Действие электрического тока на биологические ткани.
Электрический ток используется в настоящее время во всех сферах деятельности человека, как источник энергии удобный в транспортировке и применении.
При всех преимуществах применения электроэнергии нельзя игнорировать опасность электричества для человека. Термическое воздействие. Это нагрев тканей тела человека и ожоги. Электролитическое действие тока. Это воздействие на кровь и другие жидкости организма, вызывающее разложение их составных элементов. Биологическое (физиологическое) воздействие. Происходит раздражение и возбуждение мышечной и нервной тканей, что приводит к судорожным сокращениям мышц. Наиболее опасны сокращения сердечной мышцы и легких. Результат этих воздействий можно разделить на два вида поражений электрическим током: электрические травмы и электрические удары. Электрические травмы - это четко выраженные местные повреждения тканей. Среди травм различают электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения. Ожоги. Следствие теплового воздействия тока, проходящего через тело человека, или прикосновения к сильно нагретым частям электрооборудования, либо от действия электрической дуги. Наиболее сильные ожоги происходят при возникновении электрической дуги в сетях 35 – 220 кВ и в сетях 6 – 10 кВ с большой емкостью сети. В этих сетях ожоги являются основными и наиболее тяжелыми видами поражения. В сетях напряжением до 1000 В также возможны ожоги электрической дугой (при отключении цепи открытыми рубильниками при наличии большой индуктивной нагрузки). Электрические знаки — четко очерченные поражения кожи в местах соприкосновения с электродами. Могут быть круглой или эллиптической формы, серого или бело-желтого цвета с четко очерченными краями. Вызываются механическим и химическим действиями тока. Могут проявиться только спустя некоторое время после воздействия тока. Обычно поражения не сопровождаются воспалением и болезненными ощущениями, но вызывают отек и припухлость в месте соприкосновения с электродами. Знаки небольшой площади заживают благополучно, при значительной площади поражений происходит омертвение тканей. Электрометаллизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла вследствие его кипения и разбрызгивания под действием электрической дуги. Поврежденный участок кожи становится жестким, с шероховатой поверхностью. В месте поражения появляется ощущение инородного тела. Исход поражения, как и при ожоге, зависит от площади пораженного участка. Чаще всего металлизированная кожа сходит без следов. Электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз, возникшее в результате сильного воздействия выделившихся при горении электрической дуги ультрафиолетовых лучей. Механические повреждения — Переломы костей и разрывы сухожилий и мышц вызванные сокращением мышц, при прохождении через них тока. Являются следствием электрического удара. Электрический удар — это результат биологического действия тока, состоящий в возбуждении нервных тканей при прохождении через организм электрического тока. Проявляется непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Различают четыре степени электрических ударов в зависимости от исхода воздействия на организм, начиная от легкого, без потери сознания (первая степень) до клинической смерти (четвертая степень). В состоянии клинической смерти у человека отсутствует дыхание и сердцебиение, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Длительность клинической смерти составляет примерно 4-8 минут. По истечении этого времени наступает гибель клеток головного мозга, приводящая к необратимому прекращению биологических процессов в организме, распаду белковых структур — биологической смерти. Воздействие тока на человеческий организм зависит от следующих факторов: • величины тока, проходящего через жизненно важные органы; • длительности воздействия тока; • частоты и рода тока; • приложенного напряжения; • пути прохождения тока через тело человека; • состояния здоровья человека и фактора внимания. При заболеваниях сердца, щитовидной железы и некоторых других внутренних органов человек более подвержен воздействию электрического тока. В этом случае снижается общая сопротивляемость организма внешним раздражениям, уменьшается электрическое сопротивление тела человека. Результаты, соответствующие более сильному поражению могут проявиться при меньших значениях тока. Для мужчин пороговые значения тока примерно в 1,5 раза выше, чем для женщин. Это объясняется более слабым сложением тела женщины. Также сопротивление тела человека снижается при приеме спиртных напитков. Также снижается и внимание. В то время как при концентрации внимании сопротивление организма повышается. Величина проходящего через организм тока определяется приложенным напряжением и сопротивлением тела человека. Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже колеблется в пределах от 3000 до 500000 Ом. Состояние кожи сильно влияет на величину сопротивления тела человека. Наличие царапин, грязи и влаги очень сильно (в десятки раз) снижает сопротивление. Если удалить роговой слой в тех местах, где измеряется сопротивление, то его значение падает до 500-700 Ом. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладоней и др. С увеличением тока и времени его прохождения сопротивление падает, поскольку при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к увеличению потоотделения. При увлажненной коже сопротивление близко к 1000 Ом. Чем выше приложенное напряжение, тем быстрее снижается сопротивление кожи человека. Ток в теле человека не обязательно проходит по кратчайшему пути. Наиболее опасным является прохождение тока через органы дыхания и сердце по продольной оси (от головы к ногам). Доля общего тока, проходящего через сердце: • путь рука - рука – 3,3 % общего тока; • путь левая рука - ноги – 3,7 % общего тока; • путь правая рука - ноги – 6,7 % общего тока; • путь нога - нога – 0,4 % общего тока. При напряжениях до 250-300 В переменный ток с частотой 50 Гц примерно в 45 раз безопаснее постоянного тока, при более высоких напряжениях опаснее постоянный ток. Безопасным считается ток, длительное прохождение которого через организм человека не причиняет ему вреда и не вызывает никаких ощущений. Его величина не превышает 50 мкА. Ток величиной от 0,5 мА до 1,5 мА называется пороговым ощутимым током. Он вызывает легкое покалывание, ощущение нагрева кожи. При токе 2-5 мА появляется боли в руке, дрожание кисти. Увеличение тока до 10-15 мА вызывает непереносимую боль и полное прекращение управления мышцами. Если человек просто прикоснулся к находящимся под напряжением участкам, он может освободиться от действия тока посредством одёргивания руки. Если же провод оказался зажатым в руке, то при этом значении тока человек не может по своей воле разжать пальцы от токоведущих частей и остается под напряжением. По этой причине ток величиной больше 10-15 мА называется неотпускающим. Такое явление объясняется тем, что, если по мышцам, управляющим сгибанием и разгибанием пальцев руки, будет проходить ток одной и той же величины, то сгибательные мышцы как более мощные создают несколько большее усилие, поэтому пальцы сжимаются в кулак. При прохождении по руке тока промышленной частоты до 10-15 мА воздействие биологических импульсов по воле человека еще может создать в разгибательных мышцах большее усилие, чем в сгибательных, и пострадавший может освободиться от действия электрического тока. При большем токе воздействие биологических импульсов на управление мышцами полностью утрачивается и их сокращение определяется только действием внешнего тока. Пороговый неотпускающий ток условно можно считать безопасным для человека в том смысле, что он не вызывает немедленного поражения. Но при длительном прохождении величина тока растет за счет уменьшения сопротивления тела, в результате чего могут возникнуть нарушения кровообращения и дыхания и наступить смерть. При токе величиной около 50 мА начинается судорожное сокращение мышц грудной клетки, сужение кровеносных сосудов и повышение артериального давления, что приводит к потере сознания и смерти. При прохождении тока более 100 мА по пути рука - рука или рука - ноги в течение 2 – 3 секунд приводит к смерти (смертельный ток). Так как через 1-2 секунды может наступить фибрилляция сердца (хаотические, разрозненные сокращения отдельных волокон сердечной мышцы). В результате сердце перестает работать, кровообращение нарушается. Фибрилляция продолжается и после прекращения действия тока, в результате наступает смерть. При токе более 5 А фибрилляция, как правило, не наступает, а происходит немедленная остановка сердца. Хотя известно много случаев, когда при кратковременном прохождении через человека тока величиной около 10 А не наступала смерть. Однако в этом случае происходит паралич дыхания. При больших токах, проходящих через тело человека, смерть может наступить и в результате разрушения внутренней структуры тканей организма и глубоких ожогов тела. Кратковременное действие больших токов не вызывает ни паралича дыхания, ни фибрилляции сердца. Сердечная мышца при этом резко сокращается и остается в таком состоянии до отключения тока, после чего продолжает работать Причинами смерти от воздействия электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок. При этом следует помнить, что прекращение, дыхания примерно через 2 минуты приводит к остановке сердца, и, наоборот, прекращение кровообращения также быстро приводит к прекращению дыхания. Наступает кислородное голодание организма и смерть. Электрический шок - это тяжелая нервнорефлекторная реакция организма, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ. Длится он, как правило, от десятков минут до суток. При параличе дыхания, как и при параличе сердца функции этих органов самостоятельно не восстанавливаются! В этом случае необходимо оказание первой помощи (искусственное дыхание и массаж сердца). В случае, если несчастный случай предотвратить не удалось, человеку, попавшему под воздействие электрического тока необходимо оказать первую помощь.
Скачать реферат