Номер 5, страница 164 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Электрические явления. Параграф 40. Действие электрического тока на человека. Вопросы - номер 5, страница 164.

Условие.

5. От чего зависит сопротивление тела человека?

Решение.

Опасные для человека сила тока и напряжение

Воздействие электрического тока на организм человека определяется, в первую очередь, силой тока, проходящего через тело. Принято считать, что:

- Ток силой 0.5–1.5 мА (миллиампер) является ощутимым, вызывая легкое дрожание.

- Ток силой 10–15 мА (для переменного тока частотой 50 Гц) вызывает сильные мышечные сокращения, человек не может самостоятельно разжать руку, чтобы освободиться от проводника. Такой ток называют «неотпускающим».

- Ток силой 50–100 мА является смертельно опасным, так как может вызвать фибрилляцию желудочков сердца – хаотичные сокращения сердечной мышцы, приводящие к остановке кровообращения и смерти.

Напряжение, при котором через тело человека может пройти ток опасной силы, можно рассчитать с помощью закона Ома. Для этого необходимо знать сопротивление тела человека, которое сильно варьируется. В расчетах по электробезопасности часто принимают его равным 1000 Ом (1 кОм), что соответствует неблагоприятным условиям (например, влажные руки).

Дано:

Смертельно опасная сила тока: $I = 100 \text{ мА}$

Среднее сопротивление тела человека: $R = 1000 \text{ Ом}$

Перевод в систему СИ:

$I = 100 \cdot 10^{-3} \text{ А} = 0.1 \text{ А}$

Найти:

Напряжение $\text{U}$, при котором может возникнуть данный ток.

Решение:

Согласно закону Ома для участка цепи, напряжение, сила тока и сопротивление связаны соотношением:

$U = I \cdot R$

Подставим известные значения в формулу:

$U = 0.1 \text{ А} \cdot 1000 \text{ Ом} = 100 \text{ В}$

Этот расчет показывает, что даже напряжение 100 В может быть смертельным при сопротивлении тела 1000 Ом. В условиях повышенной влажности или при повреждении кожи сопротивление тела может упасть до сотен Ом, и тогда смертельно опасным может оказаться напряжение значительно ниже 100 В (например, 42 В или даже 12 В).

Ответ: Смертельно опасный ток в 100 мА может возникнуть при напряжении 100 В, если принять сопротивление тела человека равным 1000 Ом. Однако поражение током возможно и при гораздо более низких напряжениях в зависимости от условий.

5. От чего зависит сопротивление тела человека?

Сопротивление тела человека — это комплексная и переменная величина, зависящая от множества факторов. Основные из них:

1. Состояние кожного покрова. Сухая, здоровая и неповрежденная кожа обладает очень высоким сопротивлением (от 40 000 до 100 000 Ом и более) за счет рогового слоя эпидермиса. Влажная, потная, загрязненная или поврежденная (порезы, ссадины) кожа имеет сопротивление в десятки и сотни раз меньше (может падать до 1000 Ом и ниже).

2. Путь прохождения тока. Сопротивление зависит от того, между какими точками тела проходит ток. Наиболее опасны пути, при которых ток проходит через жизненно важные органы, особенно сердце (например, «рука-рука» или «левая рука-ноги»). Сопротивление по пути «рука-нога» составляет примерно 400-600 Ом (без учета сопротивления кожи).

3. Параметры контакта. Чем больше площадь соприкосновения тела с токоведущей частью и чем плотнее контакт, тем меньше общее сопротивление.

4. Величина приложенного напряжения. При напряжении выше 50-100 В может произойти электрический пробой верхнего слоя кожи, что приводит к резкому и значительному снижению общего сопротивления тела.

5. Род и частота тока. Сопротивление тела человека переменному току в целом ниже, чем постоянному. Наиболее опасным считается переменный ток с частотой 50-60 Гц. С увеличением частоты (свыше 500 Гц) сопротивление тела уменьшается, но опасность поражения внутренних органов также снижается.

6. Физиологические факторы. Сопротивление зависит от индивидуальных особенностей человека: возраста, пола, состояния здоровья, толщины кожи и даже эмоционального состояния (например, стресс вызывает потоотделение, что снижает сопротивление кожи).

Ответ: Сопротивление тела человека зависит главным образом от состояния кожи (ее влажности и целостности), пути прохождения тока, площади и плотности контакта, величины приложенного напряжения, рода и частоты тока, а также от индивидуальных физиологических особенностей организма.