпечніший для шоку регіон (який стосується насамперед провідності через серце, оскільки кров знаходиться там, де знаходиться велика частина електролітів, а більшість внутрішньої провідності, таким чином, слідкує за кровоносними судинами) становить від 10 мА до 1 Ампер або 100 мА.

Це було потрібно для читання для моєї роботи в лабораторії високої напруги, як і чарівна розповідь про те, скільки міцних бетонних стін циліндр 3000 фунтів на дюйм Циліндр міг би запуститися через себе, якби не прив'язати його до стіни, а клапан зламався, коли воно впало.

Я думаю, що претензія Оліна на вміст 2,2 мА через серце смертельна падає, що є половиною того, що GFCI мають спрацювати при (5 мА, принаймні у версіях США.) Цей рівень є половиною нижнього кінця найнебезпечнішого діапазону, а не більш ніж удвічі більше, ніж знадобиться, щоб убити вас, інакше в GFCI не було б багато сенсу. "Модель тіла з низькою стійкістю до шкіри" також відбувається звідки "надійні" напруги, засновані на потенційному струмі через серце IIRC. Ні, я не добровільно перевіряю це (хоча я один раз або два рази мимоволі робив це і мені пощастило), але я думаю, що більш-менш точно знаю, що відбувається, б'є неточне страхування. Не засуньте пальці в розетки, але робіть це, оскільки опір шкіри не є фіксованим числом, від якого ви можете залежати, особливо якщо ви ріжете палець на гостру частину розетки; і нерозумно вкладати палець у розетку, якої справді повинно бути достатньо всього.

Нижче 10 мА, струм, як стверджується, недостатній, щоб викликати фібриляцію (індукований напад тепла та головна причина смерті від електричного струму.) Над високим кінцем струм достатній для зупинки / затиску серця, і швидше за все, він перезапуститься, ніж в "найнебезпечнішому регіоні", хоча можуть бути й інші погані побічні ефекти, такі як опіки всередині кровоносних судин - це, як правило, місце, де люди, що виживають блискавки, нападають на землю, IIRC.

Як вже було сказано, стійкість шкіри є ВІЛЬНО мінливою з поту (солона вода більше чи менше), що має великий вплив. Розрізи видаляють цілком.

Що стосується пейсмейкера 47 UA WRB, я стверджую, що кардіостимулятор може бути зовсім іншою справою, ніж будь-який звичайний джерело шоку - або там дійсно була помилка.

Можливо, моя пам’ять трохи песимістична:

Цей вимагає набагато більшого (10X) порогу: https://www.physics.ohio-state.edu/~p616/safety/fatal_current.html

Це згадує 6-9 мА як поріг "замерзання" (спазмування) м'язів, що, звичайно, призводить до того чудового стану "не можна відпустити", але також досягає вищої смерті: http: //www.elcosh. org / document / 1624/888 / d000543 / section2.html

Цей приклад наводиться на прикладі з різною стійкістю до шкіри і включає "5mA як максимальний струм, який зазвичай вважають" нешкідливим ": http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/shock.html

Можливо, вам буде цікавий цей опис стійкості шкіри . Зверніть увагу, що стійкість шкіри може бути близько 1000 Ом, коли волога. Так само електричні опіки призводять до падіння місцевого опору шкіри, що може сприяти. "Провідність шкіри може збільшуватися на кілька порядків у мілісекундах." Джерело

Також важливо пам’ятати, що поточний шлях повинен включати серце або легені, щоб викликати негайну смерть, і так іншеТочку дотику потрібно пам’ятати - зазвичай іншою рукою або ногами (стоячи у вологих умовах). Якщо навколишнє середовище мокре, то ймовірно, що контактні пальці також можуть бути вологими. Серце насправді досить чутливе до струму, що подається безпосередньо на нього, струми менше 1 мА сприймаються як небезпечні. Поточні стандарти враховують це у сертифікаціях на медичне обладнання, але я пам’ятаю, що в середині 60-х років читали випадок аварії електромеханічного ритму з зовнішнім живленням (неправильне заземлення електроживлення та пацієнт торкнувся заземленого металевого каркаса), що було смертельним при 47 уА . Чисті обговорення мікрошоку здаються переконаними, що такі випадки є апокрифними, але я стою біля своєї пам’яті. Хоча, можливо, в початковій статті була помилка.

Ви робите тут дві помилки.

По-перше, струм повинен як входити, так і виходити - якщо опір шкіри 100k, а ви десь торкаєтесь землі, ви насправді дивитесь лише на 1,1м. Ви відчуєте це, але це вам не зашкодить. (Я насправді відчував це, намагаючись заткнути бородавку на стіні в дуже незручному положенні і якось несвідомо торкатися обох сторін штепсельної вилки, коли я думав, що стискаю тіло бородавки.) (Якщо ви не торкаєтесь землі будь-де і користуйтеся лише однією рукою, струм взагалі не буде текти, і вам не буде шкода. Ось чому ви іноді бачите професіоналів, які працюють на живій схемі і живуть, щоб розповісти про це. Залиште такі речі плюсам!)

По-друге, ви в основному робите ставку на своє життя, що стійкість шкіри дійсно 100 к. Це може кардинально змінитися, якщо ваша шкіра навіть трохи вологий, і припустимо, що на тому, що ви торкнулися, якийсь так незначно вторкнутий у вашу шкіру крихітний задирок - це призведе до зменшення опору.