Что бьёт и убивает: ток или напряжение?

Опасность электричества не миф, хуже того, несмотря на всеобщую осведомленность об этом факте, практически каждый человек может сказать, что ему доводилось при каких-то обстоятельствах ощутить на собственной шкуре электрический удар. Исход подобного воздействия не обязательно плачевен, однако, опасность летального исхода – это неотъемлемый спутник халатного обращения с электричеством.

Именно поэтому на электроустановках устанавливают предупреждающие плакаты, например, «Высокое напряжение! Опасно для жизни!» или «Не влезай! Убьет!». В связи с чем у многих возникает путаница, что убивает ток или напряжение, чего же им стоит опасаться.

В чем отличие между током и напряжением?

Если рассмотреть физический процесс, то электрическая энергия имеет множество различных характеристик, среди которых наиболее часто рассматриваются напряжение и ток. Сразу заметим, что это не одно и то же, но обе они взаимосвязаны.

В каждом веществе присутствует несчетное количество мельчайших атомов, в которых происходит электромагнитное взаимодействие между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами, вращающимися вокруг ядра. В нормальном состоянии элементарные частицы находятся в балансе – заряд ядра полностью скомпенсирован зарядами электронов. Но, воздействие электромагнитного поля на атомы приводит наиболее удаленные электроны в движение, и атомы выходят из равновесия – получают определенный заряд.

Строение атома
Рис. 1. Строение атома

Под напряжением следует понимать разницу между двумя зарядами – в одной точке энергии больше, а в другой меньше. Можно провести аналогию с сообщающимися сосудами, если воды в одной трубке больше, а во второй меньше, то при их соединении вода из первой будет перетекать во вторую. Так же и с напряжением – потенциально в каждой точке имеется определенный заряд энергии, созданный электромагнитным полем, но до тех пор, пока эти точки не соединятся электрической цепью, заряженные частицы не начнут направленного движения.

Что такое напряжение
Рис. 2. Что такое напряжение

Но, с появлением связующей цепи, напряжение между двумя точками приведет к направленному движению заряженных частиц. Это явление получило название электрического тока.

В зависимости от особенностей источника электрической энергии напряжение и ток могут носить:

  • постоянный характер – не зависимо от наличия или отсутствия нагрузки, величина напряжения не меняется, относится к источникам неограниченной мощности;
  • изменяться в зависимости от величины нагрузки – относятся к источника с ограниченной мощностью, где величина питающего напряжения снижается при замыкании цепи;
  • временный – при подключении нагрузки к источнику питания заряд полностью рассеивается через короткий промежуток времени, это конденсаторы, в некоторых ситуациях наведенное напряжение.

Поэтому ток не может протекать без наличия напряжения на участке цепи, но именно ток определяет интенсивность воздействия электрической энергии на человека.

Воздействие тока и напряжения на организм

Чтобы определить степень воздействия на человека, следует отметить, что тело представляет собой проводник электрической энергии, через который может свободно протекать электрический ток. Однако, согласно закону Ома, сила тока на любом участке электрической цепи  прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку и обратно пропорциональна сопротивлению:

I = U/R;

где

  • I – сила тока;  
  • U – величина приложенного напряжения;
  • R – сопротивление тела человека.
От чего зависит сила тока
Рис. 3: от чего зависит сила тока

Как можно судить из вышеприведенного выражения, чем больше омическое сопротивление, тем меньше ток, протекающий через человека. Напряжение электрической сети – величина постоянная и мало зависящая от того, что к ней подключено.

А вот на сопротивление человека влияют многие факторы:

  • состояние кожных покровов в местах прикосновения к токоведущим частям;
  • увлажненность кожи;
  • общее физиологическое состояние организма;
  • состав крови.

Помимо этого прохождение тока будет зависеть и от состава напольного покрытия, если цепь замкнется через ноги. В среднем, сопротивление человека принимается равным 1000 Ом, сухая кожа может иметь сопротивление в 100 000 Ом, но рассчитывать на такой показатель не стоит. Если рассмотреть ситуацию, когда 220 вольт приложено к человеку с сопротивлением 1000 Ом, то удар током достигнет 0,22А  или 220 мА, а это опасная величина.

Чтобы представлять себе всю картину, нужно знать следующее:

  • при 1 – 10 мА удар электрическим током не ощущается, человек свободно отпустит токоведущий элемент без угрозы для собственной жизни;
  • от 15 – 50 мА воздействие электричества вызывает сокращения мышц и болезненные ощущения, самостоятельное освобождение человека может оказаться затруднительным;
  • от 50 – 100 мА воздействие электрического тока затрагивает сердце, поэтому становится опасным для жизни;
  • от 100 – 200 мА поражение электрической энергией может нанести летальный урон организму.

Вышеприведенные данные справедливы для переменного тока частотой 50 Гц, это обуславливается наличием амплитудных составляющих и пикового значения, как в положительную, так и в отрицательную сторону.  При постоянном токе опасное для жизни значение считается от 300 мА и выше.

Более детально о воздействии электрического тока на организм человека было изложено в нашей статье: https://www.asutpp.ru/dejstvie-elektricheskogo-toka-na-organizm-cheloveka.html

Подводя итоги

Как видите, токовая составляющая, воздействующая на человека, и определяет, какие ситуации считаются опасными, а какие нет. Но, в то же время, без разности потенциалов электрический ток вообще протекать через человека не будет. Прямой тому пример – выполнение работ под напряжением, когда человек свободно касается проводов, а смертельно опасное электричество его не бьет. Проблема решается изолирующей вставкой между землей и ногами человека, которая разрывает электрическую цепь.

Работа под напряжением с изолированной вышки
Рис. 4. Работа под напряжением с изолированной вышки

Помимо этого существует целый разряд электроустановок, которые относятся к безопасным за счет питания низким напряжением. Так, потенциально безопасными можно назвать уровни не более 42 В переменного и 100 В постоянного, а все остальные относятся к опасному или высокому напряжению.  Но не испытывайте судьбу, лучше перестраховаться и воспользоваться средствами индивидуальной защиты, а в любой непонятной ситуации воздержаться от взаимодействия с электроустановкой, оборванными проводами или корпусом поломанного бытового прибора, включенного в сеть.

Видео пояснение

Что бьёт и убивает? Ток или напряжение? Выясним раз и навсегда
Что бьёт и убивает? Ток или напряжение? Выясним раз и навсегда

Комментарии и отзывы (10)

  1. Дмитрий

    Убивает, конечно же, ток. Направленное движение электронов есть процесс , происходящий на поверхности проводника, который и приводит к летальному исходу. Напряжение , мощность и сила тока это единицы измерений величин.

  2. ВЛАДИМИР

    Что убивает ток или напряжение? Некорректный вопрос, просто потому что без напряжения не может быть тока.

    1. Аристарх

      А что. Давай обратимся к правому рисунку. Пусть справа в красной колбе — это источник высокой энергии (только это не напряжение — это ЭДС), ты нагрузка. Своими руками создаешь электрическую цепь. Через тебя течет ТОК!!! А теперь ты убрал руки. Цепь разорвана. Увеличиваем напряжение (фактически ЭДС). Но тока НЕТ. Снова увеличиваем. Снова ТОКА НЕТ! И ты живой!!!. Так что убивает… ТОК или НАПРЯЖЕНИЕ??? Дошло до тебя или далеко стоял (из анекдота)!!!

  3. Юрий

    Кроме тока надо рассматривать и мощность источника питания. При слабой мощности источника не возникнет тока опасного для жизни. Решающую роль играет площадь тела человек которая попадёт под напряжение. Безопасного напряжения нет, убивает даже напряжение 6 вольт от аккумулятора, но при этом необходимо иметь большую площадь контакта с телом человека. Вот один из примеров летального исхода при малом напряжении и большой площади контакта с телом: некий гражданин решил обустроить подогрев воды в металлической ванне, в качестве источника энергии был взят аккумулятор напряжением 6 вольт, а также ТЭН под это напряжение. Гражданин любитель понежиться в тёплой водичке не стал ждать когда вода нагреется до необходимой температуры и лёг в ванну, аккумулятор был подключен к нагрузке. Через не продолжительное время произошёл пробой ТЭНа и гражданин-товарищ попал под напряжение. Почти всё тело оказалось под напряжением, а напряжение всего-то 6 вольт, но этого оказалось достаточно для наступления смерти. Данный факт взят из источников по правилам электробезопасности.

  4. Виктор

    Напряжение-это количество свободных электронов или отрицательных ионов . Напряжение тоже не хило отправляет на тот свет. Ведь чем выше напряжение тем и выше ток! Я получил удар тока от автомобильного генератора и это было очень больно, но спасло то что напряжение было 14 вольт постоянного тока.

  5. Алекс

    Что-то полезное в этой статье есть, но когда говорите о постоянном напряжении и переменном, то нужно ещё учитывать частоту переменного напряжения. Вопрос, есть переменное напряжение частотой 50 Гц, а есть, например, 400 Гц, какое из этих напряжений, при одном и том же токе, протекающим через тело человека, более опасно? Если писать, то нужно все аспекты рассматривать. В каждом техническом ВУЗ-е имеется кафедра «Охрана труда» , где эти простые вещи рассматриваются. А если человек в момент касания токоведущего элемента ещё касается и заземленного предмета, и находится в сыром помещении, то каково напряжение частотой 50 Гц, которое его убивает? Не нужно инженерам рассказывать элементарные истины, оканчивайте ВУЗ, и будите это знать.

  6. МИХАИЛ КОНДОР-48

    Смотря какое сопротивление у кожи человека. сухая или влажная. А убивает СИЛА тока. АМПЕРЫ, а не ВОЛЬТЫ.

  7. Gogl

    Ток — это вес кирпича, а напряжение — это высота, на которую этот кирпич поднят над твоей головой. При напряжении 220 Вт или 220 сантиметров над головой этот кирпич с током 1А или 1 кг может убить, а если ток очень маленький (1грамм — 0,001А), то 220 Вт не страшны. Если ток 1А или кирпич киллограмовый, а напряжение мало, допустим 1,5 Вт или 1,5 сантиметра над головой, то удар этого кирпича будет слабым и безопасным. Поэтому ответом на вопрос, заданным автором будет такой. Убивает не ток и не напряжение как таковые, а только определенное соотношение величин тока и напряжения, при которых условный кирпич пробьет вашу башку.

    1. Николаев Сергей

      Ты приводишь случай, когда сила тока в цепи ограничена, например анод кинескопа, напряжение 25 000 вольт, а сила тока проходящего через человека исчисляется в миллиамперах. Попробуй это повторить в на высокой стороне понижающего трансформатора в РУ. Крематорий не понадобиться, просто с пола сметут в совок.

      1. Дмитрий

        230 вольт при токе в 0,005 ампер (среднее значение из описанного автором «без угрозы жизни») это 1,15 ватт мощности. Поэтому, если уж сравнивать с другим напряжением, то корректнее было бы взять для сравнения ту же мощность — 1,15Вт, которая при напряжении в 25000В составит 0,000046А, а это МИКРОамперы, а не мили. Таким образом, если уж хвататься за «высокую сторону понижающего трансформатора в РУ», то только при токе, не превышающему 0,000046А.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *