Номер 510, страница 80 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Электрическое сопротивление проводников - номер 510, страница 80.

Условие.

► 510. Узнайте по справочникам значение сопротивления тела человека прохождению тока. От чего оно зависит? Составьте доклад о возможных поражениях человека током.

Решение.

Узнайте по справочникам значение сопротивления тела человека прохождению тока.

Электрическое сопротивление тела человека не является постоянной величиной. Оно сильно варьируется в зависимости от множества факторов. В справочных материалах по электробезопасности приводятся следующие ориентировочные значения:

• Сопротивление сухой, неповрежденной кожи может быть очень высоким — от $10 \ 000 \text{ Ом}$ ($10 \text{ кОм}$) до $1 \ 000 \ 000 \text{ Ом}$ ($1 \text{ МОм}$). Основное сопротивление тела сосредоточено в тонком верхнем слое кожи — эпидермисе.
• Сопротивление влажной, потной или поврежденной кожи значительно ниже — оно падает до $1000 \text{ Ом}$ ($1 \text{ кОм}$) и даже ниже.
• Сопротивление внутренних тканей тела, без учета кожи, относительно мало и составляет примерно $300-500 \text{ Ом}$.

Для практических расчетов в области электробезопасности, чтобы оценить возможный ток через тело человека в наихудших условиях, условно принимают значение полного сопротивления тела человека равным $1000 \text{ Ом}$ ($1 \text{ кОм}$).

Ответ: Сопротивление тела человека варьируется в широких пределах, от нескольких сотен Ом до $1 \text{ МОм}$, но для расчетов по электробезопасности его условно принимают равным $1000 \text{ Ом}$.

От чего оно зависит?

Сопротивление тела человека зависит от следующих основных факторов:

• Состояние кожи: Сухая и загрубевшая кожа имеет высокое сопротивление, в то время как влажная, потная, загрязненная или поврежденная (с порезами, ссадинами) кожа обладает значительно меньшим сопротивлением.
• Параметры электрической цепи:
  • Приложенное напряжение: При напряжении выше $50 \text{ В}$ происходит электрический пробой верхнего слоя кожи (эпидермиса), что вызывает резкое падение общего сопротивления тела.
  • Частота тока: С увеличением частоты переменного тока сопротивление тела человека уменьшается. Для токов высокой частоты оно может быть на порядок меньше, чем для постоянного тока.
• Путь прохождения тока через тело: Сопротивление зависит от того, между какими точками тела приложено напряжение. Наиболее распространенные пути («петли тока»): «рука-рука» и «рука-нога». Сопротивление на пути «нога-нога» обычно меньше, чем на пути «рука-рука».
• Площадь и плотность контакта: Чем больше площадь соприкосновения с токоведущей частью и чем плотнее контакт, тем ниже сопротивление.
• Индивидуальные физиологические особенности: Сопротивление зависит от пола, возраста, толщины кожи, общего состояния здоровья и нервной системы человека.
• Психоэмоциональное состояние: В состоянии стресса, испуга или нервного возбуждения усиливается потоотделение, что приводит к снижению сопротивления кожи.

Ответ: Сопротивление тела человека зависит от состояния кожи, величины напряжения и частоты тока, пути прохождения тока, площади контакта, а также от индивидуальных физиологических и психоэмоциональных особенностей человека.

Составьте доклад о возможных поражениях человека током.

Доклад: Воздействие электрического тока на организм человека и виды поражений

Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает сложное биологическое воздействие, которое может привести к серьезным травмам и даже летальному исходу. Степень опасности зависит от множества факторов, а последствия поражения классифицируются на электрические травмы и электрические удары.

1. Виды электрических поражений

Все поражения электрическим током делятся на две основные группы:

• Электрические травмы — это локальные, четко выраженные повреждения тканей организма. К ним относятся:
  • Электрические ожоги: Наиболее распространенный вид электротравмы. Бывают контактными (в месте входа и выхода тока) и дуговыми (вызванными воздействием электрической дуги с высокой температурой).
  • Электрические знаки (метки тока): Четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи в месте контакта с токоведущей частью. Обычно безболезненны и со временем проходят.
  • Металлизация кожи: Проникновение в верхние слои кожи мельчайших частиц металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Пораженный участок становится шероховатым и приобретает характерный цвет металла.
  • Механические повреждения: Разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервных тканей, а также вывихи и переломы, вызванные резкими, непроизвольными судорожными сокращениями мышц под действием тока.
• Электрические удары — это возбуждение живых тканей организма проходящим через него током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц. Электрический удар представляет наибольшую опасность, так как воздействует на жизненно важные органы. В зависимости от последствий различают четыре степени тяжести удара:
  1. Судорожное сокращение мышц без потери сознания.
  2. Судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца.
  3. Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого).
  4. Клиническая смерть — отсутствие дыхания и кровообращения.

2. Факторы, определяющие исход поражения

Тяжесть поражения электрическим током зависит от следующих ключевых факторов:

• Сила тока: Это решающий фактор. Воздействие переменного тока (частотой 50 Гц) на человека можно классифицировать следующим образом:
  • $0.6–1.5 \text{ мА}$ — пороговый ощутимый ток (вызывает легкое дрожание).
  • $10–15 \text{ мА}$ — пороговый неотпускающий ток (вызывает непреодолимые судороги мышц, человек не может самостоятельно оторваться от проводника).
  • $25–50 \text{ мА}$ — вызывает сильные боли, затруднение дыхания, может привести к параличу дыхательных мышц.
  • $50–100 \text{ мА}$ — вызывает фибрилляцию желудочков сердца (хаотичные сокращения сердечной мышцы), что равносильно его остановке и является основной причиной смерти при электротравмах.
  • Свыше $100 \text{ мА}$ — вызывает немедленную остановку сердца и паралич дыхания, а также тяжелые ожоги.
• Путь тока через тело: Наиболее опасны пути, при которых ток проходит через жизненно важные органы, в первую очередь сердце и мозг. Например, петли «левая рука – ноги», «рука – рука», «голова – ноги».
• Продолжительность воздействия: Чем дольше человек находится под действием тока, тем тяжелее последствия, так как увеличивается вероятность совпадения прохождения тока с уязвимой фазой сердечного цикла, что может вызвать фибрилляцию.
• Род и частота тока: Переменный ток промышленной частоты ($50-60 \text{ Гц}$) считается наиболее опасным, так как он вызывает фибрилляцию сердца при меньших значениях, чем постоянный ток. Постоянный ток при сопоставимом напряжении считается менее опасным, однако он может вызывать более глубокие электрохимические ожоги.
• Индивидуальные особенности организма: Состояние здоровья (особенно сердечно-сосудистой и нервной систем), усталость, алкогольное опьянение — все это снижает сопротивляемость организма и усугубляет последствия удара током.

Заключение

Поражение электрическим током является одной из самых серьезных опасностей. Знание факторов, влияющих на исход поражения, и строгое соблюдение правил электробезопасности являются ключевыми условиями для предотвращения несчастных случаев.

Ответ: Поражения человека током делятся на местные электрические травмы (ожоги, знаки, металлизация кожи) и общие электрические удары, которые могут вызвать судороги, паралич дыхания и фибрилляцию сердца. Тяжесть поражения зависит от силы и частоты тока, пути его прохождения через тело, времени воздействия и индивидуальных особенностей организма.