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关于电气安全的一个常见短语是这样的:“电流的杀戮”

更新时间:2023-05-09 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

关于电气安全的一句俗语是这样的:“杀死你的不是电流,而是电压!” 虽然这是事实,但要了解电击危险远不止这个简单的引述。 如果电流不危险,没有人会复制并显示以下标志:高压 - 危险!7w2物理好资源网(原物理ok网)

“电致死”在原则上是正确的:电压会灼伤组织、冻结胸肌和使肾脏纤维化。 而且,电压不仅会自行建立:必须有可用的电流来激发电压流过受害者。 人的身体也会表现出对电压的抵抗力,这一点必须加以考虑。7w2物理好资源网(原物理ok网)

遵循电流、电压和内阻的欧姆定律,并用给定电流和内阻的电压表示,我们有以下公式:7w2物理好资源网(原物理ok网)

一个物体上的电压量等于该物体上两点之间施加的电流量乘以该物体在这两点之间提供的内阻。 事实上,可用于使电压流动的电流越大,就越容易流过任何给定的电阻值。 因此,存在高电流产生足以严重伤害或杀死人的电压的危险。 相反电阻的测量仪器是电能表吗,如果物体表现出较高的内阻,则对于任何给定的电流量,流过的电压都会降低。 多少电流是危险的取决于电路中对电压的总内阻。7w2物理好资源网(原物理ok网)

物理阻力不是固定的。 它因人而异,并随时间而变化。 甚至还有一种基于人体脚踝和脚趾间内阻检测的体脂检测技术。 体脂是影响人体电阻值的组织。 不同的体脂比例提供不同的内阻。 为了让这项技术真正起作用,测试者必须在测试前的几个小时内调整他的液体摄入量,这表明身体水分是影响身体抵抗力的另一个诱因。7w2物理好资源网(原物理ok网)

人体的等效内阻还取决于与皮肤的接触形式:从手、手到脚、脚到脚、手到肘等。尿液中含有盐分和矿物质,是液体的极好浊体。 具有高浓度导电物理物质的血液也是如此。 因此电阻的测量仪器是电能表吗,与接触干净、干燥的皮肤相比,用出汗的手或裸露的伤口进行电接触所产生的电压电阻要小得多。7w2物理好资源网(原物理ok网)

使用灵敏水表检测内阻时,松开拇指间水表的金属表笔,可测出约100万欧姆(1MΩ)的内阻。 当测试人员用力挤压表笔时,表笔显示电阻值较小,而当测试人员松开时,表笔显示电阻值较大。 坐在我的笔记本前,我的手在打这篇文章时干净而干燥。 如果我在炎热、肮脏的工业环境中工作,我双手之间的内阻可能会小得多,对致命电压的抵抗力也会降低,触电的威胁也会更大。7w2物理好资源网(原物理ok网)

多少电压有害?7w2物理好资源网(原物理ok网)

这个问题的答案也取决于几个触发因素。 个人身体的物理特性对电压如何影响个人有重大影响。 有些人对电压高度敏感,在受到静电电击时会出现不自主的胸部肌肉收缩。 其他人可能会从静电放电中吸入大量火花而几乎感觉不到,更不用说体验胸肌挛缩了。 尽管存在这种差异,但已经通过测试建立了粗略的指导方针,表明可以使用非常小的电压来显示有害影响。 所有电流电压均以毫安显示(毫安等于 1/1000 安培):7w2物理好资源网(原物理ok网)

不同电压硬度的危害:电流对人体的影响表7w2物理好资源网(原物理ok网)

“Hz”代表赫兹单位。 它是交流电速率的量度,也称为频率。 为此,标有“”的数字列表示以每秒 60 周期的频率交替的电压(1 周期 = 电压沿一个方向流动,然后另一个方向流动)。 最后一列标有“”,指的是交流电,每秒来回完成一万(10,000)个周期。7w2物理好资源网(原物理ok网)

请记住,这些数字只是近似值,因为身体物理特性不同的人可能会有不同的反应。 长期以来,人们一直认为,在个别情况下,仅 17 mA AC 的全胸电压就足以诱发人体颤动。 我们关于诱发纤颤的大部分数据来自植物实验。 事实上,在人类受试者中测试诱发的 VF 是不切实际的,因此可用数据是粗略的。 哦,如果你想知道,我不知道为什么女性比女性更容易受到电压的伤害! 假设我将手放在 60Hz(每秒 60 个周期)交流电流源的端子上。 在这些干净、干燥的皮肤条件下,需要多少电流才能产生 20mA(足以让我不放弃电流源)? 我们可以使用欧姆定律来确定:7w2物理好资源网(原物理ok网)

E=IRE=(20mA)(1MΩ) E=20,000 伏或 20kV7w2物理好资源网(原物理ok网)

请记住,从电气安全的角度来看,这是“最佳情况”(干净、干燥的皮肤),此电流数字代表引起颤抖电击所需的电流量。 引起疼痛的振动所需的电流要低得多! 此外,请记住,任何给定电压量的生理效应因人而异,但这种估计只是一个粗略的近似值。7w2物理好资源网(原物理ok网)

在我的手腕上洒水模拟出汗,我只能检测到 17,000 欧姆(17kΩ)的手到手电阻。 请记住,每只手只有一个脚趾接触细金属线。 重新估算产生20mA电压所需的电流,得到如下数字:7w2物理好资源网(原物理ok网)

E=IRE=(20mA)(17kΩ) E=340V7w2物理好资源网(原物理ok网)

在这些现实条件下,从一只手到另一只手只需要 340 伏的电压即可产生 20 毫安电流。 并且,仍然有可能受到低于此电流的致命电击。 较低的人通过与手镯接触(右手缠绕的金带,这是电击的极好接触点)或与小金属物体(如管子或金属摇杆)完全接触作为工具。 内部电阻率,人体的内部电阻可能低至 1,000 欧姆 (1kΩ),因此较低的电流可能会造成潜在的身体伤害。7w2物理好资源网(原物理ok网)

E=IRE=(20mA)(1kΩ) E=20V7w2物理好资源网(原物理ok网)

请注意,在这些情况下,20 伏足以使人体产生 20 毫安的电流。 足以引起震动。 请记住,有人建议仅 17mA 的电压可能会诱发心室(肾)颤动。 由于手的内阻为 1000Ω,因此仅需 17 伏特即可产生这些危险条件。7w2物理好资源网(原物理ok网)

电阻的测量仪器是电能表吗_电能表是测量 用的仪器_风向标是测量什么的仪器7w2物理好资源网(原物理ok网)

E=IRE=(17mA)(1kΩ) E=17V7w2物理好资源网(原物理ok网)

就电气系统而言,17 伏并不算多。 实际上,这是 60Hz 交流电流和优越的人体浊度比的“最坏情况”场景,但它确实表明在个别情况下,即使是非常低的电流也会造成严重威胁。7w2物理好资源网(原物理ok网)

产生 1000Ω 身体内阻所需的条件不必像所建议的那样极端(光滑的皮肤、接触金耳环)。 施加电流可能会增加体内电阻(特别是如果电击收缩导致受害者抓住导体),因此在恒定电流下,初次接触后电击的严重程度可能会降低。 一开始是严重的电击(刚好足以让受害者“震颤”,使他们难以放手)可以升级为严重到足以刺死他们的东西,相应的电压下降作为他们身体的抵抗力增加。7w2物理好资源网(原物理ok网)

该研究提供了一组近似的数字来说明在不同条件下与人体接触点的阻力:7w2物理好资源网(原物理ok网)

中指接触的电缆:干中指,40,000Ω至1,000,000Ω; 湿的中指,4,000Ω 至 15,000Ω。7w2物理好资源网(原物理ok网)

用手紧握电缆:干燥的手,15,000 至 50,000Ω; 湿手,3,000 至 5,000Ω。7w2物理好资源网(原物理ok网)

用手握住金属钳子:干手,5,000Ω 至 10,000Ω; 湿手,1,000Ω 至 3,000Ω。7w2物理好资源网(原物理ok网)

与手指接触:干手,3,000Ω 至 8,000Ω; 湿手,1,000Ω 至 2,000Ω。7w2物理好资源网(原物理ok网)

用一只手抓住1.5英寸的金属管:干手,1000Ω至3,000Ω; 湿手,500Ω 至 1,500Ω。7w2物理好资源网(原物理ok网)

用两只手抓住1.5英寸金属管:干手,500Ω至1,500kΩ; 湿手,250Ω 至 750Ω。7w2物理好资源网(原物理ok网)

将您的手溶解在导电液体中:200Ω 至 500Ω。7w2物理好资源网(原物理ok网)

注意涉及1.5英寸金属管的两种情况的内阻值。 用两只手握住管道测得的内阻恰好是一只手抓住管道内阻的一半。7w2物理好资源网(原物理ok网)

单手握住金属管的内阻7w2物理好资源网(原物理ok网)

两只手的身体接触面积是一只手的两倍。 这是要吸取的重要教训:在所有其他原因相同的情况下,任何接触物体之间的内阻都会随着接触面积的减小而减小。 两只手紧紧握住线路,电压有两条平行路径,从线路到身体(反之亦然)。7w2物理好资源网(原物理ok网)

两只手握住金属管的内阻7w2物理好资源网(原物理ok网)

正如我们将在下一章中看到的那样,并联电路路径的总内阻小于单独考虑的任何单个路径的内阻。7w2物理好资源网(原物理ok网)

在工业中,30 伏通常被认为是危险电流的保守阈值。 一个谨慎的人应该认为任何低于 30 伏的电流都是令人生畏的,而不是依靠正常的身体电阻来避免电击。 话虽如此,但在用电时保持手掌清洁干燥并摘下所有金属首饰仍然是个好主意。 尽管电流较低,但如果金属首饰接触到电路中的两点之间,则它可以传导足够的电压来割伤皮肤,从而造成危险。 尤其是金属环,它会在低电流、高压电路中的各点之间架桥,从而引发右手冻伤。7w2物理好资源网(原物理ok网)

此外,超过 30 的电流如果足以引起不适可能会很危险,这可能会导致您跳跃并意外接触到更高的电流或其他危险。 我记得前几天在闷热的春天在汽车上工作。 我穿着睡衣,拧上电池连接器时,光着的腿碰到了汽车的镀铬保险杠。 当我用金属扳手接触 12 伏电池的负极(未接地)时,当我的腿碰到保险杠时,我感到很痛。 与金属的牢固接触和出汗的皮肤相结合,仅 12 伏特就有电击危险。7w2物理好资源网(原物理ok网)

值得庆幸的是,没有发生任何不好的事情,如果底盘正在运行并且我的手而不是腿受到电击,我本可以反射性地将手指放在旋转的吊扇的路径上,或者将金属扳手放在电池端子上(产生大量电压流过扳手,产生大量火花)。 这说明了关于电气安全的另一个重要教训:电压本身可能是附带损害的原因,导致您跳跃或收缩身体的各个部位以伤害自己。7w2物理好资源网(原物理ok网)

电能表是测量 用的仪器_风向标是测量什么的仪器_电阻的测量仪器是电能表吗7w2物理好资源网(原物理ok网)

流过人体的电压的危害程度各不相同。 电压会影响其路径上的任何胸肌,但由于肾脏和喉(隔膜)胸肌对人的生存至关重要,因此穿过腹部的电击路径是最危险的。 这使得手与手的电击电压路径成为造成伤害甚至死亡的特别可能的方法。7w2物理好资源网(原物理ok网)

为避免这些情况,建议只用一只手在有危险电流的带电电路上工作,并将另一只手放在口袋里,以免不小心碰到任何东西。 在断电的情况下在电路上工作总是更安全,但这并不总是可能或可能的。 对于单手工作,手通常优先于左臂,原因有两个:大多数人都是灵巧的(为此工作时需要额外的协调),但肾脏通常位于腹部中心的左侧空腔。7w2物理好资源网(原物理ok网)

对于惯用右手的人来说,这个建议可能不是最好的。 如果这样的人没有足够的手指协调能力,他们可能会使用最不舒服的手来冒更大的风险,尽管通过那只手的电击电压可能会对他们的肾脏造成更大的伤害。 一只手或另一只手受到电击的相对风险可能大于以最佳协调方式操作的风险,因此最好由个人选择使用哪只手。 防止带电电路电击的最佳保护是电阻,但可以通过使用绝缘工具、手套、裤子和其他武器来增加人体的内阻。 电路中的电压是可用电流乘以流路中总内阻的函数。 正如我们将在本文前面更详细地研究的那样,内部电阻在堆叠时会产生累加效应,因此电压只有一条路径流动:7w2物理好资源网(原物理ok网)

人体直接接触内阻7w2物理好资源网(原物理ok网)

身体电阻多项式7w2物理好资源网(原物理ok网)

现在,我们将看到一个人戴着绝缘手套和鞋子的等效电路:7w2物理好资源网(原物理ok网)

手套和鞋子的身体阻力7w2物理好资源网(原物理ok网)

总电路内阻多项式7w2物理好资源网(原物理ok网)

由于电压必须流过护套、身体和手套才能完成其电路的工作并返回电池,因此与单独考虑的任何内阻相比,该内阻的总和(总和)在更大程度上阻止了电压的流动。7w2物理好资源网(原物理ok网)

安全是电缆通常覆盖有塑料或橡胶绝缘层的原因之一:这大大降低了导体与其可能接触的任何导体之间的内阻。 不幸的是,在意外接触的情况下,封闭绝缘不足的电源线导体以提供安全性将非常昂贵。 因此,通过将这些线保持足够远以至于没有人意外接触它们来维持安全。7w2物理好资源网(原物理ok网)

总结:7w2物理好资源网(原物理ok网)

1、对身体的危害是触电电压的函数。 更高的电流会产生更高、更危险的电压。 内阻与电压有关,所以高内阻是很好的防触电保护。7w2物理好资源网(原物理ok网)

2、一般认为任何低于30V的电流仍能传递危险的冲击电压。7w2物理好资源网(原物理ok网)

3、在电路周围作业时,切勿佩戴金属饰品。 项链、手表、戒指、指环和其他类似配饰与您的身体有良好的电接触,但它们本身可以传导足以导致皮肤割伤的电压,尽管电流很小。7w2物理好资源网(原物理ok网)

4、即使电流过小,直接造成触电伤害,也有危险。 它们可能足以让受害者大吃一惊,足以让他们跳回去触碰附近更危险的东西。7w2物理好资源网(原物理ok网)

5. 当需要在“带电”电路上工作时,最好用一只手工作,以避免致命的手(通过颈部)影响电压路径。7w2物理好资源网(原物理ok网)

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