Сопротивление человека электрическому току: Сопротивление тела человека в различных условиях

Электрическое сопротивление тела человека

Электрическое сопротивление тела
человека

Тело человека является проводником
электрического тока, при этом разные
ткани тела оказывают току разное
сопротивление. Наибольшим сопротивлением
обладает коже: её уникальное объемное
сопротивление достигает 3*10⁵…2*10⁶
Ом*см. Другие ткани, в том числе мышечная
ткань, кровь и особенно спинной и головной
мозг имеют малое сопротивление.
Следовательно, сопротивление тела
человека определеятся главным образом
сопротивлением кожи.

Кожа состоит из двух основных слоев:
наружного – эпидермиса и внутреннего
– дермы.

Наружный слой (эпидермис) имеет несколько
слоев, из которых самый верхний называют
роговым. Роговый слой состоит из многих
рядов омертвевших ороговевших клеток;
он лишен кровеносных сосудов и нервов
и является слоем неживой ткани, покрывающей
тело человека.

Роговый слой имеет толщину на разных
участках тела от 0,05 до 0,2 мм; на ладонях
и подошвах, утолщаясь, он может образовывать
мозоли, т. е. иметь значительную толщину.

Роговый слой плохо проводит тепло и
электричество. В сухом и незагрязненном
состоянии роговый слой можно рассматривать
как диэлектрик: его удельное объемное
сопротивление составляет 10⁷…10⁸
Ом*см.

Другие слои эпидермиса, лежащие под
роговым слоем и образованные в основном
из живых клеток, можно условно объединить
в один так называемый ростковый слой.
Обычно он в несколько раз тоньше рогового
слоя и обладает значительно меньшим
сопротивлением.

Внутренний слой (дерма) является живой
тканью. В нем находятся кровеносные
сосуды, нервы, корни волос, потовый и
сальные железы, выводные протоки которых
выходят на поверхность кожи, пронизывая
эпидермис. Электрическое сопротивление
дермы не велико.

Сопротивление
тела человека при сухой, чистой и
неповрежденной коже, измеренное при
напряжении 15…20В, колеблется в пределах
от 3 до 100 кОм. Если на участках кожи, где
прикладываются электроды, соскоблить
роговый слой, сопротивление тела упадет
до 1…5 кОм, а при удалении всего верхнего
слоя (эпидермиса) – до 0,5…0,7 кОм. Если
же под электродами полностью удалить
кожу, то сопротивление составить 0,3…0,5
кОм. Рисунок
1. Схема измерения сопротивления тела
человека

Сопротивление тела человека (рисунок
1.), т.е. сопротивление между электродами
1, можно условно считать состоящим из
трех последовательно включенных
сопротивлений: двух одинаковых
сопротивлений эпидермиса Rн
(сопротивления между электродом 1,
роговым слоем 2, ростковым слоем 3 и
дермой 4) и внутреннего сопротивления
Rв, которое включает в
себя два сопротивления дермы 4 и
сопротивление внутренних тканей тела
5.

Рисунок 2. Эквивалентная схема
сопротивления тела человека

Наружное сопротивление тела обладает
не только активной Rн, но
и емкостной Сн составляющей (рисунок
2). Одной обкладкой конденсатора Сн
являются токоведущие части 1, второй –
дерма 4, а диэлектриком эпидермис 2.

Согласно приведенной эквивалентной
схеме полное сопротивление тела человека
будет равно

Так как значение емкости Сн мало, то для
токов промышленной частоты сопротивление
тела человека будет равно

Rz=Rв+2*Rн

Сопротивление тела человека зависит
от приложенного напряжения, значения
и частоты тока, времени прохождения и
состояния кожи.

С увеличением приложенного напряжения
сопротивление тела человека Rz
уменьшается, что объясняется электрическим
пробоем рогового слоя.

С увеличением тока и времени его
прохождения через тело человека Rz
уменьшается, так как усиливается местный
нагрев кожи, что приводит к расширению
ее сосудов и увеличению потовыделения.

Так как сопротивление кожи на различных
участках тела неодинаково, то сопротивление
зависит от площади и плотности контактов
и места их приложения.

Переменный ток представляет большую
опасность, чем постоянный ток такого
же значения. С увеличением частоты тока
сопротивление тела человека за счет
емкостной составляющей уменьшается и
при f=(10…20) кГц можно
считать, что наружный слой кожи не имеет
сопротивления электрическому току.

Сопротивление тела человека в сильной
степени зависит от состояния кожи.
Порезы, царапины, ссадины, увлажнения
и потовыделение, загрязнение токопроводящими
веществами могут уменьшать сопротивление
кожи Rн.

Поэтому при расчетах сопротивление
тела человека Rч току
промышленной частоты считают неизменным
и равным 1000 Ом.

1.4 Факторы, влияющие на изменение сопротивления тела человека

Сопротивление
тела человека меняется в широких пределах
в зависимости от многих факторов

1.4.1. Увеличение
тока, проходящего через тело человека,
сопровождается усилением местного
нагрева кожи и раздражающего действия,
что в свою очередь вызывает рефлекторную
ответную реакцию организма в виде
расширения сосудов кожи а, следовательно,
усиление потоотделения, которое приводит
к снижению электрического сопротивления
кожи в этом месте.

Изменение
сопротивления тела в зависимости от
величины тока (до 6 мА) приближенно
описывается следующими эмпирическими
формулами:

,кОм
(2)

–для переменного
тока

,кОм

(3)

где I_ч
– сила тока в
мА, проходящего через тело человека;

K
– поправочный
коэффициент, учитывающий возраст
испытуемого человека;

K
= 6-8, при возрасте
до 25 лет

K
= 10-12 при
возрасте 25 ÷35
лет

K
= 15-20 при возрасте
35 ÷
45 лет

K
= 25-30 при возрасте
более 45 лет

1. 4.2.
Увеличение напряжения, как при постоянном,
так и переменном токе, приложенного к
телу человека, вызывает уменьшение
сопротивления тела, которое в пределе
приближается к сопротивлению внутренних
органов (тканей).

Такое явление
объясняется пробоем рогового слоя кожи
(эпидермиса), наличием в ней влаги и
ростом тока. Пробой рогового слоя
наступает, как правило при напряжении
более 50 В.

1.4.3 Род тока
(постоянный или переменный)

Экспериментально
установлено, что при небольших напряжениях
сопротивление тела человека постоянному
току выше, чем переменному любой частоты.

Действительно,
согласно формуле (1) сопротивление тела
Z_ч
будет максимальным
при ω = 0 и равным 2R_н+
R_в.. С ростом приложенного
напряжения разница в сопротивлении
тела человека постоянному и переменному
току уменьшается и начиная с 40-50 В
практически исчезает, т.е. сопротивление
тела человека становится одинаковым
как постоянному, так и переменному току.

1.4.4 Частота тока.

С ростом частоты
тока полное сопротивление тела человека
уменьшается, приближаясь в пределе к
значению его внутреннего сопротивления.
Этот вывод следует из уравнения (1): с
увеличением частоты ω, растет
знаменатель дроби, что вызывает уменьшение
сопротивленияZ_ч.
Когда ω → ∞, Z_ч
= R_в.

Характер изменения
сопротивления тела от частоты тока
приближенно описывается эмпирической
зависимостью:

,кОм

(4)

где f — частота
тока, Гц.

С увеличением
времени прохождения тока через тело
человека, усиливается потовыделение
через микрокапиляры живой ткани,
повышается кровоснабжение участков
кожи под электродами, расширяется зона
пробоя рогового слоя кожи. Все это
вызывает уменьшение сопротивления тела
человека.

1.4.6. Влияние площади
контакта проводника на сопротивление

Площадь контакта
S оказывает непосредственное
влияние на сопротивление тела человекаZ_ч.
Чем больше площадь, тем меньше
сопротивление. С ростом частоты тока
зависимость сопротивления от площади
электродов уменьшается, а при 10-20 кГц
когдаZ_ч=R_в,
исчезает полностью.

1.4.7. Влияние места
приложения электродов на сопротивление

Место приложения
электродов влияет на сопротивление
тела, так как роговой слой кожи (эпидермис)
имеет неодинаковую толщину на коже
человека, неравномерно распределены
потовые железы и кровеносные сосуды в
теле человека. Например, наименьшим
сопротивлением обладает кожа лица, шеи,
рук выше ладони и т.д.

1.4.8 Состояние
поверхности кожи и внутренних органов

влияют на
сопротивление тела человека

Повреждение кожи,
особенно ее рогового слоя, наличие влаги
и грязи на ее поверхности резко уменьшается
сопротивление тела человека. Сопротивление
резко снижается также при заболеваниях
внутренних органов особенно язвенных
болезней органов дыхания, пищеварения
и т.д.

1.4.9 Психофизиологические
факторы оказывают влияние

на
сопротивление тела.

У женщин сопротивление
обычно меньше, чем у мужчин, а у детей
— меньше чем у взрослых, причем сопротивление
увеличивается с возрастом, достигая
максимума к старости. Алкогольное и
наркотическое опьянение. чувство
неуверенности и страха снижает
сопротивление

1.4.10. Условия
окружающей средытакже влияет на
сопротивление тела человека. Например,
возникшие неожиданно внешние раздражители
(усталость, болевые, звуковые, световые
и т.п.) могут на некоторое время снизить
сопротивление на 20-50%. Уменьшение
кислорода в воздухе, увеличение
температуры, атмосферного давления
значительно снижают сопротивление тела
человека.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.

| JAMA

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ. | ДЖАМА | Сеть ДЖАМА

[Перейти к навигации]

Эта проблема

• Скачать PDF
• Полный текст

• Поделиться

  Твиттер
  Фейсбук
  Эл. адрес
  LinkedIn

• Процитировать это
• Разрешения

Артикул

7 января 1888 г.

ДЖАМА. 1888;Х(1):18-19. дои: 10.1001/jama.1888.02400270034006

Полный текст

Эта статья доступна только в формате PDF. Загрузите PDF-файл, чтобы просмотреть статью, а также связанные с ней рисунки и таблицы.

Абстрактный

Общеизвестно, что тело оказывает значительное сопротивление прохождению электрического тока. И то, что это сопротивление существует у разных людей и даже у одного и того же человека в разное время, было давно доказано. Эта изменчивость, как известно, частично связана с использованием токов разной силы, электродов разного размера, с различиями во влажности или сухости кожи, с толщиной кожи, с расстоянием между электродами и т.д. и т. д. При сравнении резистентности у многих людей необходимо уделять большое внимание устранению этих различных источников ошибок.

Зарегистрировано очень мало наблюдений над людьми в патологическом состоянии, сделанных с точностью. Год назад Шарко обратил внимание на то, что электрическое сопротивление в организме постоянно снижается при болезни Грейвса и при некоторых сердечных заболеваниях, особенно при асистолии ( Gaz.

Предварительный просмотр первой страницы
Просмотреть большой

Полный текст

Добавить или изменить учреждение

• Академическая медицина
• Кислотно-основное, электролиты, жидкости
• Аллергия и клиническая иммунология
• Анестезиология
• Антикоагулянты
• Искусство и изображения в психиатрии
• Кровотечение и переливание
• Кардиология
• Уход за тяжелобольным пациентом
• Проблемы клинической электрокардиографии
• Клиническая задача
• Поддержка принятия клинических решений
• Клинические последствия базовой нейронауки
• Клиническая фармация и фармакология
• Дополнительная и альтернативная медицина
• Заявления о консенсусе
• Коронавирус (COVID-19)
• Медицина интенсивной терапии
• Культурная компетентность
• Стоматология
• Дерматология
• Диабет и эндокринология
• Интерпретация диагностических тестов
• Разнообразие, равенство и инклюзивность
• Разработка лекарств
• Электронные медицинские карты
• Скорая помощь
• Конец жизни
• Гигиена окружающей среды
• Этика
• Пластическая хирургия лица
• Гастроэнтерология и гепатология
• Генетика и геномика
• Геномика и точное здоровье
• Гериатрия
• Глобальное здравоохранение
• Руководство по статистике и методам
• Рекомендации
• Заболевания волос
• Модели медицинского обслуживания
• Экономика здравоохранения, страхование, оплата
• Качество медицинской помощи
• Реформа здравоохранения
• Медицинская безопасность
• Медицинские работники
• Различия в состоянии здоровья
• Неравенства в отношении здоровья
• Информатика здравоохранения
• Политика здравоохранения
• Гематология
• История медицины
• Гуманитарные науки
• Гипертония
• Изображения в неврологии
• Наука внедрения
• Инфекционные болезни
• Инновации в оказании медицинской помощи
• JAMA Инфографика
• Право и медицина
• Ведущее изменение
• Меньше значит больше
• ЛГБТК-медицина
• Образ жизни
• Медицинский код
• Медицинские приборы и оборудование
• Медицинское образование
• Медицинское образование и обучение
• Медицинские журналы и публикации
• Меланома
• Мобильное здравоохранение и телемедицина
• Нарративная медицина
• Нефрология
• Неврология
• Неврология и психиатрия
• Примечательные примечания
• Сестринское дело
• Питание
• Питание, Ожирение, Упражнение
• Ожирение
• Акушерство и гинекология
• Гигиена труда
• Онкология
• Офтальмологические изображения
• Офтальмология
• Ортопедия
• Отоларингология
• Лекарство от боли
• Патология и лабораторная медицина
• Уход за больными
• Информация для пациентов
• Педиатрия
• Повышение производительности
• Показатели эффективности
• Периоперационный уход и консультации
• Фармакоэкономика
• Фармакоэпидемиология
• Фармакогенетика
• Фармация и клиническая фармакология
• Физическая медицина и реабилитация
• Физиотерапия
• Руководство врача
• Поэзия
• Здоровье населения
• Профилактическая медицина
• Профессиональное благополучие
• Профессионализм
• Психиатрия и поведенческое здоровье
• Общественное здравоохранение
• Легочная медицина
• Радиология
• Регулирующие органы
• Исследования, методы, статистика
• Реанимация
• Ревматология
• Управление рисками
• Научные открытия и будущее медицины
• Совместное принятие решений и общение
• Медицина сна
• Спортивная медицина
• Трансплантация стволовых клеток
• Наркомания и наркология
• Хирургия
• Хирургические инновации
• Хирургический жемчуг
• Обучаемый момент
• Технологии и финансы
• Искусство JAMA
• Искусство и медицина
• Рациональное клиническое обследование
• Табак и электронные сигареты
• Токсикология
• Травмы и травмы
• Приверженность лечению
• УЗИ
• Урология
• Руководство пользователя по медицинской литературе
• Вакцинация
• Венозная тромбоэмболия
• Здоровье ветеранов
• Насилие
• Женское здоровье
• Рабочий процесс и процесс
• Уход за ранами, инфекция, лечение

Сохранить настройки

Политика конфиденциальности | Условия использования

Последствия поражения электрическим током на организм человека

• Шок может вызвать мышечные спазмы
• Шок может вызвать остановку сердца
• Шок может вызвать ожоги тканей и органов.
• Шок может повлиять на нервную систему
• Шок может иметь и другие неожиданные последствия.

Шок может вызвать мышечные спазмы

Мышцы стимулируются электричеством. Эффект зависит от силы тока и типа мышц, через которые он проходит.

Мы все чувствовали жужжание или покалывание, которые не вызывают травм. Это эффект силы тока всего 0,25 миллиампер (мА), поступающего в тело.

Когда ток выше 10 мА проходит через мышцы-сгибатели, например, те, что на наших предплечьях, которые смыкают пальцы, он вызывает устойчивое сокращение. Жертва может быть не в состоянии отпустить источник тока, что увеличивает продолжительность контакта и увеличивает тяжесть шока.

Когда ток выше 10 мА проходит через мышцы-разгибатели, он вызывает сильный спазм. Если пораженными мышцами являются разгибатели бедра, которые удлиняют конечности от тела, пострадавшего может отбросить, иногда на много метров!

Мышцы, связки и сухожилия могут порваться в результате внезапного сокращения, вызванного электрическим током. Ткань также может быть сожжена, если шок продолжительный или ток сильный.

Шок может вызвать остановку сердца

Если через сердце проходит ток силой 50 мА, это может вызвать остановку сердца.

Сердце также является мышцей, которая бьется, чтобы перекачивать кровь по телу. Ритм нашего сердцебиения контролируется электрическими импульсами — именно эти импульсы отслеживаются электрокардиограммой. Если ток извне проходит через сердце, он может маскировать эти импульсы и нарушать сердечный ритм. Это нерегулярное сердцебиение называется аритмией и может даже проявляться полной дезорганизацией ритма, известной как фибрилляция желудочков.

Когда возникает фибрилляция желудочков, сердце перестает качать и кровь перестает циркулировать. Жертва быстро теряет сознание и умирает, если с помощью устройства, называемого дефибриллятором, не восстановить здоровое сердцебиение.

Аритмия может возникнуть во время удара током или через несколько часов после поражения электрическим током.

Шок может вызвать ожоги тканей и органов

Когда через тело проходит ток выше 100 мА, он оставляет следы в точках контакта с кожей. Токи выше 10 000 мА (10 А) вызывают серьезные ожоги, которые могут потребовать ампутации пораженной конечности.

Некоторые ожоги легко распознать, потому что они выглядят как ожоги, которые можно получить от контакта с теплом.

Другие могут показаться безобидными, но это не так: крошечные обугленные кратеры указывают на наличие гораздо более серьезных внутренних ожогов.

Электрические ожоги часто поражают внутренние органы. Они вызваны теплом, выделяющимся из-за сопротивления тела току, проходящему через него. Внутренние повреждения могут быть гораздо более серьезными, чем предполагают внешние повреждения.

Внутренние ожоги часто имеют серьезные последствия: рубцевание, ампутацию, потерю функции, потерю чувствительности и даже смерть. Например, если разрушено большое количество тканей, большое количество образующихся отходов может вызвать серьезные нарушения кровообращения или почек.

Шок может повлиять на нервную систему

Нервы представляют собой ткань, которая оказывает очень небольшое сопротивление прохождению электрического тока. Когда нервы поражены электрическим током, последствия включают боль, покалывание, онемение, слабость или трудности с движением конечности. Эти эффекты могут исчезнуть со временем или быть постоянными.

Электрическая травма также может повлиять на центральную нервную систему. Когда происходит шок, пострадавший может быть ошеломлен или может испытывать амнезию, судороги или остановку дыхания.

Длительное повреждение нервов и головного мозга будет зависеть от степени повреждений и может развиться в течение нескольких месяцев после шока. Этот тип повреждения также может вызвать психические расстройства.

Шок может иметь и другие неожиданные последствия

Другие расстройства могут появиться через несколько недель или месяцев после шока, в зависимости от того, через какие органы прошел ток.