Сопротивление тела человека

Если человек случайно попадет под напряжение, то через него замкнется электрическая цепь, и по этой цепи начнут движение свободные носители заряда или через тело человека потечет ток, при этом человек, а в основном сопротивление кожи окажет ощутимое препятствие для движения этого тока. Сопротивление тела человека считается переменной величиной, зависящей от множества разных факторов, таких как параметры электрической цепи, физическое и психическое состояния человека, текущих условий окружающей среды.

Человеческий организм, как и любой другое биологический объект, может пропускать через себя электрический ток. Разные живые ткани и органы в любом теле обладают совершенно различным сопротивлением. Например — кожа человека разумного, жировая ткань, кости – обладают достаточно большим сопротивлением, а кровь, мышечная масса, а особенно головной и спинной мозг – очень низкое. Кожа человека, как правило, имеет максимальное удельное электрическое сопротивление, по сравнению со всеми остальными тканями и органами, что и задает фактическое сопротивление человека.

Разные ткани тела человека оказывают току разное сопротивление:
1) Кожа, кости, хрящи, сухожилия , жировая ткань – большое 3000 – 20000 Ом/м;
2) Мышцы, кровь, лимфа, особенно спинной и головной мозг – малое 0,5 –1,0 Ом/м.

Кожа человека, как известно, имеет два слоя:

1 - наружный слой кожи или эпидермис состоит из несколько слоёв, самый верхний из которых роговой и представляет из себя огромное количество рядов отмерших клеток. В чистом и сухом виде этот слой можно считать диэлектриком, так как он обладает большим номиналом электрического сопротивления. Следующий слой эпидермиса называется ростковый, он тоньше рогового и имеет меньшее сопротивление.
2 внутренний слой кожи биологи назвали дерма состоит из живой ткани. Данный слой имеет малое сопротивление.

Состояние кожи человека очень сильно влияет на сопротивление. максимальное сопротивление у чистой, сухой и неповрежденной кожи (10 000 – 100 000 Ом). Любые царапины и микротравмы могут ощутимо уменьшить сопротивление тела человека, что увеличивает опасность поражения электрическим током. Подобное может произойти и при увлажнении и загрязнении кожи. Таким образом, сопротивление человека можно условно считать состоящим из трех последовательно соединенных резисторов: двух наружного слоя (эпидермиса), и одного внутренних тканей и внутренних слоев кожи (дермы).

Z_э – состоит из активного Rэ и емкостного X_с = 1/wС_э, обусловленного тем, что в месте приложения электрода к телу образуется емкость, обкладками которой является электрод и хорошо проводящие ткани человека, а диэлектриком, разделяющим обкладки – эпидермис.

Емкостная составляющая, в сопротивлении человека говорит о влиянии, как рода тока, так и его частоты на общую величину сопротивления тела. При частотах от 10 до 20 кГц и выше можно смело сказать, что поверхностный слой кожи почти полностью теряет сопротивление, и общее сопротивление тела будет состоять лишь из сопротивления дермы и внутренних тканей.

При переменном токе стандартной частоты, т.е 50 герц учитывают только активное сопротивление человека и сопоставляют его с номиналом один кОм. В реальности данное электрическое сопротивление есть варьируемая величина, имеющая нелинейную характеристику и зависящая от дополнительных факторов, в том числе от свойств сетевого напряжения, состояния кожи, состояния окружающей среды, физиологии и т.д.

Так как сопротивление кожи отличается в разных частях тела, то, е на его сопротивление сильно будет влиять место прикосновения и площадь. Номинал тока и время воздействия, оказывают прямое влияние на полное сопротивление человека: с ростом токовых значений или времени, сопротивление будет снижаться, потому что идет нагрев участков кожи, а это расширяет кровеносные сосуды, тем самым еще больше понижая величину сопротивления. Увеличение напряжения, воздействующее на человека, вызывает снижение сопротивления кожи во много раз.

Сопротивление тела человека зависит от:

1. Индивидуальных особенностей человека, даже у одного итого же лица в разное время и при разных факторах сопротивление разное, в зависимости от физического и психического состояния;
2. От пола – у женщин меньше, чем у мужчин. Объясняется толщиной кожи.
3. От возраста – у детей меньше, чем у взрослых и стариков. Объясняется толщиной и степенью огрубления кожи.
4. От внешней среды – температуры, давления, плотности.
5. От состояния кожи – загрязнения, ранения, увлажненности и т.п.
6. От внешних неожиданно возникающих раздражителей – болевые, световые, звуковые снижают сопротивление тела человека на 20 – 50% на несколько минут.

Поэтому, сопротивление человека – нестабильно и не линейно. В расчетах электробезопасности условно принимают, сопротивление тела человека – стабильным линейным и активным, равным 1000 Ом.