Проходя через любой проводник, сообщает ему некоторое количество энергии. В результате этого проводник нагревается. Передача энергии происходит на молекулярном уровне, т. е., электроны взаимодействуют с атомами или ионами проводника и отдают часть своей энергии.

В результате этого, ионы и атомы проводника начинают двигаться быстрей, соответственно можно сказать, что внутренняя энергия увеличивается и переходит в тепловую энергию.

Данное явление подтверждается различными опытами, которые говорят о том, что вся работа, которую совершает ток, переходит во внутреннюю энергию проводника, она в свою очередь увеличивается. После этого уже проводник начинает отдавать её окружающим телам в виде тепла. Здесь уже в дело вступает процесс теплопередачи, но сам проводник нагревается.

Этот процесс рассчитывается по формуле: А=U·I·t

А – это работа тока, которую он совершает, протекая через проводник. Можно также высчитать количество теплоты, выделяемое при этом, ведь это значение равно работе тока. Правда, это касается, лишь неподвижных металлических проводников, однако, такие проводники встречаются чаще всего. Таким образом, количество теплоты, также будет высчитываться по той же форме: Q=U·I·t .

История открытия явления

В своё время свойства проводника, через который протекает электрический тока, изучали многие учёные. Особенно среди них были заметны англичанин Джеймс Джоуль и русский учёный Эмилий Христианович Ленц. Каждый из них проводил свои собственные опыты, а вывод они смогли сделать независимо друг от друга.

На основе своих исследований, они смогли вывести закон, который позволяет дать количественную оценку выделяемого тепла в результате воздействия электрического тока на проводник. Данный закон получил название «Закон Джоуля-Ленца». Джеймс Джоуль установил его в 1842 году, а примерно через год Эмиль Ленц пришёл к тому же выводу, при этом их исследования и проводимые опыты никак не были связаны друг с другом.

Применение свойств теплового действия тока

Исследования теплового воздействия тока и открытия закона Джоуля-Ленца позволили сделать вывод, подтолкнувший развитие электротехники и расширить возможности применения электричества. Простейшим примером применения данных свойства является простая лампочка накаливания.

Устройство её заключается в том, что в ней применяется обычная нить накаливания, сделанная из вольфрамовой проволоки. Этот металл был выбран не случайно: тугоплавкий, он имеет довольно высокое удельное сопротивление. Электрический ток проходит через эту проволоку и нагревает её, т. е. передаёт ей свою энергию.

Энергия проводника начинает переходить в тепловую энергию, а спираль разогревается до такой температуры, что начинает светиться. Главным недостатком такой конструкции, конечно, является то, что происходят большие потери энергии, ведь только небольшая часть энергии преобразуется в свет, а остальная уходит в тепло.

Для этого вводится такое понятие в техники, как КПД, показывающее эффективность работы и преобразования электрической энергии. Такие понятия как КПД и тепловое воздействие тока применяются повсеместно, так как существует огромное количество приборов основанных подобном принципе. Это в первую очередь касается нагревательных приборов: кипятильников, обогревателей, электроплит и т. д.

Как правило, в конструкциях перечисленных приборах присутствует некая металлическая спираль, которая и производит нагревание. В приборах для нагревания воды она изолирована, в них устанавливается баланс между потребляемой из сети энергией (в виде электрического тока) и тепловым обменом с окружающей средой.

В связи с этим, перед учёными стоит нелёгкая задача по снижению потерь энергии, главной целью является поиск наиболее оптимальной и эффективной схемы. В данном случае тепловое воздействие тока является даже нежелательным, так как именно оно и ведёт к потерям энергии. Самым простым вариантом является повышение напряжения при передаче энергии. В результате снижается сила тока, но это приводит к снижению безопасности линий электропередач.

Другое направление исследований – это выбор проводов, ведь от свойств проводника зависят и тепловые потери и прочие показатели. С другой стороны, различные нагревательные приборы требуют большого выделения энергии на определённом участке. Для этих целей изготавливают спирали из специальных сплавов.

Для повышения защиты и безопасности электрических цепей применяются специальные предохранители. В случае чрезмерного повышения тока сечение проводника в предохранителе не выдерживает, и он плавится, размыкая цепь, защищая, таким образом, её от токовых перегрузок.

В помещениях технического комплекса при нахождении в них космического аппарата и ракеты-носителя обеспечивается температура воздуха от 8 до 25 °С и относительная влажность от 30 до 85 % при 25 °С.

Во время транспортировки КА с РН с технического на стартовый комплекс температура среды под головным обтекателем может обеспечиваться в диапазоне от 5 до 35°С специальными средствами (нагревательной установкой, размещенной на подвижной железнодорожной платформе и термочехлом).

При нахождении РН на пусковой установке тепловой режим среды под обтекателем обеспечивается в диапазоне от 5 до 35 °С холодильно-нагревательной установкой, размещённой на агрегате обслуживания и термочехлом.

Холодильно-нагревательная установка соединяется с обтекателем гибкими воздуховодами, обеспечивающими циркуляцию воздуха по замкнутому контуру (рис.10.1).

Холодильно-нагревательная установка обеспечивает подачу воздуха на входе в подобтекательное пространство с температурой:

· при охлаждении 3 – 5 °С;

· при нагреве 40 – 50 °С.

Количество подаваемого воздуха 6000 - 9000 м 3 /ч.

Температура воздуха на входе и выходе из головного обтекателя контролируется средствами холодильно-нагревательной установки с точностью до 4°С.

Термостатирование прекращается за 90 минут до старта РН.

Температура среды подобтекательного пространства непосредственно на момент старта РН зависит от метеоусловий в районе пусковой установки (температуры и скорости ветра, наличия осадков и т.д.)

Ðèñ. 10.1. Ñõåìà òåðìîñòàòèðîâàíèÿ ïîäîáòåêàòåëüíîãî ïðîñòðàíñòâà

Тепловое воздействие на КА в полете на активном участке траектории обусловлено различными причинами.

До сброса головного обтекателя нагрев КА происходит под действием теплового потока от внутренней поверхности обтекателя. Он является следствием нагрева оболочки обтекателя, в основном, за счет трения о воздух, при прохождении плотных слоев атмосферы с большой скоростью.

Поле температур оболочки головного обтекателя существенно неравномерное. Наиболее нагрета его коническая часть. Цилиндрическая часть обтекателя за счет высокой теплопроводности материалов силового набора и самой оболочки оказывается прогрета относительно равномерно. Поэтому для оценки степени теплового воздействия на КА со стороны цилиндрической части обтекателя может использоваться усредненная величина теплового потока.

Величина теплового потока от обтекателя зависит от коэффициента степени черноты (e) внутренней поверхности и меняется с течением времени полета, достигая максимального значения примерно к 130 секунде. Сброс головного обтекателя обычно осуществляется на высоте около 75 километров при скоростном напоре порядка 14 кг/м 2 . При этом максимальный тепловой поток для обтекателя (изготовленного с коэффициентом e £ 0,1) не превышает 250 Вт/м 2 .

После сброса головного обтекателя нагрев КА происходит под действием суммарного теплового потока за счет соударения с молекулами и атомами воздуха и рекомбинации атомов кислорода. Это тепловое воздействие может быть оценено величиной плотности теплового потока на поверхности КА, перпендикулярной вектору скорости.

Тепловое воздействие на КА после сброса головного обтекателя зависит от формы и размеров КА, а также от вида запуска КА (попутный или целевой).В связи с этим, величина теплового воздействия на КА окончательно уточняется индивидуально для каждого КА с учетом его конструктивных особенностей и программы выведения.

Тепловой поток на боковые поверхности КА обычно не превышает 100 Вт/м 2 .

Стрессорное воздействие. Достаточной силы тепловые процедуры, особенно баня, оказывают на организм человека стрессорное влияние. Если это грамотно использовать, то можно активировать защитные силы и укрепить организм. Так, умеренная баня встряхивает, обновляет, тонизирует человеческий организм. Именно поэтому выходишь из бани в прекрасном настроении. Пожилым людям особенно необходима подобная физиологическая встряска. Это позволит значительно активировать их организм, сохранить бодрость и силу до преклонных лет.

На кожу. Воздействие теплом (как и холодом) на кожу означает:
а) воздействие на самый большой орган в человеческом организме. Кожный покров составляет около 1,5 мг ткани, 20% от общего веса человека;

б) воздействие на естественную защиту. Наша кожа — «передний край обороны» человеческого организма. Непосредственно вступает в контакт с окружающей средой. Защищает наши сосуды, нервы, железы, внутренние органы, от холода и перегрева, от повреждений и микробов. Кожа содержит вещество лизоцим, губительное для многих бактерий;

в) воздействие на дыхательную и водно-выделительную функцию кожи. Кожа дышит, а значит, помогает легким. Через нее выделяется вода, что облегчает работу почкам. С ее помощью мы освобождаемся от шлаков;

г) воздействие на сальные железы. Сальные железы имеют выход наружу в виде пор, смазывая нашу кожу тонким слоем особой эмульсии, которая смягчает, предохраняет ее от высушивания, придает эластичность, упругость и блеск. Если сальные железы функционируют плохо, то кожа страдает, а вместе с ней страдает и организм;

д) защиту от инфекций. Человеческий организм в борьбе с инфекцией способен вырабатывать антитела - противоядие, не только убивающее бактерии, но и обеззараживающее выделяемые ими яды. Эта защита продолжает действовать и когда выздоравливаешь. Так возникает невосприимчивость к болезни - иммунитет, в формировании которого, как показали новейшие исследования, кожа участвует самым активнейшим образом. Но кожа это может делать лишь тогда, когда она чиста и здорова. Чистая, здоровая кожа противодействует непрерывной агрессии микробов. Заражение через кожу возможно лишь при ее загрязнении. Исследования ученых показали, что микроорганизмы на чистой коже быстро погибают;

е) образование грязи на коже. Недавно датские микробиологи обнаружили в пыли клещики диаметром всего 30 микрон, питающиеся отмершими частицами человеческой кожи и вызывающие одну из форм астмы. Смешиваясь с потом, с постоянно выделяющимся кожным салом и чешуйками омертвевшего рогового слоя, эти пылинки образуют то, что мы называем грязью. Грязная кожа теряет упругость, становится беззащитной. Воспаления, нагноения чаще всего вызываются стафилококками;

ж) причины кожных заболеваний. Многие болезни кожи являются причинами выброса токсического содержимого организма изнутри наружу. Так организм борется от накопившихся в нем ядовитых веществ, если органы выделения не справляются. Поэтому, чтобы банный жар не действовал на кожу как «пылесос», через который удаляется токсическое содержимое организма, проведите предварительную очистку всех важнейших систем организма - кишечника, печени, жидкостных сред;

з) очищающее. Сильный приятный жар (бани), как никакое другое гигиеническое средство, открывает и тщательно прочищает все поры тела, удаляет грязь. Мягко снимает с верхнего слоя кожи отжившие, омертвевшие клетки. Полезно знать, что только за одни сутки у человека в среднем погибает и восстанавливается двадцатая часть клеток кожного покрова. Так влажный жар бани помогает самообновлению кожи;

и) бактерицидное действие жара. Жар сауны и бани обладает бактерицидностью. Гибнут в этом жару и микробы на теле человека;

к) косметический эффект. Горячие и влажные процедуры позволяют усилить ток крови, тренирует сосуды, прилегающие к коже. От этого кожа смотрится не только привлекательнее, но улучшаются и ее физиологические свойства. Ей не страшны перепады температур. К тому же повышается ее осязательная способность.

Насыщение организма влагой и теплом. Одной из особенностей феномена жизни является постоянная борьба организма за сохранение оптимального количества влаги и тепла. Посудите сами: трехдневный человеческий зародыш состоит на 97% из воды, взрослый - почти на две трети своего веса, а старый человек - еще меньше. Взрослый человек при нормальных условиях выдыхает за 1 час около 25,5 г воды (это в сутки около 600 г). С годами любой человек теряет воду и тепло, а с ними уходит и жизненная сила. Влажная банная процедура позволяет организму человека пополнять и то и другое. В результате этого жизненные проявления в организме человека восстанавливаются. Особенно это полезно для пожилых и старых людей.

Влияние на кровообращение вообще. Как ранее указывалось, жар сильно стимулирует циркуляторные процессы в организме. Главной циркулирующей жидкостью в организме является кровь. Поэтому активизируется деятельность сердца, кровь быстро циркулирует по организму, орошая все органы и системы без исключения. Вот почему простой прогрев помогает просто и эффективно избавиться от застоя крови. Здоровье, сопротивляемость организма внешним и внутренним неблагоприятным факторам во многом зависят от кровообмена. А с возрастом кровообмен имеет тенденцию сокращаться. Так, после обследования кровообмена у 500 людей, было установлено, что в среднем у 18-летних лиц через 1,5 см3 мышц проходит 25 см3 крови. К 25 годам количество циркулирующей в мышцах крови уменьшается почти наполовину. Особенно снижается кровоснабжение мышц у тех, кто ведет малоактивный образ жизни. Что особенно ценно, в результате нагрева организма приходит в движение резервная кровь, которой у человека 1 л (из 5-6 л). Резервная кровь, богатая ценнейшими питательными веществами, осуществляет прекрасное питание клеток организма. В начале разогрева организма давление крови несколько повышается. А потом - благодаря расширению кровеносных сосудов - идет его снижение.

Влияние жара на капиллярное кровообращение. Если рассматривать кровеносную систему, то в капиллярах находится 80% всей циркулирующей крови в организме. Общая протяженность капилляров около 100 тыс. километров. Система капилляров представляет своеобразный сосудистый скелет, орошающий каждую нашу клеточку организма. В каждом плохо функционирующем органе, как правило, находят спазм капилляров, их расширение или сужение. Любой болезнетворный процесс это, прежде всего, нарушение капиллярного кровообращения. Жар бани увеличивает циркуляторные процессы в организме, расслабляет спазмы в тканях и органах, что способствует восстановлению нормальной циркуляции крови, а значит, восстанавливает работу органа или ткани.

Влияние жара на картину крови. Академик И. Р. Тарханов доказал, что после банной процедуры количество эритроцитов и гемоглобина увеличивается. Новейшие исследования подтвердили это открытие. Под влиянием банной процедуры увеличивается и количество лейкоцитов - белых кровяных шариков, участвующих в иммунной защите организма.

Влияние жара на сердце. Под влиянием жара банной процедуры происходит активизация работы сердечной мышцы. Сила ее сокращений увеличивается. Регулярная парная приводит к тренирующему эффекту сердечной мышцы. Это было подтверждено экспериментально. Группе мужчин в возрасте 30-40 лет был предложен тест на определение работы сердечной мышцы - как можно быстрее подняться без лифта на 12-й этаж. Фиксировались время, затраченное на это восхождение, частота сердечных сокращений и дыхание, а также время восстановления этих показателей. Затем все участники эксперимента были разделены на две группы. Одна группа стала два раза в неделю заниматься бегом трусцой, другая столько же раз в неделю посещала баню, где применялись контрастные воздействия: четыре-пять заходов в парную по 5-7 мин, с последующим обливанием холодной (12-15° С) водой в течение 20-40 с и 1-2 мин теплой (35-37° С). Между каждым заходом в парную отдых 5-7 мин. Через три месяца контрольный тест был повторен (подъем на 12-й «этаж без лифта). У тех, кто занимался бегом трусцой и кто парился в бане, положительные сдвиги оказались примерно одинаковыми. Все участники эксперимента значительно сократили время подъема вверх, и при этом у представителей обеих групп отмечалась более благоприятная реакция сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Но что весьма важно, время восстановления функций резко сократилось, особенно у тех, кто посещал баню.

Влияние жара на обмен веществ. Затруднение теплоотдачи организмом вызывает активность кровообращения. Усиление кровообращения в свою очередь приводит к повышению температуры тела. Повышение температуры сказывается на увеличении активности окислительно-восстановительных ферментов в клетках. В итоге в организме активизируются окислительные процессы. Быстрая циркуляция крови, выход резервного количества и увеличение гемоглобина в ней позволяют доносить до клеток большее количество кислорода. Это в свою очередь стимулирует процессы окисления веществ. Вот так банная процедура повышает примерно на одну треть обмен веществ. Лучше усваиваются пищевые вещества, шлаки окисляются и выводятся из организма. Активность ферментов, повышенный обмен веществ приводят к тому, что у человека появляется здоровый аппетит. Это позволяет нормализовать многие отклонения в работе пищеварения, повысить усвояемость пищевых веществ.

Влияние жара на функцию дыхания. Баня прекрасно стимулирует дыхание. Горячий увлажненный воздух воздействует на гортань и на слизистые оболочки носа. Поскольку усиленный обмен веществ во время жара требует кислорода, дыхание учащается, становится глубже, а это в свою очередь улучшает воздухообмен в легочных альвеолах. Вентиляция легких по сравнению с показателями до бани возрастает более чем в два с половиной раза. После жара бани лучше дышится потому, что прочищены поры кожи, выведено токсическое содержимое из крови, улучшена кровяная циркуляция. После банной процедуры потребление кислорода увеличивается в среднем на одну треть.

Влияние жара на железы внутренней секреции. Улучшение кровоснабжения, обмена веществ и дыхания, удаление токсинов в результате банной процедуры стимулирует железы внутренней секреции, в результате чего лучше регулируется и координируется деятельность органов и систем организма.

Улучшение психического состояния человека. Когда организм человека улучшает свое функционирование в результате описанных выше действий жара, то человек чувствует себя комфортно. Это приводит к тому, что человека теперь ничего не раздражает, и он психологически отдыхает. К тому же жар бани снимает утомление, которое постепенно накапливается к концу недели. Из мышц с потом удаляется молочная кислота, которая усугубляет чувство утомления. Банный жар, прогрев кожу, мышцы, различные ткани и органы, вызывает приятную расслабленность. Расслабленность и прогрев - основное, что необходимо для благоприятного восстановления жизненных сил. Все это создает окрыленное, оптимистическое настроение. Когда организм расслаблен и нет скованности, наступает здоровый, безмятежный сон.

Парная и повышение остроты зрения. Теплота - одна из функций жизненного принципа «Желчи», который контролирует кроме пищеварения функцию зрения. Поэтому нет ничего удивительного, что у человека в результате применения парной улучшается функция зрения. Ученые в своих исследованиях банной процедуры лишь подтвердили это положение Аюрведы.

Жар и инфекции. Порог температурной чувствительности целого ряда болезнетворных микробов ниже порога температур, которые могут переносить клетки человеческого организма. Поэтому широко используют повышение температуры (сауну, парную) для лечения ряда инфекционных болезней.

По материалам книги Г.П. Малахова "Основы здоровья"

Акклиматизация к высоким температурам — таким, как бывают в тропиках, может длиться от двух недель до месяцев. При этом увеличивается потоотделение, но соли из организма выходит мало. Красная (тропическая) потница (климатический гипергидроз) — результат воспаления потовых желез под воздей­ствием высоких температур.

Климатический гипергидроз проявляется в виде зудящих, красных или розовых высыпаний, в основном поражающих голову, шею, плечи и места усиленного потоотделения — подмышечные впадины и паховые области, которые еще больше воспаляются от соприкосновения с одеждой и при жаре. Опрелости чаще бывают у младенцев. Предотвратить кожное раздражение можно при помощи частого приема прохладного душа, использования таль­ка, чтобы кожа была сухой и прохладной, а также отдавая предпочтение просторной одежде из легких материалов. Если необходимо лечение, то используйте смягчающие крема или крем с гидрокортизоном в низкой концентрации.

Тепловое истощение , легкая форма теплового удара, случается, когда организм не полностью акклиматизировался и перегрелся, особенно если этому сопутствовала тяжелая физическая нагрузка. Характерные симптомы: головокружение, головная боль, тошнота , слабость , усталость и предобморочное состояние. Температура тела может подняться до 40°С, что приводит к обез­воживанию организма и состоянию бреда. Кроме того, продолжается обильное потоотделение. В таком состоянии нельзя находиться на солнце . Необходимо делать обтирания холодной водой, принять прохладную ванну и создать поток прохладного воздуха (например, при помощи вентилятора). Пострадавший должен пить много жидкости и принимать парацетамол от головной боли.

Солнечный удар несет серьезную угрозу для жизни. Подобная проблема часто встречается в жарких, влажных климатических поясах и поражает людей, чей организм не адаптировался к погодным условиям. В первую оче­редь в группу риска попадают люди в возрасте, больные сахарным диабетом, любители спиртных напитков. Температура тела может подняться до 41°С, и пострадавший будет чувствовать головную боль, слабость, тошноту и болезненно реагировать на свет . Для солнечного удара характерны учащенное дыхание и частый пульс , кожа красного цвета и ощущение, что вы горите (но при этом не потеете). Солнечный удар приводит к состоянию бреда, а затем наступает кома. Так как подобное состояние может привести к смерти, необходимо срочно обращаться за медицинской помощью.

Белладонна 30С (3 дозы с интервалом в 1 час, затем не более 3 доз в течение оставшегося дня) полезное гомеопатическое средство для лечения солнечного удара, если у вас жар, лицо темно-красного цвета, часто с блеском, мут­ные глаза и расширенные зрачки. Средство хорошо помогает при высокой температуре, состоянии бреда и даже галлюцинациях. Если у вас сильнейшие головные боли, то лучше принять сидячее положение, так как в лежачем может стать еще хуже. Не должно быть света и шума, длинные волосы следу­ет распустить. Если вы лежите, поместите под голову подушку.

Дилемма Диснейленда (рассказ из жизни)

Будучи взрослыми детьми, мы с моим мужем Барри (оба недавно разменяли седьмой десяток) собрались отправиться на пару недель во Флориду, что, естественно, подразумевало и посещение Диснейленда.

Середина мая — самое прекрасное время, когда погода еще не слишком жаркая — по крайней мере, мы так считали. Наш отель в Орландо располагался сов­сем рядом с аттракционами, отсюда регулярно ходили автобусы как в Дисней­ленд, так и в другие интересные места.

Вооружившись широкополыми шляпами, солнцезащитными очками, лосьонами и запасом воды в бутылках, в течение первых двух дней мы осматри­вали окрестности, прежде чем отправиться в вожделенное Волшебное Коро­левство. На следующее утро я почувствовала себя немного не в своей тарелке, но не стала жаловаться, и мы снова сели в автобус, везущий в Диснейленд. По дороге я задремала, чувствуя себя все более странно. Это было трудно описать: как будто я была здесь и не здесь. Головокружение и помутившееся зре­ние не позволяли четко осознавать происходящее. По прибытии нам пришлось срочно искать скамейку (причем к этому моменту я уже не смогла идти без посторонней помощи), и хотя я по-прежнему не могла пожаловаться на что-то определенное, было ясно, что мне требуется медицинская помощь. Мы обрати­лись в пункт «скорой помощи», и меня моментально перевезли оттуда в больни­цу. Мои ноги оказались покрыты ярко-красной сыпью, и доктор настоял на том, чтобы сделать полный осмотр. Как такое могло случиться, несмотря на все меры предосторожности?!

Оказывается, солнечные лучи, отражающиеся от почвы и попадающие на ноги, не менее опасны, чем те, которые падают прямо с небес — особенно для пожилых людей! Чтобы снять раздражение, мне наложили мазь с гидрокортизоном и на машине «скорой помощи» доставили в Орландо, где мне пришлось провести целые сутки в затененной комнате, постоянно глотая холодную воду. Несмотря на досаду из-за потерянного времени, я должна была подчиниться и учесть полученный урок. Больше я не рисковала гулять под солнцем в коротких шортах, что позволило нам провести незабываемые дни во Флориде.

Источниками термического действия тока могут быть токи высокой частоты, нагретые током металлические предметы и резисторы, электрическая дуга, оголенные токоведущие части.

Химическое действие.

Организм человека состоит из неполярных и полярных молекул, катионов и анионов. Все эти элементарные частицы находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении, обеспечивающем жизнедеятельность организма. При контакте с токоведущими частями в организме человека взамен хаотического формируется направленное, строго ориентированное перемещение ионов и молекул, нарушающее нормальное функционирование организма.

Вторичные травмы.

Реакция человека на действие тока обычно проявляется в виде резкого непроизвольного движения типа отдергивания руки от места контакта с горячим предметом. При таком перемещении возможны механические повреждения органов вследствие падения, удара о рядом расположенные предметы и т. п.

Рассмотрим различные виды электропоражений. Поражение электрическим током подразделяют на две группы: электрический удар и электрические травмы. Электрический удар связывают с поражением внутренних органов, электрические травмы - с поражением внешних органов. В большинстве случаев электротравмы излечиваются, но иногда, при тяжелых ожогах, травмы могут привести к гибели человека.

Различают следующие электрические травмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Электрический удар - это поражение внутренних органов человека: возбуждение живых тканей организма протекающим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц. Степень отрицательного воздействия на организм этих явлений может быть различной. В худшем случае электрический удар приводит к нарушению и даже полному прекращению деятельности жизненно важных органов- легких и сердца т.е. к гибели организма. При этом внешних местных повреждений человек может и не иметь.

Причинами смерти в результате поражения электрическим током могут быть: прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.

Прекращение работы сердца, как следствие воздействия тока на мышцу сердца, наиболее опасно. Прекращение дыхания может быть вызвано прямым или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Электрический шок - своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.д.

Небольшие токи вызывают лишь неприятные ощущения. При токах, больших 10 - 15 мА, человек неспособен самостоятельно освободиться от токоведущих частей и действие тока становится длительным (неотпускающий ток). При длительном воздействии токов величиной несколько десятков миллиампер и времени действия 15 - 20 секунд может наступить паралич дыхания и смерть. Токи величиной 50 - 80 мА приводят к фибрилляции сердца, которая заключается в беспорядочном сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца, в результате чего прекращается кровообращение и сердце останавливается.

Как при параличе дыхания, так и при параличе сердца функции органов самостоятельно не восстанавливаются, в этом случае необходимо оказание первой помощи (искусственное дыхание и массаж сердца). 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.

Действие тока величиной 100 мА в течение 2 - 3 секунд приводит к смерти (смертельный ток).

Ожоги происходят вследствие теплового воздействия тока, проходящего через тело человека, или от прикосновения к сильно нагретым частям электрооборудования, а также от действия электрической дуги. Наиболее сильные ожоги происходят от действия 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 - это поражения кожи в местах соприкосновения с электродами круглой или эллиптической формы, серого или бело-желтого цвета с резко очерченными гранями (Д = 5 - 10 мм). Они вызываются механическим и химическим действиями тока. Иногда появляются не сразу после прохождения электрического тока. Знаки безболезненны, вокруг них не наблюдается воспалительных процессов. В месте поражения появляется припухлость. Небольшие знаки заживают благополучно, при больших размерах знаков часто происходит омертвение тела (чаще рук).

Электрометаллизация кожи - это пропитывание кожи мельчайшими частицами металла вследствие его разбрызгивания и испарения под действием тока, например при горении дуги. Поврежденный участок кожи приобретает жесткую шероховатую поверхность, а пострадавший испытывает ощущение присутствия инородного тела в месте поражения.

Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током

Воздействие тока на организм человека по характеру и последствиям поражения зависит от следующих факторов:

· электрического сопротивления тела человека;

· величины напряжения и тока;

· длительности воздействия тока;

· частоты и рода тока;

· пути прохождения тока через тело человека;

· состояния здоровья человека и фактора внимания;

· условий внешней среды.

Величина тока, протекающего через тело человека, зависит от напряжения прикосновения U пр и сопротивления тела человека R ч.

Сопротивление тела человека. Электрическое сопротивление разных частей тела человека различно: наибольшее сопротивление имеет сухая кожа, её верхний роговой слой, в котором нет кровеносных сосудов, а так же костная ткань; значительно меньшее сопротивление внутренних тканей; наименьшее сопротивление имеют кровь и спинно - мозговая жидкость. Сопротивление человека зависит от внешних условий: оно понижается при повышении температуры, влажности, загазованности помещения. Сопротивление зависит от состояния кожных покровов: при наличии поврежденной кожи - ссадин, царапин - сопротивление тела уменьшается.

Итак, наибольшим сопротивлением обладает верхний роговой слой кожи:

· при снятом роговом слое ;

· при сухой неповрежденной коже ;

· при увлажненной коже .

Сопротивление тела человека, кроме того, зависит от величины тока и приложенного напряжения; от длительности протекания тока. плотности контактов, площади соприкосновения с токоведущими поверхностями и пути электрического тока

Для анализа травматизма сопротивление кожи человека принимают . С ростом тока, проходящего через человека, его сопротивление уменьшается, т. к. при этом увеличивается нагрев кожи и растет потоотделение. По этой же причине снижается R ч с увеличением длительности протекания тока. Чем выше приложенное напряжение, тем больше ток человека I ч, тем быстрее снижается сопротивление кожи человека.

Величина тока.

В зависимости от его величины электрический ток, проходящий через человека (при частоте 50 Гц), вызывает следующие травмы:

· при 0.6 -1.5 мА - легкое дрожание рук;

· при 5 -7 мА - судороги в руках;

· при 8 - 10 мА - судороги и сильные боли в пальцах и кистях рук;

· при 20 - 25 мА - паралич рук, затруднение дыхания;

· при 50 - 80 мА - паралич дыхания, при длительности более 3 с - паралич сердца;

· при 3000 мА и при длительности более 0.1 с - паралич дыхания и сердца, разрушение тканей тела.

Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, но лишь, постольку, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.