Решение. 1 Найдем общее сопротивление человека при протекании тока по контуру рука-нога

1 Найдем общее сопротивление человека при протекании тока по контуру рука-нога. Схема замещения сопротивления тела человека для случая протекания тока по контуру рука – нога показана на рисунке 3.

 

а) б)

Rp – сопротивление кожи на руке в месте контакта; Rk – сопротивление кожи поверхности тела; Rвн – сопротивление внутренних тканей организма; Rоб – сопротивление обуви; Rп – сопротивление пола на площади, равной поверхности ступней ног. Рисунок 3 – Схемы прикосновения (а) и замещения сопротивления человека (б)

 

Величины этих сопротивлений изменяются в широких пределах. Например, R_k, R_p сильно зависят от влажности: R_p составляет 200 – 300 Ом, если кожа влажная (при решении задач R_p принимать = 300 Ом), и десятки тысяч Ом при сухом состоянии кожи.

Сопротивление внутренних тканей организма составляет 500 - 1000 Ом.

Сопротивление параллельной цепочки R_k, R_вн равно:

(19)

.

Сопротивление пола зависит от его материала, влажности, наличия загрязнений. Так, сопротивление бетонного пола R_п на площади, равной поверхности ступней ног, составляет: сухого – 2 Мом, сырого – 200 Ом, покрытого водой со щелочью – 10 Ом.

 

Сопротивление обуви зависит от ее вида (резиновая, кожаная, кожимитовая), влажности и приложенного напряжения. Ориентировочно можно считать, что сопротивление сухой обуви R_об лежит в пределах от 100 до 500 Ом, сырой—от 0,5 до 1,5 Ом.

При указанных величинах сопротивлений наименьшая величина общего сопротивления человека составит:

Рука-нога-пол: .

(20)

(19)

Рука-рука: .

Однако в реальных условиях сопротивление может быть и меньшей величины. Правда, при благоприятном стечении обстоятельств сопротивление человека может достигнуть величины 40000—100000 Ом.

1 При случайном касании оголенного фазного зажима человек попадает под фазное напряжение U_ф, и сила тока I_ч, проходящего через него, равна:

,

где U_ф - фазное напряжение, U_ф = 220 В, R_ч – сопротивление тела человека в цепи: рука – нога - пол, R_ч =1000 Ом.

Ток такой величины безопасен, если время его протекания через человека не более 0,2 с (такую быстроту отключения может обеспечить автоматическая защита). При длительном воздействии такой ток смертелен. Самостоятельное освобождение от воздействия такого тока исключено.

2 При замыкании двух зажимов человек попадает под линейное напряжение U_л, и сила тока I_ч, проходящего через человека, составит:

(22)

(21)

где U_ф - фазное напряжение, U_ф = 220 В, R_ч – сопротивление тела человека в цепи: рука – рука, R_ч = 975 Ом.

Ток такой величины представляет смертельную опасность.

3 При прикосновении к проводу с исправной изоляцией сила тока I_ч, проходящего через человека, составит:

где U_ф - фазное напряжение, U_ф = 220 В, R_ч – сопротивление тела человека в цепи: рука – нога - пол, R_ч =1000 Ом, R_из – сопротивление изоляции провода R_из = 500000 Ом.

 

По данным таблицы А.6 приложения А, переменный ток менее 0,0005 А человеком не ощущается.

4 При прикосновении к проводу с ухудшенной изоляцией:

(23)

.

Переменный ток такой величины представляет безусловную опасность (10 мА - неотпускающий ток) тем более, что с течением времени сопротивление человека уменьшается и опасность смертельного поражения возрастает [9].