Какое у человека сопротивление: Электрическое сопротивление человеческого тела

Электрическое сопротивление человеческого тела

Все мы знаем, как может быть опасен ток. Наше тело, к сожалению, довольно неплохой проводник, и в некоторых обстоятельствах оно может стать звеном электрической цепи, вызвав опасность для здоровья. Сегодня мы поговорим о том, какова электропроводимость живой ткани, как и по каким причинам она может изменяться и что произойдёт с организмом в этих случаях.

Если случится так, что человек попадёт под воздействие напряжения, величина силы электрического тока в разных условиях будет отличаться. Причиной тому выступает сопротивление нашего тела, которое является не фиксированной величиной, а зависящей от рода ткани, точки приложения провода или кабеля под напряжением, возраста человека, его веса, пола и даже настроения. Безусловно, накладывают отпечаток и условия внешней среды: влажность воздуха, температура окружения, атмосферное давление и наличие разных видов волн в области воздействия.

 

 

 

Пожалуй, наиболее очевидное и значимое влияние на итог поражения оказывает вид ткани, через которую будет проходить ток. Каждый её участок имеет различное строение и претерпевает весьма непохожие комплексы биофизических процессов, влияющих на проводимость. Согласно результатам исследований учёных, фундаментальный вклад в увеличение суммарного электрического сопротивления тела вносит опорно-двигательный аппарат. Кости, хрящи и сухожилия могут обладать сопротивлением в 3-20 кОм/м, что достаточно много в сравнении с другими системами. К примеру, жировая ткань и органы уже имеют значение около 1,5-3 кОм/м, а мозг, мышцы, кровь и лимфа – вообще на два порядка меньше, всего лишь 0,5-1,5 Ом/м. При этом в инженерных расчётах всегда в первую очередь используется проводимость кожи – наружного слоя эпидермиса. Наиболее вероятно, что прикосновение к токоведущим участкам произойдёт пальцами рук, так что в зависимости от того, сухие ладони или влажные, тёплые они или холодные, итог будет кардинально отличаться.

Структура кожи человека чрезвычайно сложна и неоднородна. Каждый основной слой содержит в себе подслои, которые определяют проводимость всего покрова. К примеру, тот же эпидермис включает в себя роговой слой, на который нам и приходится полагаться при взаимодействии с электротоком, поскольку он не содержит ни кровеносных сосудов, ни нервов, ни других непосредственно проводящих сигналы структурных элементов, а также ряд внутренних подслоёв, у которых сопротивление в разы меньше. Сразу следом за эпидермисом идёт дерма – слой с очень малым сопротивлением, который непосредственно переходит в другие системы организма. Таким образом, определяющими в данном контексте будут именно свойства наиболее «бронированного» рогового слоя.

Состояние кожных покровов также имеет колоссальное значение. Если Вас хотя бы несколько раз в жизни при разных обстоятельствах настигал разряд статического электричества, то, скорее всего, Вы успели отметить, насколько различаются ощущения, когда удар приходится на ровный участок кожи, на ноготь или на порез. Наилучшие изоляционные свойства имеет чистая сухая кожа без повреждений – её электрическое сопротивление обычно оценивается в диапазоне 10-100 кОм. В случае появления на ней царапин, травм, порезов до более глубоких слоёв, данная величина может быть снижена в 2-10 раз, поскольку фактическое сопротивление уже будет определяться внутренними тканями, а не роговым слоем эпидермиса. Влажная кожа, как многие понимают, наоборот, обладает повышенной проводимостью из-за тонкой плёнки жидкости, а площадь контакта в подобной ситуации возрастает. Грязные руки тоже сильно увеличивают шансы на то, что поражение будет серьёзным: они создают островную проводимость с весьма непредсказуемым профилем и фактически формируют огромное множество точек контакта тела и проводника под напряжением. Последняя ситуация условно сравнима с кедами футболистов: за счёт наличия шипов сцепление с поверхностью заметно выше, то есть контакт лучше, что в рассматриваемых обстоятельствах плохо.

В инженерных расчётах, особенно для проектирования технически верных условий труда человека, совокупное сопротивление тела представляют в виде трёх последовательно соединённых сопротивлений: слой эпидермиса, дерма с внутренними тканями и ещё один слой эпидермиса. За счёт того, что внутренние органы имеют очень высокую проводимость, их вклад в задачу защиты оказывается минимален, то есть вся ответственность ложится именно на наружные слои. В определённом смысле это хорошо, поскольку человек вряд ли смог бы научиться направленно управлять внутренними процессами, в то время, как защитить внешние покровы ему вполне под силу.

Как уже было сказано ранее, огромное значение имеет и то, о каком участке кожи идёт речь. Чаще всего в розетку попадают пальцы рук, и на них уровень сопротивления в сравнении с общим довольно высок. При этом уже тыльная сторона ладони гораздо более уязвима, поскольку кожа там заметно тоньше. Наряду с ней самым маленьким сопротивлением обладают другие нежные участки – шея, лицо, паховая область, подмышки, середина стопы, где нет утолщения тканей от постоянного хождения. Вместе с тем, все указанные здесь сведения считаются оценочно-прогностическими, ведь в реальной ситуации будут иметь огромное значение и сопровождающие факторы.

Известно, что у мужчин сопротивление тела выше, чем у женщин, поскольку их кожа толще и грубее. По тем же причинам, а также в силу превосходства по весу, взрослые люди чуть больше защищены, чем дети. Психологическое состояние также оказывает некоторое влияние посредством воздействия на физиологические процессы: известно, что человек в хорошем настроении менее уязвим, чем в подавленном или уставшем. Вдобавок, изменить сопротивление могут и внешние раздражители: если человека ударить, испугать, ослепить ярким светом лампочки или оглушить громким резким звуком, проводимость его тела начнёт меняться в реальном времени, снижаясь на 20-50% всего за пару минут. Когда раздражитель наконец исчезнет, а нервная система сделает вывод, что жизни ничего не угрожает, сопротивление тела снова нормализуется.

 

 

 

Для учёных одним из самых важных и интересных аспектов при изучении подобных вопросов является то, что функция изменения собственного сопротивления тела нелинейна. Таким образом, её возможно предсказать до определённой степени, но для того, чтобы точно оценить, придётся изучить несколько десятков факторов. Если высокая точность не требуется, в расчётах сопротивление тела человека принимают равным 1000 Ом. Но всегда остаётся актуальным, о каком напряжении идёт речь при рассмотрении возможного случая поражения электротоком. Важен не только сам вольтаж, но и условия: обувь и материал подошвы, поверхность пола и её характеристики, наличие заземления и пр. С учётом этих данных ток будет определяться не только сопротивлением организма, но и схемой его включения в электрическую цепь.

В быту речь зачастую идёт о касании к однофазной сети. Чаще всего это происходит в моменты включения вилок питания приборов в розетки или манипуляциях с распределительным щитком. Человек обычно просто стоит на полу и прикасается к токопроводящей части одной точкой-конечностью. В данной ситуации через тело будет течь ток замыкания на землю, а путь его будет самым коротким: от руки к ногам через туловище и жизненно важные органы в нём. Сопротивлением выступит как само тело, так и одежда на человеке, его обувь, возможная опора и пр. Чаще всего доминирующее влияние оказывает связка подошва-пол. Для сравнения используем чистую математику: кожаная подошва домашних тапочек или огрубевшая оголённая кожа самого человека в сухом состоянии могут продемонстрировать сопротивление в 100 кОм, в то время, как в присутствии влаги значение для тех же поверхностей составит 500 Ом. Резиновая подошва на сухом полу обеспечит 500 кОм, а на влажном – 1,5 кОм. На металлическом полу результат будет математически противоположный, но в целом итог один: сухой металл имеет бесконечную проводимость с сопротивлением в пределах погрешности, а влажный формально обеспечит «защиту» в 10 Ом. Контактируя с проводами на сухой земле, можно рассчитывать на сопротивление в 20 кОм, а на влажной – лишь на 800 Ом. Лучше всего в быту себя показывает линолеум: будучи сухим, он имеет огромное сопротивление в 1,5 МОм, и даже во влажном состоянии обеспечивает целых 50 кОм. В подавляющем большинстве случаев именно сопротивление опоры и обуви спасают человеческую жизнь, а не собственная низкая проводимость тела. Конечно же, играет роль и защитная автоматика, но только в том случае, если она исправна и верно укомплектована.

Прикосновение к двум фазам на практике встречается намного реже и является своеобразной прерогативой электриков и электромонтажников. В таких случаях человек разными руками или рукой и ногой касается разных проводников трёхфазной сети, стоя на каком-либо основании. Основная опасность здесь в том, что токи потекут через внутренние органы, в том числе, через сердце. Ввиду специфики ситуации, с подобным столкнуться можно только при монтаже электрических агрегатов, но вряд ли человеку, который занимается подобными работами, придёт в голову сознательно касаться двух фаз: зачастую первой точкой контакта является рабочая рука, а второй – случайный участок тела через одежду. Если она сухая, её сопротивление составит 10-15 кОм, а если влажная – всего 500-1500 Ом. Важно обратить внимание, что при прикосновении к двум разным фазам нет никакого смысла учитывать сопротивление подошвы и пола, поскольку ток течёт по телу именно между фазными проводниками. В сухой одежде всё ещё можно отделаться неприятным дрожанием рук, от которого достаточно легко избавиться, отпустив провода, а в сырой самостоятельно оторвать конечности даже от плоской токопроводящей поверхности может быть проблематично.

В свете всего вышесказанного следует задуматься о том, насколько важно заземление. Если человек вдруг прикоснётся к кожуху агрегата на производстве или электрочайнику с пробоем на корпус в быту, и заземления не будет, весь ток потечёт через тело. Если же будут использованы розетки с заземлением, доминирующая часть тока уйдёт в землю, а через организм пройдёт лишь малая толика, представляющая минимальную угрозу для здоровья.

Отдельный вид опасности представляет собой шаговое напряжение. Оно может возникнуть, если случился обрыв высоковольтного провода и он теперь лежит прямо на земле; если фазная жила оказалась закорочена на металлический корпус уличного фонарного столба, вблизи которого идёт человек; если люди стоят на грунте рядом с местом закопанной рамки заземления. Во всех этих ситуациях по наружной поверхности земли проходит ток, который может потечь и через ноги прохожих. В подобной ситуации образуется цепь грунт-нога-нога-грунт, а сопротивление движению тока оказывает лишь часть тела, элементы одежды и обуви. Контакт подошвы и основания играет столь же значительную роль, как и ширина шага, а потому в большинстве таких случаев итог будет зависеть от того, был грунт влажным или нет.

Печальный опыт многих электриков показывает, что в конечном итоге на сопротивлении тела сказывается целый комплекс факторов, а не один-два. К примеру, сухие руки без повреждений эпителия под воздействием тока могут резко начать потеть, что только ухудшит ситуацию. Кроме того, термическое воздействие тока на кожу провоцирует её нагрев, а животные ткани при более высокой температуре и так лучше проводят электричество. Наконец, тонкие участки кожи при длительном поражении начинают лопаться и у тока появляется доступ к более глубоким слоям, которые имеют низкое сопротивление. Как видим, человеческий организм устроен таким образом, что продолжительность контакта с токоведущими объектами провоцирует только усугубление ситуации. Поэтому очень важно всеми силами постараться оторвать конечность от источника тока поскорее – как только было обнаружено касание. Ещё правильнее, конечно, использовать диэлектрические перчатки и спецодежду при работе, но место для случайных событий, к сожалению, всегда остаётся.

Электрическое сопротивление тела человека

Значение тока через тело человека сильно влияет на тяжесть электротравм. В свою очередь, сам ток согласно закону Ома определяется сопротивлением тела человека и приложенным к нему напряжением, т.е. напряжением прикосновения.

Сопротивление тела человека является комплексной переменной величиной, имеющей нелинейную зависимость от множества факторов, в том числе от состояния кожи, окружающей среды, центральной нервной системы, физиологических факторов. Электрическое сопротивление различных тканей тела человека не одинаково: кожа, кости, сухожилия и хрящи имеют относительно большое сопротивление, а мышечная ткань, кровь, лимфа, пот и особенно нервные пути, спинной и головной мозг – малое сопротивление.

Электрическое сопротивление тела человека, т.е. сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверхность тела, в основном определяется сопротивлением кожи. Кожа состоит из двух основных слоёв: наружного (эпидермис), и внутреннего (дерма). Эпидермис состоит из мёртвых ороговевших клеток, лишён кровеносных сосудов и нервов и поэтому является слоем неживой ткани. Толщина этого слоя 0,05 – 0,2 мм. В сухом и незагрязнённом состоянии его можно рассматривать как диэлектрик, обладающий большим удельным сопротивлением. Дерма состоит из волокон соединительной ткани. В этом слое находятся кровеносные и лимфатические сосуды, нервные окончания, корни волос, потовые и сальные железы. Дерма обладает малым сопротивлением току.

Полное сопротивление тела человека есть сумма сопротивлений тканей, расположенных на пути тока. Основным фактором, определяющим величину полного сопротивления, является состояние кожного покрова в цепи тока. При сухой, чистой и неповреждённой коже сопротивление тела человека, измеренное при напряжении до 15 В, составляет 3…100 кОм. Если на участке кожи, где прикладываются электроды, удалить эпидермис, сопротивление тела составит 500…700 Ом. Если под электродами полностью удалить кожу, то будет измерено сопротивление внутренних тканей, которое составит 300…500 Ом.

Электрическое сопротивление тела человека зависит от ряда факторов. Его могут снизить повреждения рогового слоя, увлажнение кожи, тепловое облучение, повышенная температура воздуха.

Сопротивление наружного слоя кожи Rн уменьшается с увеличением площади электродов и зависит от места их приложения, что объясняется различной толщиной эпидермиса, неравномерным распределением потовых желёз, неодинаковой степенью наполнения кровью сосудов кожи. Повышение напряжения, приложенного к телу человека, вызывает уменьшение его сопротивления, которое при напряжениях более 200 В соответствует сопротивлению внутренних тканей (Rвн).

При оценке опасности поражения электрическим током и расчёте защитных мер в электроустановках сопротивление тела человека (Rh)принимают равным 1 кОм.

Рис. Эквивалентная схема электрического сопротивления тела человека

На рис. 4.1 приведён упрощённый вариант эквивалентной схемы цепи протекания электрического тока через тело человека.

На рисунке обозначено: 1 – электроды; 2 – эпидермис; 3 – внутренние ткани и органы тела человека, включая дерму; Ih – ток, протекающий через тело человека; Uh – напряжение, приложенное к электродам; Rн – активная составляющая сопротивления наружного слоя кожи; Cн – ёмкость условного конденсатора, обклад ка ми которого являются электрод и хорошо проводящие ток ткани тела человека, расположен ные под эпидермисом, а диэлектриком – эпидермис; Rвн – активное сопротивление внутренних тканей, включая дерму.

Из схемы на рис. следует, что комплексное сопротивление тела человека определяется соотношением:

где Xн = 1/ jw Cн – величина ёмкостной составляющей сопротивления тела человека;

w=2p f , f – частота действующего тока.

Для практических применений используют модуль комплексного сопротивления тела человека:

Конспект по безопасности жизнедеятельности

Сопротивление человеческого тела | Физика Фургон

Категория
Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния материи и энергииКосмосПод водой и в воздухе

Подкатегория

Поиск

Задайте вопрос

Последний ответ: 22.10.2007

Вопрос:

скажите значение сопротивления человеческого тела
— Тиру (возраст 21 год)
Индия

A:

Тиру —

Существует множество факторов, и не все люди имеют одинаковое электрическое сопротивление. Например, у мужчин сопротивление ниже, чем у женщин. Так же, как и для резисторов, используемых в электронике, сопротивление руки человека зависит от длины и диаметра руки. Сопротивление увеличивается с длиной и уменьшается с диаметром. Поскольку мужчины, как правило, имеют более толстые руки и ноги (больше мышц), они обычно имеют более низкое сопротивление. Приблизительное значение для внутреннее сопротивление тела человека составляет 300-1000 Ом. Естественно, сопротивление также зависит от пути, который электричество проходит через тело — если электричество идет в левой руке и выходит из правой ноги, то сопротивление будет намного выше, чем если оно входит и выходит из соседних пальцев.

Ткани тела с наибольшим сопротивлением – это кости и жир, а нервы и мышцы имеют наименьшее сопротивление. Тем не менее, большая часть сопротивления тела находится в коже — мертвые, сухие клетки эпидермиса (внешний слой кожи) являются очень плохими проводниками. В зависимости от человека сопротивление сухая кожа обычно находится в пределах 1000-100000 Ом. Сопротивление кожи намного ниже, если она влажная или обожженная/покрытая волдырями. Это означает, что когда человека в реальной жизни бьет током, сопротивление тела падает по мере ожога кожи. Чтобы определить общее сопротивление человека, просто сложите сопротивление каждой части тела — помните, что электричество должно проходить через кожу дважды (на входе и выходе), поэтому общее сопротивление равно:

        R _всего = R _кожа (вход) + R _внутр. + R _кожа (наружу)

Еще один интересный момент, который следует учитывать, заключается в том, что эпидермис не только действует как резистор, но и действует как конденсатор при контакте с кусок металла (основная ткань похожа на одну пластину конденсатора, а металлическая поверхность похожа на другую пластину — сухой эпидермис является менее проводящим материалом или «диэлектриком» между ними). В случаях поражения электрическим током от источника постоянного напряжения это емкостное свойство не имеет большого значения. Но если поражение электрическим током происходит от источника переменного тока, естественное сопротивление эпидермиса «закорачивается», что позволяет току обходить эту часть сопротивления тела и значительно снижает общее сопротивление тела.

— Тамара

Ссылка: Р. Фиш и Л. Геддес, Медицинские и биоинженерные аспекты электрических травм, c2003 Lawyers & Judges Publishing Company, Inc.

(опубликовано 22.10.2007)

Вверх №1: Емкость человека (в фарадах)

Q:

Как человеческое тело действует как конденсатор?
— ару (25 лет)
Ченнаи, Тамил Наду, Индия

A:

Электрическая емкость определяется количеством статического заряда на теле, деленным на напряжение тела относительно некоторого эталонного заземления. Для изолированного сферического тела радиуса R с накопленным зарядом Q напряжение относительно земли на бесконечности (или очень далеко по сравнению с R) равно V = Q/(4*pi*эпсилон _o )/R   что дает C = 4*pi*epsilon _o *R _.
Для R = 1 метр C = 111 пикофарад. Фактические измеренные значения емкости человеческого тела (относительно дальней земли) варьируются от 100 до 200 пикофарад. Между прочим, эпсилон _o — это экспериментально измеренная диэлектрическая проницаемость свободного пространства.

LeeH

(опубликовано 22.10.2007)

Дополнение #2: проводимость человека

Вопрос:

Не вопрос, а просто искреннее СПАСИБО за четкий и точный ответ. Я наткнулся на несколько веб-страниц, пытающихся ответить на этот вопрос расплывчатыми, а иногда и нелепыми ответами. Еще одна страница фактически указывала на разницу переменного/постоянного тока, но не объясняла причину (эпидермис как диэлектрический) — теперь это имеет смысл.
— Марко (32 года)
Сан-Диего, США

A:

Спасибо!
Mike W.

Кстати, вы можете посмотреть исходный пост, это # ​​6793.
LeeH

(опубликовано 04.08.2009)

Дополнение № 3: Последовательное или параллельное сопротивление в электротехнике потрясения?

В:

получаем ли мы удары током, когда прикасаемся к источнику переменного тока высокого напряжения?
Кроме того, когда через нас проходит постоянный ток, мы вибрируем или испытываем толчки во время периода?
в одном из ваших предыдущих ответов вы указали, что Rtotal = Rskin(in) + Rinternal + Rskin(out), я не согласен, так как вы не можете рассматривать его как последовательное соединение, это параллельное соединение.
— рагхавендра
Бангалор, Карнатака, Индия

A:

Я думаю, что предыдущий ответ правильный. При поражении электрическим током ток сначала должен пройти через кожу, затем через тело и, наконец, снова через кожу. Мне это кажется сериалом.

LeeH

(опубликовано 25.08.2010)

Дополнение №4: Останавливаются часы и ноутбуки?

Q:

Я знаю, это прозвучит глупо, но вот оно…
Может ли человеческий организм остановить часы и ноутбуки?
— Розмари (37 лет)
Dickinson, TX USA

A:

Мне трудно поверить, что человеческое тело остановило часы, если только человеческая рука не уронила часы с большого расстояния. Остановить ноутбук, хотя это другое дело. Однажды я уничтожил беспроводную карту своего ноутбука холодным зимним днем, пошаркав по ковру и коснувшись его, прежде чем разрядить себя. Большая искра сделала это. Кроме статического электричества, я не вижу других явлений человеческого тела, которые могли бы это сделать, кроме неуклюжести.

LeeH

(опубликовано 22.08.2011)

Дополнение № 5: Опасность поражения электрическим током

В:

Какое напряжение наиболее опасно: низкое или высокое?
— Ариэль (17 лет)
gensan.phil.

А:

Опасность поражения электрическим током зависит главным образом от общего тока, протекающего через тело. Ток, согласно закону Ома, пропорционален напряжению, деленному на полное сопротивление цепи. Это включает сопротивление кожи плюс внутреннее сопротивление тела. Сопротивление кожи может варьироваться в 100 раз и более в зависимости от того, сухая кожа или влажная с соленым потом. При одном и том же значении сопротивления кожи чем выше напряжение, тем больше опасность сильного поражения электрическим током. При одном и том же значении напряжения чем влажнее контакт с кожей, тем больше опасность. Выбирайте.

Я отметил этот ответ как продолжение вопроса № 6793, в котором обсуждаются некоторые другие аспекты поражения электрическим током.

LeeH

(опубликовано 20.06.2012)

Дополнение №6: низкое значение ручного резистора

Q:

Эй, спасибо за ваше время

Я был в лаборатории и тестировал резистор на 100 кОм. С резистором в руках мультиметр показал 47 кОм. Неважно, как сильно или мягко я держал его.

3 других моих пирса читают 87k olhms или больше.

Почему может быть такая разница?
— матовый (29 лет)
Канада

A:

Это звучит весьма своеобразно. Что особенно странно, так это то, что 47 кОм является стандартным номиналом резистора. Игнорируя это, могли ли ваши руки быть потными?

Mike W.

(опубликовано 04.04.2013)

Дополнение №7: цепь безопасности на лодке

Q:

имеет «особенность» в том, что он работает только в том случае, если он находится в воде или если у вас нет крышки, если вы коснетесь рукой каждого из двух латунных гребных валов. Эта цепь, которая включает в себя руку или воду, последовательно подключена к выключателю лодки. Как это может работать? Это «превосходная» предварительно собранная лодка Misquito, сделанная в Китае.
— Ричард Мекстрот (69 лет)
Вонор

A:

Я не думаю, что гидравлическое соединение между валами может быть последовательно с двигателем. Сопротивление слишком велико. Вместо этого, держу пари, есть отдельная цепь, включающая воду между валами, по которой течет небольшой ток, который управляет каким-то переключателем в цепи главного двигателя. Таким образом, соединение вал-вал будет последовательно с выключателем, как вы обнаружили, но не последовательно с двигателем.

Предположительно, это сделано в целях защиты. Возможно, если двигатель свободно работает на воздухе, он перегревается.

Mike W.

(опубликовано 18.08.2013)

Дополнение №8: аварийный выключатель лодки

Вопрос:

Это самый умный/полезный ответ, который я получил. Никто на форумах моделей лодок, кажется, не знает. Да, выключатель идет в герметичный электронный блок, поэтому я согласен, что эта часть схемы не потребляет полный ток двигателей. Я все еще удивлен, что либо ваша рука на латунных валах, либо они в воде активируют электрическую систему лодки. Интересно, сопротивление или емкость влияет на схему? Мой вольтметр (9вольтовая батарея) не будет измерять сопротивление на моей руке, оно показывает бесконечность.
— Ричард Мекстрот (69 лет)
Вонор

A:

Да, мне также интересно, зависит ли это больше от сопротивления или емкости. Если он работает с деионизированной водой, держу пари, это емкость, так как удельное сопротивление очень велико. Для схемы предохранительного выключателя это особого значения не имеет, вряд ли она заметит фазу тока.

Майк В.

(опубликовано 19 августа/2013)

Дополнение №9: Управление сенсорным экраном I-Pad

Вопрос:

Привет, спасибо за ваши знания. Вопрос: Я хотел бы управлять сенсорным экраном своего iPad, не касаясь его. Стилус является проводником электрического поля тела. Я хочу создать электрическое поле тел механически, без участия человека. Возможно ли это и что для этого нужно? ИЭ: батарейки, чип?
— Скотт (45 лет)
Хаверхилл, штат Массачусетс

A:

Емкостные датчики на экране Ipad обнаруживают наличие любого проводника или материала с очень высокой диэлектрической проницаемостью очень близко к экрану, поскольку они увеличивают емкость ближайших конденсаторов. Вы можете приобрести стилусы с проводящими наконечниками для Ipad. Вам не нужна емкость на землю, обеспечиваемая корпусом. Щупами можно было манипулировать чем угодно.

(Большинство других сенсорных экранов используют небольшие резистивные переключатели, активируемые механическим нажатием. Их стилусы обычно не проводят ток, поэтому они не будут работать с Ipad.) 2013)

Дополнение №10: связаться с ipad

Вопрос:

Вы не ответили на последующее сообщение №9 так, как он хотел. Он уже знал, что вы сказали в ответ. Он спрашивал, есть ли способ эмулировать электрическое поле человеческого пальца без связи с человеческим телом. В отличие от существующих стилусов. Скажем, вы робот, и вам нужно использовать iPhone. Как бы вы взаимодействовали с экраном?
— Эли (23 года)
Калифорния

A:

На самом деле то, что мы сказали, не могло быть тем, что уже знал предыдущий задавший вопросы, поскольку мы противоречили одному из его предположений. Нет необходимости эмулировать электрическое поле пальца, соединенного с телом. Единственное, что нужно, это иметь проводник или материал с очень высокой диэлектрической проницаемостью, чтобы возмущать поле, исходящее от экрана. Если по какой-то причине ваш робот захочет точно подражать пальцу, ему может понадобиться небольшой мешочек с соленой водой.

Mike W.

(опубликовано 16.05.2014)

Дополнение №11: самодельный стилус с сенсорным экраном Да, это удовлетворяет потребности, но неинтересно думать только о потребностях. Нам не нужны световые мечи или ховерборды. Но ты же знаешь, что мы все чертовски хотим их.
Интересно про мешок с морской водой.

Я этого не знал.
Но позвольте мне быть более прямым и честным:
Я хочу использовать на своем iPad стилус с тонким наконечником (статус шариковой ручки) и проецировать то же электрическое поле, что и человеческий палец (поскольку сенсорная сетка отказывается распознавать что-либо шириной менее 4 мм), чтобы изменить напряжение конденсаторов, окружающих наконечник, точно так же, как при прикосновении к стеклу пальцем.
И прежде чем вы скажете «купить один»
Я отказываюсь. Я не буду платить 50 долларов за дефектные продукты (отзывы покупателей ужасающие), а стилусы Bluetooth слишком дорогие/причудливые, чтобы я их хотел. Но самое главное: я хочу сделать это сам. Это весело. Это познавательно.
Итак: как мне это сделать?
— Эли (23 года)
Калифорния

A:

Избежать высоких цен на приобретаемые в магазине стилусы звучит как хорошая идея. Вот предположение о том, что может работать хорошо. Возьмите небольшой металлический стержень толщиной в несколько миллиметров с красивым закругленным концом. Вы даже можете закруглить конец напильником. Затем покройте стержень тонким пластиковым материалом. Такие покрытия продаются в хозяйственных магазинах по невысокой цене. Цель покрытия — предотвратить повреждение экрана при случайном касании самодельным стилусом.

Поскольку у нас нет никакого опыта в этом бизнесе, пожалуйста, не предъявляйте нам иск за повреждение экрана, если что-то пойдет не так.

Mike W.

(опубликовано 16.05.2014)

Дополнение №12: дешевое измерение емкости

Q:

Привет, спасибо за помощь. Могу ли я измерить емкость материала? Например, тонкий пластиковый материал, о котором говорилось в предыдущем ответе. Как бы вы измерили емкость, используя дешевый способ, если это возможно?
— Джордан (25 лет)
Сингапур

A:

Как измерить емкость небольшого конденсатора во многом зависит от того, что у вас есть. Самый простой способ (здесь это не удивительно) использовать измеритель емкости. Похоже, вы можете получить один примерно за 70 долларов (США), который будет измерять достаточно маленькую емкость. Если у вас уже есть осциллограф с высокоимпедансным входом, вы можете зарядить конденсатор от батареи, а затем позволить заряду стекать через большой резистор, контролируя напряжение на осциллографе. Время стока (примерно до 40 % от начального напряжения) равно RC, сопротивление умножается на емкость. Существуют всевозможные вариации на эту тему, например, посмотреть, сколько переменного тока протекает через конденсатор при определенном переменном напряжении, если у вас есть обычный амперметр для измерения тока и напряжения и какой-либо подходящий источник переменного напряжения. Текущая магнитуда будет равна 2πVCf, где f — частота. Не используйте напряжение от стандартных розеток. Он слишком большой и может убить вас или повредить ваш маленький конденсатор. Вам нужно небольшое напряжение и, возможно, гораздо более высокая частота, чтобы ток через конденсатор был достаточно большим для измерения.

Mike W.

(опубликовано 10.06.2014)

Дополнение №13: Емкостная связь и вы емкость тела) для работы устройств с сенсорным экраном? Существует множество исследований, показывающих влияние технологий на нашу способность думать, рассуждать, учиться.

Несомненно, должны быть огромные последствия от того, что все эти передачи мобильных телефонов летают по воздуху. А также влияние постоянного использования сенсорных экранов. Раньше идея о том, что использование сотового телефона может вызвать рак в мозге людей, которые постоянно держат сотовые телефоны у своего тела, считалась абсурдной (звучит жутко похоже на утверждения о том, что курение не вызывает рак), и теперь доказательств становится все больше. Постоянное использование емкости тела с помощью сенсорных экранов также должно оказывать влияние. Какие-нибудь реальные исследования проводились по этому поводу? Да, я знаю, что стандартный ответ заключается в том, что это такое небольшое количество электричества, но постоянное капание воды на камень в конечном итоге проделает в нем дыру.
— Питер (46 лет)
Beaver Dam, WI, USA

A:

Можно не соглашаться со стандартным ответом. Но спросите себя: «Что убедит меня в том, что я не прав?»

Будьте конкретны. Каким стандартам должно соответствовать исследование? Кому бы вы доверили сделать это правильно? Нужно ли будет повторять это другим? Если бы результат не подтверждал то, во что вы уже верите, стали бы вы подозревать, что правда каким-то образом скрывается? Если вы не можете придумать ничего, что могло бы вас убедить, это должно быть предупреждением о том, что вы позволяете себе руководствоваться скорее своим отношением к проблеме, чем доказательствами. Ученые тоже должны быть осторожны в этом вопросе.

С учетом сказанного, мне неизвестны какие-либо исследования долговременной безопасности емкостных сенсорных экранов. Всегда возможно, что есть какой-то вредный эффект, который мы не предсказали, но «стандартный ответ» о том, что количество задействованного заряда очень мало, имеет большой смысл. Камни и вода тут ни при чем.

Еще один момент, о котором стоит подумать: если бы сенсорные экраны были вредными, любая другая токопроводящая поверхность, к которой вы прикасаетесь (металл, вода, другие люди), вероятно, была бы такой же. Емкостная связь возникает между любыми двумя проводниками, разделенными изолятором, например воздухом, стеклом или грязью. Сенсорные экраны просто обеспечивают проводящую поверхность, изолятор и способ измерения локального изменения емкости, вызванного вашим пальцем.

Ребекка Холмс

(опубликовано 22.09.2014)

Дополнение №14: Тестирование сенсорных экранов
Спасибо за ваш ответ, это ценится.

Да, научный метод вообще очень полезный и ценный инструмент. Мир науки, однако, часто отклоняется от научного метода (вспомните, что ученые табачных компаний предоставляют «доказательства» того, что сигареты не вызывают рак, или ученые нефтяных компаний предоставляют «доказательства» того, что изменение климата не связано с деятельностью человека). деятельности и др.). Много раз то, что считалось безопасным, позже оказывалось таковым; и тот факт, что не было исследований (о которых либо вы, либо я знаем, по крайней мере), изучающих влияние использования технологий сенсорного экрана, посылает мне предупреждающий знак.
Раньше, когда я носил свой мобильный телефон в переднем левом кармане брюк, верхняя часть левой ноги, чуть выше колена, начала неметь. Когда я перестал класть туда телефон, онемение прошло. Промышленность годами говорила, что сотовые телефоны безопасны, но теперь появляется все больше и больше доказательств обратного. Ноутбуки вызывают снижение количества сперматозоидов у мужчин. Промышленность имеет тенденцию двигаться вперед, не проверяя вещи достаточно хорошо и не проверяя их с точки зрения системного воздействия. В наши дни, когда я использую технологию сенсорного экрана, я чувствую странное ощущение в кончиках пальцев (очень похожее на колено), и это дает мне внутреннее ощущение, что что-то не так. Я не параноик, мне нравятся вещи, основанные на доказательствах, поэтому я задал вопрос здесь, на этом форуме — проводились ли какие-либо исследования по этому поводу?
Помимо прочего, я педагог, и за годы изучения педагогики я обнаружил, что лучшее образование, как правило, представляет собой баланс трех вещей: [полученные знания: что находится в «коробке»] + [критическое мышление: тот факт, что это коробка; что если мы изменим то, на чем мы фокусируемся или как мы фокусируемся на этом, часто информация, которую мы получаем, изменится] + [креативность: нестандартное мышление]. На мой взгляд, баланс между этими тремя составляющими является наилучшим, однако мы слишком часто сосредотачиваемся на первой части, полученных знаниях.
Возьмите обычные дебаты по телевидению о войне в Ираке (теперь с Сирией и Ираном), и они выглядят так: «Должны ли мы бомбить их сейчас или позже?» Дискуссия оформлена; исключены идеи вообще не бомбить Ирак, или убрать наши военные базы со всего мира, или дипломатия, или или, или… То же самое, мне кажется, происходит и в мире науки. Финансирование предоставляется для некоторых проектов и некоторых идей, но не для других, что означает, что одна информация создается, а другая нет. Об этом (применительно к технологиям) довольно хорошо пишет Нил Постман в своей книге «Технополия».
И, как я упоминал ранее, есть также очень важный вопрос системного мышления, который часто упускается из виду.
Из книги «Естественный капитализм»: «Подумайте о том, что произошло на Борнео в 1950-е годы. Многие жители даяков болели малярией, и у Всемирной организации здравоохранения было простое и прямое решение. Распыление ДДТ, казалось, сработало: комары погибли, а малярия уменьшилась. Но затем начала появляться расширяющаяся паутина побочных эффектов («последствия, о которых вы не подумали», — язвительно замечает биолог Гарретт Хардин, — «существование которых вы будете отрицать как можно дольше»). Крыши домов людей начали рушиться, потому что ДДТ также убил крошечных ос-паразитов, которые ранее контролировали гусениц, питающихся соломой. Колониальное правительство заменило крыши из листового металла, но люди не могли спать, когда тропические дожди превращали жестяные крыши в барабаны. Между тем, отравленных ДДТ жуков поедали гекконы, которых поедали кошки. ДДТ незаметно встроился в пищевую цепочку и начал убивать кошек. Без кошек крысы размножились. Всемирная организация здравоохранения, которой угрожали потенциальные вспышки сыпного тифа и лесной чумы, которые она же сама и создала, была вынуждена сбросить на Борнео с парашютом четырнадцать тысяч живых кошек. Так произошла операция Cat Drop, одна из самых странных миссий британских Королевских ВВС».
Можно продолжать и продолжать, но я возвращаюсь к своей основной мысли: мы действительно не знаем, потому что это не изучалось. Предполагать нехорошо, и идти вперед к массовому глобальному масштабу (вспомните все тачскрины повсюду) не подвергая сомнению «очевидное», мне кажется не научным и не мудрым.
Мир,
Петр
— Питер (46 лет)
Бивер-Дэм, Висконсин, США

A:

Питер,

Спасибо за все ваши важные замечания. Если бы вы могли показать, что использование сенсорных экранов действительно вызывает ощущение, вы могли бы заинтересовать кого-то в его изучении. Один из способов сделать это — попросить ассистента с генератором случайных чисел случайным образом представить вам настоящий или «фальшивый» сенсорный экран (может быть, кусок стекла, сделанный так, чтобы он выглядел и ощущался одинаково, или, может быть, тот же сенсорный экран, повернутый off) много раз и посмотреть, сможете ли вы надежно определить разницу между ними (надежно = лучше, чем 50% со статистической значимостью).

Было бы еще убедительнее собрать группу добровольцев, чтобы половина из них касалась активных сенсорных экранов, а половина — подделок. Затем вы можете попросить их оценить, как ощущаются их пальцы, и найти разницу между двумя группами. Ничто из этого ничего не доказывало бы о вредном воздействии, но было бы с чего начать.

Как физик, я должен придерживаться своего обоснованного предположения, что нет никакой физической причины, по которой сенсорные экраны были бы опасны.

Ребекка Холмс

(Опубликовано 29.09.2014)

Последующее наблюдение

Связанные вопросы

• Решения Evolutionary

• Электроэлектрический шокирующий

• 2

• . Электроэлектрический шокирующий

92

• 2

• .

92

• 2

• .

92

• 2

• . пришельцы?

• глаза загораются?

• свет для удильщика

• как радиация вызывает рак?

• может ли большая птица летать?

• Как первая клетка получила гены для жизни и размножения?

• Сокращение мышц под действием противодействующих сил

• Как рыба может жить в такой соленой воде?

Все еще интересно?

Вопросы и ответы по Expore в связанных категориях

• Животные и люди
• Поражение электрическим током

Сопротивление – определение, значение и синонимы

ПЕРЕЙТИ К СОДЕРЖАНИЮ

Если вы когда-нибудь видели, как собака на поводке вдруг отказывается идти дальше, вы знаете, как сильно сопротивление один маленький питомец может выдержать.