Какой ток опаснее постоянный или переменный

Трудно даже представить жизнь современного человека без электричества. Но, пользуясь эти достижением прогресса человечества, никогда не стоит забывать о том, что электрический ток — не только верный друг и помощник. При безалаберном отношении к соблюдению элементарных требований безопасности, при нарушении установленных правил монтажа и эксплуатации приборов, он способен превратиться в страшного врага. И ему ничего не стоит в доли секунды лишить человека здоровья или даже жизни.

К сожалению, немало людей даже не читают те разделы инструкций к приобретённым электроприборам, которые посвящены проблемам безопасности. По всей видимости, они не осознают в полной мере, какие последствия могут случиться из-за пренебрежения этими рекомендациями. Поэтому эта публикация будет отличаться от остальных – в ней, вместо практических вопросов, попробуем разъяснить читателю, что электричество легкомысленности не прощает. Разберем, какие угрозы таит вообще любой электрический ток. Постараемся ответить на часто задаваемый вопрос – какой ток опаснее постоянный или переменный.

Опасность электрического тока для человека

В статьях нашего портала, посвященных электрохозяйству – системам проводки доме или квартире, осветительным приборам, бытовой технике и электроинструментам всегда отводится должное внимание обеспечению безопасности. Это касается и монтажных работ, и эксплуатации. Специальные публикации подробно рассказывают о системах защиты – заземлении в частном доме, автоматических выключателях, дифференциальных автоматах и УЗО. Особое внимание уделено правильности организации домашней или квартирной электрической сети.

Монтаж электропроводки в доме не терпит упрощений и безалаберности!

Здесь должно действовать жёсткое правило: нет уверенности в своих возможностях – не принимайся за работу, зови специалиста. А если уж взялся делать сам, то строго соблюдай все до мелочей требования монтажа электрической проводки в доме – об этом рассказывает специальная статья портала. Свои особенности всегда имеет и прокладка электропроводки в деревянном доме.

Не следует относиться к рекомендациям по безопасности, как каким-то навязчивым нравоучениям. Электричество не прощает ошибок и небрежности. Его основная опасность в том, что угроза здоровью и жизни человека вообще может себя никак не проявлять.

Органы чувств предупреждают нас о многих видах опасностей. Можно увидеть приближающуюся угрозу, услышать ее, почувствовать запах газа или горения, ощутить кожей повышение температуры и т.п. Электричество же не имеет ни цвета, ни запаха, разит молниеносно, часто не давая ни доли секунды на ответную реакцию. Причем, даже те объекты (домашняя бытовая техника, приборы, сантехническое оборудование, инструменты, предметы обстановки т.п.) которые, казалось бы, никогда не представляли никакой угрозы, могут внезапно стать потенциально опасными.

Еще одна важнейшая опасность электричества – при его воздействии поражаются не только участки непосредственного контакта, но и системы и органы, находящиеся на пути прохождения тока через тело человека. Но и это не всё. Воздействие электричеством вызывает рефлекторные реакции, судорожные сокращения мышечных тканей, приводит к глубоким поражениям нервной системы и другим необратимым последствиям.

Для начала рассмотрим, в каких условиях человек может быть поражен электрическим током.

Как человек может стать «звеном» электрической цепи?

Возможные случаи поражения током

Для того чтобы человек получил поражение током, он должен стать одним из звеньев электрической цепи, то есть через его тело должен пройти ток. Предпосылок к этому – немало.

Самые распространенные случаи – касание предметов, находящихся под напряжением. Это могут быть оголенная проводка, неисправные, с разбитым или отсутствующим корпусом розетки, выключатели или иные приборы. Напряжение может присутствовать на металлическом корпусе прибора или инструмента, если нарушилась внутренняя изоляция, а объект не имеет заземления. В этом случае цепь может замкнуться через пол, но особую опасность представляют одновременные качания заземленных предметов, например, труб или радиаторов отопления, водопровода, сантехнических приборов.

Она из коварных особенностей электричества – это способность поражать даже без непосредственного контакта с токопроводящими предметами. При определенных условиях достаточно будет недопустимо близкого сближения с проводами, шинами, мощными установками, чтобы возникла электрическая дуга. Вероятность ее образования особенно возрастает при повышенной влажности.

Еще одну серьезную опасность представляют обрывы линий электропередач от 0,38 кВт и выше, лежащие на земле. В радиусе до 10 метров от точки касания провода с грунтом создается опасная зона. По сути, земля становится проводником электрического тока, но в связи с ее высоким сопротивлением, потенциал уменьшается от центра к периферии. В чем же опасность? Дело в том, что у перемещающегося по этой зоне человека под разными ногами может оказаться и весьма значительная разность потенциалов. А это уже – напряжение, то есть необходимое условие для протекания электрического тока. И чем шире шаг, тем напряжение (а отсюда – и сила тока) может быть больше. Это явление называется шаговым напряжением, которое может оказаться чрезвычайно опасным.

Безусловно, всегда стоит избегать приближения к замеченным лежащим на земле проводам. Но если уж угораздило попасть в такую зону, то следует знать, как максимально безопасно из нее выбираться. Ни в коем случае нельзя пытаться ускорить выход за счет широких шагов – так опасность поражения многократно возрастает. Выходить необходимо «гусиными шагами», перемещая ногу вперед без отрыва от земли и ставя ее пятку к носку другой. И так далее – до полного выхода из зоны, хотя бы на 10 метров от центра.

Пути прохождения электрического тока через тело человека

Степень опасности, глубины и необратимости поражения во многом зависит от пути, которым пойдет ток через человеческое тело. Особо тяжкие последствия могут наступить, если в эту «петлю» попадают наиболее уязвимые и жизненно важные органы – сердце, центральная нервная система, спинной мозг, легкие. Но это вовсе не означает, что если ток пошел по иному пути, то последствий может не быть. Выше уже упоминалось, что воздействие электричества приводит к непредсказуемым рефлекторным реакциям организма. И вероятность смертельного поражения хоть и становится ниже, но не исчезает полностью.

Путей прохождение тока через организм человека может быть очень много. Из их числа называют наиболее вероятными пятнадцать. Но и из этого количества можно выделить несколько случаев, которые на практике встречаются особенно часто.


Иллюстрация	Путь прохождения тока и его особенности
	Рука — рука. Статистика показывает, что до 40% всех поражений проходит именно по этой петле. Путь опасен тем, что проходит через верхнюю область грудной клетки, и до 3,3% тока может идти через сердце. Если рассматривать привычное бытовое напряжение в 220 вольт, то доля терявших сознание при таком поражении доходит до 83%.
	Правая рука — ноги. Петля через ноги всегда опасная, так как проходит через жизненно важные органы, в том числе через сердце, легкие и периферическую нервную систему спинного мозга. Это – явные последствия работы на токопроводящем полу в обуви с недиэлектрическими подошвами. Статистическая частота – до 20% от общего количества случаев. Доля тока, проходящего через сердце – до 6,7%. Потеря сознания – у 87% пораженных.
	Левая рука — ноги. Аналогично предыдущему варианту, но статистическая частота случаев несколько меньше (17%), наверное, просто из-за того, что преобладают люди-правши. Доля тока, проходящего через сердечную мышцу – до 3,7%. Порядка 80% случаев сопровождалось потерей сознания.
	Нога — нога. Типичный пример поражения в зоне шагового напряжения, о чем говорилось выше. На такой тип поражения приходится до 6% всех зарегистрированных случаев. Казалось бы, жизненно важные органы не затрагиваются – через сердце при такой петле может пройти не более 0,4% тока. Однако, до 15% случаев поражений заканчиваются потере сознания. Опасность кроется в рефлекторном сокращении мышц – у человека в зоне поражения могут буквально просто подкоситься ноги.
	Голова — ноги. Нечастый (порядка 5% от общего количества поражений), но чрезвычайно опасный путь прохождения тока через тело. В зоне поражения оказывается головной мозг, позвоночник, все органы грудной клетки и брюшной полости. Доля тока, приходящееся на сердце – 6,8%. До 88% случаев оканчиваются потерей сознания и срочной необходимостью реанимационных действий. Важный аргумент в пользу того, что электромонтажные работы под напряжением следует проводить с закрытой головой.
	Голова — руки. Эта петля даже опаснее предыдущей. На долю сердечной мышцы выпадает до 7% проходящего через тело тока. Потеря сознания фиксировалась в 92% случаях такого поражения. Статистически частота возникновения подобной петли – до 4% от общего количества.
	На оставшиеся возможные пути прохождения тока приходится порядка 8% случаев. Чаще всего они связаны со случайными прикосновения к предметам или приборам под напряжением незакрытыми участками тела – плечом, бедром, локтем и т.п. Степень опасности определить сложно, так как она зависит от конкретного участка контакта. Но даже если она и ниже, чем в описанных выше петлях, то это не значит, что можно к такой вероятности поражения относиться с пренебрежением. В медицинской практике зарегистрированы случаи летальных исходов даже при прохождении тока от пальца к пальцу на одной руке.

Как видно, большинство из представленных случаев легко представляются возможными в бытовых условиях. Так что следует соблюдать осторожность самому, научить правилам безопасности всех своих домочадцев, в особенности – детей. И никогда не пренебрегать требованиями организации заземляющего контура, в особенности если речь идет о собственном загородном доме. Не следует жалеть денег на надёжные средства защиты от поражения электрическим током от стационарных бытовых приборов – устанавливать УЗО или дифференциальные автоматы.

В качестве интересного примера предлагаем посмотреть книгу, выпущенную еще в начале 30-х годов прошлого века в Германии. Зная техническую «неподкованность» тогдашних обывателей, авторы постарались максимально наглядно показать опасность электрического тока, продемонстрировать возможные случаи поражения в самых элементарных бытовых условиях. И несмотря на то что многие приборы, изображённые в этой книге, сейчас выглядят анахронизмом, большинство иллюстраций вовсе не потеряло своей актуальности и в наше время.

Впечатляет? Наверное, будет нелишним познакомить с этими картинками и своих домашних. Нередко информация, изложенная в подобном виде, воспринимается лучше, чем докучливые поучения.

Разновидности электрических травм

Электрический ток, проходя через тело человека, способен оказывать целый ряд негативных воздействий, угрожающих здоровью и жизни. К таковым относят термическое, электролитическое, биологическое и световое.

Просто из этических соображений не станем размещать в данной публикации фотографии последствий поражений электричеством – это жуткое зрелище. Любой желающий сможет без труда их найти в интернете.

Местные электротравмы обычно обусловлены термическим действием и чаще всего проявляются в виде ожогов различной степени. В большинстве случаев это не приводит к летальному исходу, но если ожог обширный, отнесен к III или IV степени, то велика вероятность и необратимых последствий.

Воздействие тока нередко оставляет на коже электрические знаки – в точках входа и выхода в виде пятен или омертвелых кожных отвердений по типу мозоли. Случается, что такие знаки сопровождаются и металлизацией кожи – при попадании на нее брызг расплавленного электрической дугой металла.

Электролитическое действие заключается в резко нарушении сбалансированного химико-биологического состава жизненно важных жидкостей. Это прежде всего касается крови, но может отразиться и на лимфе и спинномозговой жидкости. Последствия бывают очень печальные, причем проявляться во всей своей тяжести они могут даже спустя некоторое время после получения травмы, переходить в хроническую стадию.
Электрическая дуга, даже если не было прямого поражения током через кожу, способна своей ультрафиолетовой составляющей вызвать ожоги роговицы глаза, воспаление слизистых оболочек, поражения век, слезных желез. Это последствия электроофтальмии (так правильно называется подобное воздействие), хоть и не относятся к смертельно опасным, способны надолго испортить человеку жизнь, привести к стойким, длительным или даже безвозвратным ухудшениям зрения. Типичный пример – ожоги глаз при выполнении сварочных работ без средств защиты.
Самыми опасными для здоровья и жизни человека являются биологические воздействия электрического тока. Такие поражения чаще называть электрическими ударами. Они сопровождаются судорожными неконтролируемыми сокращениями мышечных тканей или, наоборот, параличом отдельных групп мышц.

Электрические удары подразделяют на четыре группы по степени тяжести их последствий:

— Первая группа – удар сопровождается ощутимыми судорожными мышечными сокращениями, но человек не сознание не теряет.

— Вторая группа – судорожные сокращения сопровождаются резкими болевыми ощущениями, но без потери сознания.

— Третья группа – потеря сознания, но без катастрофических нарушений функции сердца и органов дыхания.

— Четвертая группа – полная потеря сознания с явными нарушениями сердечной и (или) дыхательной деятельности.

— Пятая группа – электрические удары, вызывающие клиническую смерть, то есть полную остановку сердца или полный паралич мышц грудной клетки, делающий невозможным дыхание.

Особая опасность электрических ударов связана с возможным вызовом фибрилляции сердца. Под этим термином понимают непроизвольное хаотичное сокращение мышечных волокон миокарда с большой частотой. Это резко нарушает нормальный режим работы сердца, приводит к утрате им своих перекачивающих возможностей, откуда недалеко до полной остановки (сердце перестает питать кровью себя) или до глубоких нарушений работы всего организма, в том числе – центральной нервной системы.

Электрические удары часто сопровождаются и сильными механическими повреждениями. Судорожные сокращения мышц могут закончиться разрывом тканей и кровеносных сосудов, вывихами суставов и даже переломами костей. Естественно, все это часто приводит к болевым шокам, еще больше усугубляющим состояние пораженного током человека.

От чего зависит тяжесть последствий поражения электрическим током

Степень поражения человека электрическим током зависит от множества факторов. Один уже был упомянут выше – это путь протекания тока через тело. К остальным можно отнести следующее:

силу тока и величину напряжения;
сопротивление человеческого тела;
тип тока и его частоту;
продолжительность воздействия;
индивидуальные особенности пораженного.

Сила тока и напряжение

Если быть точнее, то решающим фактором является все же сила тока. Напряжение играет больше опосредованную роль, влияющую именно на силу тока в конкретных условиях. Так, в медицинской практике немало примеров смертельных исходов при, казалось бы, «смешном» напряжении в 12 вольт, и случаев благополучного возвращения к жизни человека, перенесшего воздействие в несколько киловольт.

А вот сила тока действительно напрямую влияет и на восприятие человеком, и на степень поражения. По этим параметрам его разделяют на ощутимый ток, неотпускающий (притягивающий) и фибриляционный.

Граница с которой начинаются неприятные ощущения от воздействия тока, но пока не приводящие к травмам — 0,8÷1,2 мА (обратите внимание – именно миллиампер). Для постоянного тока этот порог существенно выше — 5÷ 7 мА.
Неотпускающий (притягивающий) пороговый ток, когда человеку становится трудно, а то и вовсе невозможно самостоятельно освободиться от проводника (токоведущих деталей), вызывающего поражение — 10÷15 мА. Для постоянного тока этот порог составляет 50÷80 мА.
Фибриляционный порог – это значение силы тока, которое способно спровоцировать фибрилляцию сердца и его последующую остановку. Таким образом, его можно рассматривать уже как смертельно опасный для человека. Для переменного тока (при обычной частоте в 50 Гц) этот порог обозначен в 100 мА, для постоянного – 300 мА.

Отчасти этим подразделом мы уже начали отвечать на вопрос: какой ток опаснее — постоянный или переменный.

Длительность поражающего воздействия

Вполне понятно, что чем дольше человек находится под воздействием электрического тока, тем обширнее и глубже полученные поражения. Есть и еще один очень важный фактор, напрямую влияющий на тяжесть электрического удара.

Дело в том, что если рассматривать цикл сердечных сокращений, то в фазе относительного покоя сердца, на переходе от систолы к диастоле, есть небольшой период (на схеме он обозначен буквой Т) продолжительностью около 0,2 секунды. Если поражение током произойдет именно в этот период, то вероятность возникновения эффекта фибрилляции стремится к 100%. За пределами этого временного отрезка риск резко падает практически впятеро.

Именно поэтому столь важное значение имеют исправность защитных систем отключения (УЗО или дифференциальных автоматов) и скорость из срабатывания. Современные приборы такого типа при опасных токах утечки (обычно для жилых комнат это 30 мА, для влажных помещений и детских – 10 мА) могут срабатывать буквально в течение 0,2 секунды, и чем больше ток утечки, тем выше и скорость. То есть вероятность получить электрический удар, приводящий к остановке сердца или тяжелым травмам, сводится к минимуму.

Сопротивление человеческого тела

Элементарные законы физики дают четкое представление – чем выше сопротивление электрической цепи, тем меньше сила тока при равных значениях напряжения на входе и выходе. Это в полной мере относится и к человеческому телу.

Его суммарное сопротивление – достаточно велико, и может доходить до 10 ÷ 100 кОм. Но это если речь идет о практически идеальных условиях. В реальности может быть все совсем не так.

Дело в том, что сопротивление тела зависит далеко не только от физических свойств – здесь вступают в силу многочисленные биохимические факторы. Например, сухие, здоровые, неповрежденные кожные покровы при огрубелом роговом слое близки к своим токопроводящим способностям к диэлектрику – настолько высоко их сопротивление. Но стоит току найти лазейку (участок воспалённой или поврежденной кожи), как картина становится кардинально иной – при отсутствии кожных покровов в месте контакта с проводником сопротивление тела резко падает до 500÷600 Ом. То есть во многом общее сопротивление тела напрямую зависит от диэлектрических характеристик эпидермиса.

Но и сопротивление кожи – тоже не постоянная величина. В условиях повышенной температуры (при обильном потоотделении и открытых порах) или высокой влажности (тем более – при полном погружении в воду) оно падает буквально на порядок.

Одна из причин категорического запрета на электротехнические работы для лиц в состоянии опьянения – это не только из-за возможных недостаточных координации движений и адекватности мышления. У выпившего человека резко снижается сопротивление тела, и риск получить смертельную травму многократно возрастает.

Из-за степени огрубелости кожи обычно сопротивление тела у женщин меньше, чем у мужчин. Соответственно, у детей оно ниже, чем у взрослых. То есть дети и представители слабого пола при получении электротравм рискуют больше.

На теле у каждого человека есть участки, наиболее уязвимые для поражения током, как обладающие минимальным сопротивлением кожи. К таковым можно отнести височную область, боковые поверхности шеи, участок между большим и указательным пальцем, спину, плечи, запястья, передние поверхности ног и другие точки.

Тип тока и его частота

Вот, наконец, вплотную мы добрались до вопроса, вынесенного в заголовок статьи – какой же ток опаснее. Однозначного ответа нет – здесь тоже прослеживается зависимость от нескольких факторов. Но если рассматривать в диапазоне напряжений, с которыми приходится сталкиваться в бытовых условиях, то вероятность получить серьёзное поражение постоянным током все же значительно меньше.

По-разному ощущается и воздействие тока. При постоянном токе человек чувствует разовый «толчок» а после этого ощущения притупляются. Переменный же воспринимается как постоянно чередующаяся серия толчков, и это сопровождается весьма болезненными ощущениями. Но, повторимся, речь здесь идет о напряжениях, которые неспособны на пробой кожных покровов.

Кстати, доказано, что опасность переменного тока несколько снижается с ростом его частоты. Правда, имеются в виду значения в несколько килогерц. А так, в диапазоне, скажем, от привычных 50 до 500 герц говорить об уменьшении опасности – совершенно незачем.

В таблице ниже приведены некоторые сравнения воздействия на организм человека равных по силе постоянного и переменного тока.


Сила тока, мА	Переменное напряжение, частота 50÷60 Гц	Постоянное напряжение
2 ÷ 3	Сильный тремор кистей рук (дрожание пальцев) с легкими болезненными ощущениями	Действие не ощущается
5 ÷ 7	Судорожные сокращения рук, сопровождающиеся значительными болевыми ощущениями	Еле воспринимаемый зуд, легкое ощущение нагрева кожи
8 ÷ 10	Эффект притягивания к источнику тока, но еще с возможностью самостоятельно оторвать руки от него. Сильные болезненные ощущения в кистях и пальцах.	Усиление ощущения нагрева, без болезненных проявлений и мышечных сокращений.
20 ÷ 25	Полная парализация, сведение кистей рук, абсолютная невозмодн6орсть самостоятельно оторваться от источника поражения. Затруднение дыхания.	Усиление ощущения нагрева, возможны незначительные судорожные сокращения мышц на руках.
50 ÷ 80	Возможен паралич дыхательного центра, начало проявления фибрилляции желудочков сердца.	Сильный нагрев кожи, судорожные сокращения мышц на руках, ощущение затруднённости дыхания
100	Почти гарантированный паралич дыхательного центра. При воздействии продолжительностью 3 секунд и более – фибрилляция сердца и его остановка.	Нет объективных данных
300 и выше	При действии более 0,1 секунды – остановка сердца, термическое разрушение тканей.

Какой вывод?

Действительно, при напряжениях в пределах до 220 вольт можно говорить, что переменный ток — намного опаснее постоянного. Но это не должно никого успокаивать – воздействие всегда имеет сугубо индивидуальный характер, о чем мы уже выше говорили. Так что в равных условиях и болезненность порогового восприятия, и степень поражения для разных людей могут значительно отличаться.

В диапазоне от 220 до 500 вольт можно говорить, что по степени опасности переменный и постоянный токи примерно выравниваются. А вот при более высоких значениях напряжения картина меняется даже на противоположную – значительно большую опасность начинает представлять постоянный ток. Это обуславливается его выраженным электролитическим действием – в считаные секунды он способен кардинально нарушить биохимический состав крови и других жизненно важных жидкостей.

* * * * * * *

Надеемся, полученная информация подвигнет читателя к правильным выводам – он не только сам станет безоговорочно соблюдать все требования безопасности и рекомендации, изложенные в инструкциях к электроприборам, но и научит, если надо – заставит следовать им всех своих домочадцев. И уж, конечно, не пожалеет денег на приобретение эффективных средств защиты.

Остается добавить, что воздействие электрического тока на организм во многом зависит от индивидуальных особенностей человека, в том числе – и в текущий момент. Так, гораздо больше риск получить серьёзную травму у человека больного, утомленного, возбужденного, испугавшегося, с учащенным сердцебиением, испытывающего голод или жажду, употребившего спиртное или некоторые типы лекарств. И, наоборот, вероятность поражения снижается, если человек настороже, но не теряет спокойствия и способен предпринять адекватные шаги в экстремальной ситуации. Все это необходимо в обязательном порядке учитывать, если планируется проведение электротехнических работ.

В завершение публикации – видеосюжет, который, наверное, будет одинаково полезным и взрослым, и детям.