خطرات شوک الکتریکی:
عبور جریان الکتریکی از بدن انسان اثرات بسیار متنوعی دارد. برای مثال، می توان از جریان الکتریکی برای جلوگیری از کمردرد استفاده کرد.
امکان استفاده از جریان الکتریکی برای تحریک عملکرد عضلات اندام های فلج شده نیز در حال مطالعه است. احتمالاً در فیلم ها دیده اید که از شوک الکتریکی استفاده می شود تا یک قربانی حمله قلبی را از فیبریلاسیون بطنی خارج کنند.
با این حال، بیشترِ تلفات ناشی از شوک الکتریکی به دلیل عبور جریان از قلب است که منجر به انقباض بی نظم رشته های عضلانی می شود.
یک دستگاه ضربان ساز از شوک الکتریکی برای تحریک قلب به منظور ضربان درست بهره می برد. بعضی از شوک های کشنده باعث سوختگی نمی شوند، اما با اطمینان می توان زگیل را با جریان الکتریکی سوزاند (گرچه اکنون سرد کردن با استفاده از نیتروژن مایع روشی متداول است).
البته توضیحات زیادی در مورد این اثراتِ مختلف وجود دارد. عوامل اصلی مؤثر در شوک الکتریکی عبارتند از:
در جدول زیر اثرات شوک الکتریکی به عنوان تابعی از جریان برای یک شوک تصادفی معمولی آورده شده است. این اثرات برای شوکی است که از بدن عبور می کند، مدت زمان آن 1 ثانیه است و با فرکانس 60 هرتز ایجاد می شود.
به دلیل آنکه بخش اعظمی از بدن انسان را آب تشکیل می دهد، رسانای تقریباً خوبی است. با توجه به اینکه جریان های بزرگ از بخش هایی عبور می کنند که مقاومت پایینی دارند، جریان های الکتریکی ترجیحاً از مسیرهایی در بدن انسان عبور می کنند که حداقل مقاومت مستقیم را در گذر به زمین داشته باشند.
زمین یک چاه الکترون طبیعی است. پوشیدن کفش های عایق که در بسیاری از حرفه ها الزامی است، با ایجاد مقاومت زیاد در مسیر، از حرکت الکترون ها جلوگیری می کند. هر زمان که با ابزار های توان بالایی مانند مته یا در موقعیت های پرخطر کار می کنید، مطمئن شوید که مسیری برای عبور جریان (به ویژه از قلب) ایجاد نمی شود.
جریان های بسیار کم، بدون ضرر از بدن عبور می کنند. این چیزی است که به کرات و بدون اطلاع ما رخ می دهد. آستانه احساس جریان تنها 1 میلی آمپر است. جریان های کمتر از 5 میلی آمپر، با اینکه ناخوشایند هستند، اما ضرری ندارند.
بسیاری از قوانین ایمنی، جریان حداکثر 5 میلی آمپر را به عنوان شوک الکتریکی مجاز می دانند. در محدوده 10 تا 20 میلی آمپر و بزرگ تر از آن، جریان می تواند انقباضات عضلانی پایدار را که تکانه های عصبی منظم انجام می دهند، تحریک کند.
بعضی اوقات مردم می گویند که در اثر شوک الکتریکی به اتاق برخورد کرده اند، اما در واقع، اتفاقی که افتاده این است که عضلات خاصی منقبض شده اند و به شکلی که انتخاب خودشان نیست تحریک شده اند (شکل 4 (الف)). اثر «نمی توانم رها شوم» ترسناک تر و به طور بالقوه خطرناک تر است (شکل 4 (ب)).
شکل 4: جریان الکتریکی می تواند باعث انقباضات عضلانی با اثرات مختلف شود. (الف) قربانی توسط انقباضات غیر ارادی عضلانی که ساق و پاها را دراز می کند، به عقب رانده می شود. (ب) قربانی نمی تواند سیم را که تحریک کننده تمام عضلات دست است، رها کند.
ماهیچه هایی که انگشتان را جمع می کنند، قوی تر از آ ن هایی هستند که آن ها را باز می کنند، بنابراین دست به طور غیرمستقیم روی سیم بسته می شود و باعث شوکه شدن آن خواهد شد. این امر می تواند شوک را به طور نامحدود طولانی کند.
همچنین می تواند برای شخصی که قصد نجات قربانی را دارد خطرناک باشد، زیرا ممکن است دست نجات دهنده نزدیک مچ دست قربانی باشد. معمولاً بهترین راه برای کمک به قربانی این است که ابتدا با یک ضربه محکم از طریق یک عایق او را از سیم جدا کنید.
نرده های برقی مدرن، که در محوطه های نگهداری حیوانات مورد استفاده قرار می گیرند، به صورت پالس روشن و خاموش می شوند تا افرادی که آن ها را لمس می کنند، آزاد شوند.
جریان های بزرگ ممکن است قلب را تحت تأثیر قرار دهند. بدین صورت که الگوهای الکتریکی قلب ممکن است مختل شود، به طوری که در شرایطی به نام «فیبریلاسیون بطنی» به طور نامنظم و ناکارآمد بتپد. این وضعیت اغلب پس از شوک طولانی می شود و به دلیل کمبود گردش خون کشنده است.
آستانه فیبریلاسیون بطنی بین 100 تا 300 میلی آمپر است. در حدود 300 میلی آمپر و بالاتر، این شوک بسته به چگالی جریان ممکن است باعث سوختگی شود و هرچه چگالی بیشتر باشد، احتمال سوختگی بیشتر است.
جریان های بسیار زیاد باعث می شوند که قلب و دیافراگم در مدت زمان شوک منقبض شوند. در این صورت، قلب و تنفس متوقف خواهند شد. جالب است که هر دو اغلب به دنبال شوک به حالت عادی برمی گردند و الگوهای الکتریکی روی قلب کاملاً پاک می شوند، به گونه ای که قلب می تواند با ضربان عادی شروع کند.
این برخلاف اختلال دائمی ناشی از جریان های کوچک تر است که می توانند قلب را در فیبریداسیون بطنی قرار دهند. حالت دوم چیزی مثل نوشتن روی صفحه سیاه است، در حالی که اولی آن را کاملاً پاک می کند.
جریان عامل اصلی تعیین کننده شدت شوک است (با فرض اینکه شرایط دیگر مانند مسیر، طول مدت و فرکانس ثابت باشد).
هرچه ولتاژ بزرگ تر باشد، شوک خطرناک تر است، اما از آنجا کهI=V/R، شدت شوک به ترکیبی از ولتاژ و مقاومت بستگی دارد. به عنوان مثال، فردی با پوست خشک، تقریباً 200 کیلواهم مقاومت دارد. اگر او با 120 ولت AC تماس پیدا کند، جریان بدون ضررI=(120V)/(200kΩ)=0.6mA از بدنش عبور می کند.
همان شخص اگر بدنش خیس باشد، ممکن است مقاومت 10 کیلو اهم داشته و همین 120 ولت، جریان 12 میلی آمپر را تولید کند که بالاتر از آستانه «نمی توانم رها شوم» بوده و به طور بالقوه خطرناک است.
بیشترِ مقاومت بدن در پوست خشک آن است. هنگام مرطوب شدن، نمک به شکل یون در می آید و مقاومت را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. داخل بدن به دلیل داشتن محلول های یونی و مایعات موجود در آن، از مقاومت بسیار کمتری نسبت به پوست خشک برخوردار است.
اگر مقاومت پوستی با چیزی مانند تزریق داخل وریدی، کاتتر، یا پیس میکر از بین برود، فرد به میکروشوک حساس می شود. در این شرایط، جریان ها در حدود1/1000 موارد ذکر شده در جدول فوق اثرات مشابهی ایجاد می کنند.
در حین جراحی قلب باز، از جریان هایی به اندازه 20 میکروآمپر می توان استفاده کرد. الزامات شدید ایمنی برقی در بیمارستان ها، به ویژه در عمل جراحی و مراقبت های ویژه، مربوط به بیمار حساس به میکروشوک بوده که به طور مضاعف از بین رفته است.
شکاف در پوست باعث کاهش مقاومت شده است و بنابراین ولتاژ مشابه باعث ایجاد جریان بیشتر می شود و اثر بیشتری دارد.
شکل 5: نمودار مقادیر میانگین برای آستانه احساس و جریان «نمی توانم رها شوم» به عنوان تابعی از فرکانس. هرچه مقدار کمتر باشد، بدن در آن فرکانس حساس تر است.
عواملی غیر از جریان که بر شدت شوک تأثیر می گذارند، مسیر، مدت زمان و فرکانس AC آن هستند. مسیر عواقب آشکاری دارد.
به عنوان مثال، در اثر شوک الکتریکی بر مغز، قلب متأثر نخواهد شد، مانند مواردی که ممکن است برای درمان افسردگی مانیک (شیدایی) استفاده شود. و این یک حقیقت است که هرچه مدت زمان شوک طولانی تر باشد، اثرات آن بیشتر می شود. شکل 5 نموداری را نشان می دهد که در آن، تأثیر فرکانس بر شوک مشخص شده است.
منحنی ها حداقل جریان را برای دو اثر مختلف، به عنوان تابعی از فرکانس نشان می دهند. هرچه میزان جریان مورد نیاز کمتر باشد، بدن در آن فرکانس حساس تر است. از قضا، بدن در فرکانس های نزدیک به 50 یا 60 هرتز حساس است.
بدن نسبت به برق DC کمی حساس تر بوده و این برخلاف ادعاهای ادیسون است که معتقد بود AC خطرات بیشتری دارد.
در فرکانس های بالاتر، بدن به تدریج نسبت به هرگونه تأثیر روی اعصاب حساس تر می شود. این اثر به حداکثر میزانی مربوط است که اعصاب می تواند آتش گرفته یا تحریک شود! در فرکانس های بسیار زیاد، جریان الکتریکی فقط بر روی سطح بدن حرکت می کند.
بنابراین زگیل را می توان با جریان فرکانس بسیار بالا سوزاند، بدون اینکه باعث شود قلب متوقف شود.
(این کار را در خانه با ولتاژ 50 هرتز انجام ندهید، چون زندگی خود را از دست خواهید داد!) برخی از نمایش های جالب الکتریسیته، که در آن، قوس های ولتاژ بالا از طریق هوا و بر روی بدن افراد عبور می کنند، از فرکانس های بالا و جریان کم بهره می برند (شکل 6 را ببینید).
شکل 6: آیا این قوس الکتریکی خطرناک است؟ پاسخ به فرکانس AC و توان درگیر بستگی دارد.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
