در حال لود شدن آکادمی...
برق گرفتگی چیست؟ + دلایل برق گرفتگی

برق گرفتگی چیست؟ + دلایل برق گرفتگی

جریان الکتریسیته چیست؟

حرکت آزاد الکترون‌ها در مسیر اتم را جریان الکتریسیته می‌نامند. این حرکت به پتانسیل ابتدا و انتهای مسیر و مقاومت سیم بستگی دارد. الکتریسیته از نظر زیست‌محیطی انرژی پاکی است، به‌طوری‌که کشورهای پیشرفته در تلاش‌اند سایر انرژی‌های خود را به این انرژی تبدیل کنند.

در کنار مزایای برق، این انرژی خطراتی هم دارد؛ از جمله:

  1. خطر آتش‌سوزی ناشی از نقص در سیم‌ها و کابل‌های برق
  2. خطر برق گرفتگی در اثر تماس مستقیم با انسان

برای جلوگیری از آتش‌سوزی، اقداماتی مانند استفاده از فیوز، تجهیزات حفاظتی، رله‌های مغناطیسی، ترانس‌های مبدل و حفاظت از سیم‌ها و کابل‌ها توصیه می‌شود.

شوک الکتریکی (برق گرفتگی) چیست؟

شوک الکتریکی، یک تحریک ناگهانی و اتفاقی در سیستم عصبی بدن است که بر اثر عبور جریان الکتریکی به وجود می‌آید. این حالت زمانی رخ می‌دهد که بین دو نقطه از بدن اختلاف پتانسیل ایجاد شود و باعث شود جریان برق از یک نقطه وارد بدن و از نقطه‌ای دیگر خارج شود.

انواع برق گرفتگی

برق گرفتگی معمولاً به دو صورت اتفاق می‌افتد:

الف) برق گرفتگی مستقیم

وقتی سیستم الکتریکی کاملاً سالم است و انسان به‌طور سهوی یا بر اثر بی‌توجهی با هادی برق‌دار در یک یا دو نقطه تماس پیدا می‌کند. این نوع برق‌گرفتگی به‌ندرت رخ می‌دهد.

ب) برق گرفتگی غیرمستقیم

وقتی به هر دلیلی عایق‌بندی یک وسیله برق‌دار خراب شده باشد و انسان با قسمت‌های رسانای دستگاه یا ابزارآلات تماس پیدا کند، برق‌گرفتگی غیرمستقیم رخ می‌دهد.

عوامل برق گرفتگی

شدت برق گرفتگی به عوامل زیر بستگی دارد:

  1. ولتاژ 
  2. شدت جریان 
  3. مقاومت بدن انسان 
  4. نوع جریان 
  5. مسیر عبور جریان از بدن و سطح تماس 
  6. مدت زمان عبور جریان از بدن 
  7. فرکانس برق 
  8. عوامل روحی و روانی 
  9. شرایط جوی و محیطی

زمان برق گرفتگی

هر چه مدت زمان تماس با برق بیشتر باشد، میزان صدمه نیز بیشتر است.

هرچه زمان تماس با برق طولانی‌تر باشد، خطر شوک بیشتر است. برای مثال، عبور ۱۰۰ میلی‌آمپر جریان به مدت ۳ ثانیه، به اندازه عبور ۹۰۰ میلی‌آمپر در کمتر از یک ثانیه خطرناک و کشنده است.

علت برق گرفتگی

ضربان قلب انسان بستگی به سن، بین ۷۰ تا ۱۰۵ بار در دقیقه است. اما فرکانس برق شهری در هر ثانیه ۵۰ بار و در هر دقیقه ۳۰۰۰ بار می‌باشد. وقتی شخصی دچار برق گرفتگی می‌شود، بدن سعی می‌کند تعداد ضربان قلب را با فرکانس برق شهر یکی کند. 

قلب شروع به افزایش ضربان می‌کند، اما چون نمی‌تواند ۳۰۰۰ بار در دقیقه تپش داشته باشد، در همان لحظات نخستین با افزایش شدید ضربان، فشار خون را بالا می‌برد. این اتفاق باعث پارگی قلب و شریان‌ها شده و دریچه‌های قلب از کار می‌افتند که در نهایت منجر به مرگ می‌شود.

عوامل به وجود آمدن برق گرفتگی

مهم‌ترین عواملی که در به وجود آمدن برق گرفتگی نقش دارند عبارت‌اند از:

1. ولتاژ

به‌طور کلی مقدار اختلاف پتانسیلی که بدن یک فرد می‌تواند بدون هیچ عارضه‌ای تحمل کند، به نوع جریان و زمان بستگی دارد. به‌طور کلی حد تحمل افراد در برابر جریان متناوب کمتر از جریان مستقیم است. 

بر اساس استاندارد کشور انگلستان، حداکثر ولتاژ مجاز تماس در فرکانس ۵۰ هرتز برای جریان متناوب ۵۰ ولت و در استاندارد آلمان ۶۵ ولت است. هر دو استاندارد برای جریان مستقیم ولتاژ ۱۲۰ ولت را پیشنهاد کرده‌اند. لازم به ذکر است که برای جانوران، در برق متناوب ۲۵ ولت و در برق مستقیم ۶۰ ولت است.

2. شدت جریان

استانداردهای مختلف برای جریان متناوب و مستقیم و فرکانس‌های گوناگون، شدت جریان‌های متفاوتی را به‌عنوان حدود مجاز تعریف کرده‌اند. بر اساس استاندارد کمیسیون بین‌المللی برق (IEC)، حد بی‌خطر شدت جریان برای انسان ۱۰ میلی‌آمپر و حدی که باعث مرگ می‌شود ۲۵ میلی‌آمپر برای جریان متناوب است. 

حد کشنده برای جریان مستقیم ۵۰ میلی‌آمپر تعریف شده است. البته حساسیت اندام‌های مختلف با هم فرق دارد و شبکیه چشم، زبان و پوست بیشترین تأثیر را از شدت جریان می‌پذیرند.

3. مقاومت

از آن‌جا که بخش اعظم بدن انسان را آب و مایعات الکترولیت تشکیل داده است، بدن انسان به‌طور کلی یک جزء تقریباً رسانا محسوب می‌شود. اما به‌دلیل مقاومتی که دارد، بخشی از انرژی واردشده را به حرارت تبدیل می‌کند. 

هرچه مقاومت بدن انسان بیشتر باشد، بخش بیشتری از انرژی به صورت گرما هدر می‌رود. در نتیجه این گرما باعث تجزیه مایعات داخل بدن می‌شود.

عوامل موثر بر مقاومت بدن:

به‌طور کلی، عوامل زیر در مقدار مقاومت بدن انسان در برابر جریان الکتریکی موثرند:

  1. ضخامت پوست
  2. میزان رطوبت، درجه حرارت و مقدار نمک پوست
  3. فشار تماس پوست با قسمت برق‌دار
  4. شدت جریان برق
  5. مسیر عبور جریان
  6. مدت عبور جریان
  7. نوع جریان الکتریکی و بسامد آن

4. فرکانس

فرکانس جریان یکی از عوامل تعیین‌کننده در شدت برق گرفتگی است، زیرا توانایی تحریک اعصاب در فرکانس‌های مختلف فرق می‌کند. فرکانس‌های ۵۰ تا ۶۰ هرتز بیشترین تحریک را در اعصاب ایجاد می‌کنند.

خطرات برق گرفتگی

شدت آسیب ناشی از برق گرفتگی به دو عامل اصلی بستگی دارد: مقدار جریان الکتریکی و مدت‌زمان عبور آن از بدن.

  1. تأثیر جریان برق بر عضلات و تنفس 
  2. بیش از ۱۰ میلی‌آمپر: جریان در این سطح می‌تواند عضلات را فلج یا به اصطلاح «خشک» کند. در این حالت، فرد دیگر قادر به رها کردن سیم یا ابزار نخواهد بود. 
  3. ۳۰ میلی‌آمپر: عبور مداوم این جریان می‌تواند باعث فلج شدن دستگاه تنفسی شود. جالب است بدانید حتی در ولتاژهای پایین (حدود ۵۰ ولت) نیز خطر توقف تنفس وجود دارد.
  4. بیش از ۷۵ میلی‌آمپر: باعث «فیبریلاسیون بطنی» (ضربان قلب بسیار سریع و بی‌اثر) می‌شود. در این وضعیت اگر از دستگاه شوک (Defibrillator) استفاده نشود، فرد در عرض چند ثانیه جان خود را از دست می‌دهد. 
  5. ۴ آمپر: باعث فلج شدن کامل قلب می‌شود و پمپاژ خون متوقف می‌گردد. 
  6. بیش از ۵ آمپر: در این سطح از جریان، بافت‌های بدن دچار سوختگی می‌شوند.

شدت جریان ایمن

حداکثر جریان ایمن ۵۰ میلی‌آمپر و مقاومت ۱۰۰۰۰ تا ۵۰۰ اهم و به‌طور متوسط ۲۰۰۰ تا ۳۰۰ اهم در نظر گرفته شده است. عبور جریانی بیش‌تر از این مقدار باعث فیبریلاسیون بطنی می‌شود؛ یعنی انقباض سریع، تند و نامنظم تارهای عضلانی قلب.

این انرژی، اثرات زودرس و دیررس دارد که فرد برق‌گرفته را درگیر می‌کند. این اثرات شامل موارد زیر است:

اثرات زودرس:

پرت شدن فرد برق‌گرفته، انقباض عضلانی، لرزش و شوک است که بسته به شدت جریان، این علائم می‌توانند خفیف یا شدید باشند.

اثرات دیررس:

اختلالات قلبی و عروقی مانند آریتمی، کاهش یا افزایش ضربان قلب، کاهش یا افزایش فشار خون، لخته شدن خون، کاهش حافظه، تیرگی شعور، اختلالات حسی و عصبی، عفونت عنبیه، کاهش بینایی، عوارض کلیوی و در نهایت مرگ می‌باشد.

البته همه این عوارض به عبور جریان از بدن، شدت جریان عبوری، مسیر عبور جریان، بافت بدن، چاقی و لاغری و رطوبت بدن بستگی دارد.

مسیر عبور جریان

مسیر عبور جریان و سطحی از بدن که جریان از آن می‌گذرد، نقش بسیار مهمی در پیامدهای حادثه دارد. برای مثال، اگر مسیر جریان «دست به دست» باشد، شدت پیامدها بسیار وخیم‌تر خواهد بود. همچنین اگر برق گرفتگی از ناحیه سر رخ دهد، علت اصلی مرگ خفگی خواهد بود.

جریان نشتی و خطرات آن

جریان نشتی زمانی رخ می‌دهد که عایق بین سیم‌های برق‌دار یا بین سیم و زمین، به دلیل فرسودگی یا از بین رفتن، آسیب ببیند. این اتفاق باعث می‌شود جریان برق از مسیر اصلی خود خارج شود.

با توجه به خسارت‌های سنگین جانی و مالی، استفاده از تجهیزات حفاظتی زیر اهمیت زیادی دارد:

  1. رله‌های حفاظتی
  2. کلید نشتی جریان (RCCB)

نقش مقاومت پوست در جلوگیری از برق گرفتگی

میزان جریانی که وارد بدن می‌شود به مقاومت پوست بستگی دارد: 

  1. پوست خشک: مقاومت بالایی دارد (حدود ۱۰۰ کیلو اهم یا بیشتر).
  2. پوست خیس یا زخمی: مقاومت آن به شدت کاهش می‌یابد (تا حدود ۱ کیلو اهم).
  3. عوامل تشدیدکننده: رطوبت محیط، خیس بودن پوست، وجود ترک روی پوست، فشار زیاد در نقطه تماس و بزرگتر بودن سطح تماس، همگی باعث کاهش مقاومت و عبور جریان بیشتر و در نتیجه شوک شدیدتر می‌شوند.
  4. عوامل کاهش مقاومت: رطوبت محیط، وجود ترک در پوست، وارد کردن نیروی زیاد در نقطه تماس و یا بزرگ‌تر بودن سطح تماس، همگی مقاومت را کم و شوک را بزرگ‌تر می‌کنند. وقتی مقاومت کم باشد، جریان به راحتی وارد بدن شده و شوک زیادی ایجاد می‌کند.

فیبریلاسیون بطنی ناشی از برق

علت اصلی مرگ در برق گرفتگی، «فیبریلاسیون بطنی» است. شدت جریانی که باعث این حالت می‌شود به ۴ عامل بستگی دارد:

1. ساختار کالبدی بدن انسان. 

2. وضعیت سلامت و عملکرد قلب. 

3. مسیر عبور جریان در بدن. 

4. نوع جریان (متناوب یا مستقیم، فرکانس و نوسانات آن).

رابطه حساس زمان و ولتاژ

مقدار ولتاژی که بدن می‌تواند تحمل کند، با «زمان» رابطه مستقیم دارد؛ یعنی، هرچه زمان عبور جریان بیشتر باشد، ولتاژ کمتری برای آسیب رساندن کافی است (و برعکس). 

برای مثال، در زمان‌های بسیار کوتاه (کمتر از ۰.۱ ثانیه)، انقباض عضلانی در جریان‌های بیش از ۵۰۰ میلی‌آمپر رخ می‌دهد. اما اگر زمان طولانی شود، حتی با چند میلی‌آمپر هم همان آسیب به بدن وارد شده و خطر ایست قلبی وجود دارد.

عوامل مؤثر بر شدت برق گرفتگی

۱. شدت برق گرفتگی به چه عواملی بستگی دارد؟

  1. مقاومت پوست: مقاومت پوست در مردان حدود ۳ کیلو اهم است و در زنان کمتر از این مقدار می‌باشد. 
  2. رطوبت پوست: اگر پوست مرطوب باشد، مقاومت آن کاهش یافته و خطر برق‌گرفتگی بیشتر می‌شود. 
  3. مسیر عبور جریان: اگر جریان برق از بین دو دست یا بین یکی از دست‌ها و پای چپ عبور کند، به دلیل قرار گرفتن «قلب» در مسیر جریان، آسیب بسیار شدیدتر خواهد بود. 
  4. میزان ولتاژ: از نظر ایمنی، ولتاژهای کمتر از ۳۲ ولت بی‌خطر و ولتاژهای بالاتر از ۵۰ ولت خطرناک محسوب می‌شوند.

2. عوارض ناشی از برق گرفتگی

برق گرفتگی می‌تواند منجر به اختلالات زیر شود:

  1. اختلالات قلبی، عصبی و حسی.
  2. سوختگی (مهم‌ترین عارضه ثانویه): که شامل انواع مختلفی است از جمله: سوختگی تماسی، قوسی، تشعشعی، سوختگی ناشی از فلز تبخیر شده، سوختگی‌های عمیق و فساد بافت‌های بدن

راه‌های پیشگیری از برق گرفتگی

برای کاهش خطر باید در تمام مراحل طراحی، ساخت، نصب و استفاده از دستگاه‌های برقی، نکات زیر رعایت شود:

1. استفاده از ولتاژ پایین و ایمن. 

2. عایق‌بندی کامل یا محصور کردن بخش‌های برق‌دار. 

3. اتصال بدنه دستگاه‌ها به زمین (سیستم ارت) و استفاده از کلیدهای قطع اتومات

4. استفاده از عایق مضاعف (دوبل) و ایزوله کردن منبع تغذیه از زمین. 

5. محدود کردن انرژی الکتریکی و انتخاب تجهیزات متناسب با محیط کار. 

6. استفاده از دستگاه‌ها مطابق با دستورالعمل سازنده و اطمینان از کارکرد صحیح آن‌ها. 

7. خودداری از به‌کارگیری الکتریسیته در مکان‌هایی که استفاده از آن خطرناک است. 

8. یادگیری اصول کمک‌های اولیه و نحوه استفاده از جعبه کمک‌های اولیه.

در نقشه‌های برق مطابق با تصویر زیر، می‌توان برای جلوگیری از برق گرفتگی، از علائم برق گرفتگی نیز استفاده کرد.

استفاده از علائم برق گرفتگی در نقشه‌های برق

دو دلیل برق گرفتگی

برق‌گرفتگی به‌طور کلی ناشی از دو عامل اصلی است:

  1. نقص تجهیزات حفاظتی: فقدان یا فرسودگی تجهیزات و ابزارهای ایمنی و حفاظتی در شبکه یا دستگاه‌ها. 
  2. عوامل انسانی: شامل عدم آموزش کافی، به‌کارگیری روش‌های اجرایی ناصحیح، عدم تناسب توانمندی جسمانی فرد با ماهیت کار، بی‌دقتی، سهل‌انگاری و عدم آشنایی با مخاطرات.

ولتاژ گام (Step Voltage)

هنگام حرکت در محیط‌های با پتانسیل بالا، اختلاف پتانسیل بین دو پای فرد (که به موازات هم قرار می‌گیرند) می‌تواند باعث عبور جریان شود. در این حالت، اعضای بدن و فضای بین آن‌ها مانند خازن و دی‌الکتریک عمل می‌کنند. اگرچه ولتاژ گام به‌ندرت منجر به مرگ مستقیم می‌شود، اما عامل اصلی سوختگی‌های شدید در نواحی تحتانی بدن است.

مسیر عبور جریان از بدن

شدت جراحت و احتمال مرگ‌ومیر به‌شدت به مسیری که جریان الکتریکی در بدن طی می‌کند، وابسته است. هرچه درصدی از جریان که از «قلب» عبور می‌کند بیشتر باشد، خطر جانی افزایش می‌یابد. مهم‌ترین مسیرهای احتمالی عبور جریان عبارت‌اند از:

  1. از دست راست به دست چپ.
  2. از دست راست به پای راست یا چپ.
  3. از دست به هر دو پا.
  4. از دست راست به دست چپ و بالعکس. 
  5. از دست راست به پای چپ یا راست
  6. از دست چپ به پای راست یا چپ. 
  7. از پای راست یا چپ به دست راست یا چپ. 
  8. از یک دست به هر دو پا
  9. از یک پا به هر دو دست. 
  10. از پای راست به پای چپ و بالعکس.
مسیر عبور جریان الکتریکی از بدن انسان

جریان بحرانی و آستانه فیبریلاسیون بطنی

جریانی که قادر به ایجاد اختلال شدید در ضربان قلب (فیبریلاسیون بطنی) باشد، «جریان احتمالی خطر» نامیده می‌شود.

اگر مقاومت بدن شخصی که روی سطح عایق ایستاده حدود ۵ کیلو اهم باشد، در تماس با ولتاژ ۲۲۰ ولت، جریانی معادل ۴۴ میلی‌آمپر از بدن وی عبور می‌کند. این مقدار جریان برای ایجاد ایست تنفسی و حمله قلبی کاملاً کافی و خطرناک است.

حفاظت توسط کلیدهای جریان تفاضلی (RCD)

با توجه به خطرات نشتی جریان، استفاده از تجهیزاتی که جان انسان و سلامت دستگاه‌ها را تضمین کنند، الزامی است. استفاده از این کلیدها از سال ۱۹۷۵ میلادی آغاز شد. در ابتدا حساسیت آن‌ها در حد ۱ تا ۳ آمپر بود، اما امروزه با پیشرفت تکنولوژی، با حساسیت دقیق ۳۰ میلی‌آمپر تولید می‌شوند.

مقدار ۳۰ میلی‌آمپر، حداکثر جریان مجاز عبوری از بدن انسان است که معمولاً منجر به مرگ یا آسیب جبران‌ناپذیر نمی‌شود. وظیفه اصلی کلید نشتی جریان (RCD)، پایش مداوم جریان رفت و برگشت و قطع خودکار مدار در صورت تشخیص نشت جریان (اختلاف فاز و نول) است.

عملکرد کلید نشتی جریان

کلیدهای نشتی جریان که با نام RCD (مخفف Residual Current Device) شناخته می‌شوند، بر اساس توازن جریان عمل می‌کنند. اگر جمع جریان‌های خروجی از کلید با جمع جریان‌های ورودی برابر نباشد (یعنی بخشی از جریان از راهی به‌جز هادی‌های مدار، مثلاً از طریق بدن انسان یا زمین، به منبع بازگردد)، کلید واکنش نشان داده و مدار را قطع می‌کند.

برخلاف فیوزها، در مدارات مجهز به RCD می‌توان از سیستم‌های اتصال به زمین با مقاومت نسبتاً زیاد نیز استفاده کرد، زیرا حساسیت بالای این کلیدها (در حد میلی‌آمپر) ایمنی لازم را فراهم می‌کند.

حساسیت کلید به معنای حداکثر جریانی است که می‌تواند در مدت زمانی مشخص از بدن عبور کند بدون آنکه خطر مرگبار یا آسیب به تجهیزات ایجاد شود.

مراحل سه‌گانه عملکرد کلید نشتی جریان

فرآیند حفاظت در این کلیدها طی سه مرحله متوالی انجام می‌شود:

1. آشکارسازی: ردیابی نشتی جریان که توسط یک ترانس جریان حلقوی (CT) انجام می‌گیرد. تمامی سیم‌های فاز و نول از مرکز هسته این ترانس عبور می‌کنند. 

2. اندازه‌گیری و مقایسه: مقایسه نشتی جریان شناسایی شده با آستانه قطع (حساسیت کلید) توسط یک رله حساس داخلی. 

3. واحد قطع مدار (Tripping): چنانچه نشتی جریان از حد مجاز (مثلاً ۳۰ میلی‌آمپر) فراتر رود، این واحد فرمان قطع فیزیکی مدار را صادر می‌کند.

کلید نشتی جریان در واقع یک رله دیفرانسیل اتومات است که در صورت بروز خطا، ظرف کمتر از ۰.۲ ثانیه مدار را قطع می‌کند.

در حالت عادی، جمع جبری جریان‌های عبوری از هسته CT صفر است. هنگام برق‌گرفتگی، مسیر جریان از فاز به بدن شخص و سپس به زمین تغییر می‌یابد؛ این نشت جریان باعث ایجاد خروجی در ثانویه ترانس CT شده و کلید عمل می‌کند.

این کلیدها در دو نوع تک‌فاز و سه‌فاز تولید می‌شوند و باید به صورت سری در مسیر ورودی اصلی برق (فاز و نول) قرار گیرند تا تمامی جریان مصرفی از داخل آن‌ها عبور کند.

کلید RCD در مسیر ورودی مدار قرار می‌گیرد. برای نمونه، در منازل مسکونی این کلید پس از کنتور برق نصب می‌شود و سیم‌های فاز و نول ابتدا وارد آن شده و سپس به کلیدهای مینیاتوری می‌رسند.

وظایف اصلی کلید RCD عبارت‌اند از:

1. حفاظت از جان انسان در برابر برق‌گرفتگی 

2. جلوگیری از هدررفت انرژی و کاهش خطرات ناشی از نشتی جریان

مشخصه‌های مقاومت بدن انسان

امپدانس کل بدن انسان (ZT) از سه بخش تشکیل می‌شود:

  1. امپدانس پوست در قسمت ورودی جریان (Zp) 
  2. امپدانس پوست در قسمت خروجی جریان (Zp) 
  3. امپدانس داخلی بدن (Zi)

امپدانس‌های ورودی و خروجی پوست معمولاً مشابه یکدیگر هستند.

امپدانس پوست بدن انسان

مقاومت پوست بدن را می‌توان به صورت مجموعه‌ای از مقاومت‌ها و خازن‌های موازی در نظر گرفت. ساختار پوست شامل لایه‌ای نیمه‌هادی و المان‌های کوچک هادی است. یکی از ویژگی‌های مهم امپدانس پوست این است که با افزایش جریان عبوری از بدن، مقدار مقاومت آن کاهش می‌یابد.

به‌طور کلی، امپدانس پوست بدن به عوامل زیر بستگی دارد:

1. ولتاژ 

2. فرکانس 

3. زمان برقراری جریان 

4. سطح تماس 

5. فشار تماس 

6. درجه رطوبت پوست 

7. دما

برای ولتاژهای تا ۵۰ ولت، امپدانس پوست حتی در یک فرد معین نیز به عواملی مانند سطح تماس، دما و وضعیت تنفس بستگی زیادی دارد. اما برای ولتاژهای بالاتر، یعنی بین ۵۰ تا ۱۰۰ ولت، امپدانس پوست به مقدار قابل توجهی کاهش می‌یابد و در صورت آسیب‌دیدگی یا پاره شدن پوست، تقریباً به صفر می‌رسد. 

همچنین اثر فرکانس بر امپدانس پوست به این صورت است که با افزایش فرکانس، مقدار امپدانس کاهش می‌یابد.

امپدانس داخلی بدن انسان

مؤلفه امپدانس داخلی بدن انسان از مؤلفه خازنی آن بزرگ‌تر است و به همین دلیل می‌توان آن را تقریباً یک مقاومت در نظر گرفت. با این حال، برای کامل‌تر شدن موضوع، در شکل زیر مدار واقعی امپدانس داخلی بدن به صورت خط‌چین نشان داده شده است.

مقدار مقاومت داخلی بدن (Zi) به‌طور عمده به مسیر عبور جریان (مانند دست به دست، دست به پا و غیره) بستگی دارد و تا حد کمی نیز تحت تأثیر سطح تماس قرار می‌گیرد. اگر سطح تماس بسیار کوچک (در حد چند میلی‌متر مربع) باشد، مقاومت داخلی بدن مقدار به‌مراتب بیشتری خواهد داشت.

امپانس داخلی بدن انسان

تغییرات امپدانس کل بدن

از آنجا که امپدانس کل بدن مجموع مؤلفه‌های مقاومتی و خازنی است، رفتار آن در ولتاژهای مختلف تغییر می‌کند:

  1. در ولتاژهای پایین (تا ۵۰ ولت): به دلیل نوسانات شدید در امپدانس پوست، مقدار ZT نیز بسیار متغیر و ناپایدار است. 
  2. در ولتاژهای بالا: با افزایش ولتاژ تماس، وابستگی امپدانس کل به مقاومت پوست کاهش یافته و در صورت تخریب یا پارگی لایه‌ی پوست، مقدار امپدانس کل تقریباً برابر با امپدانس داخلی بدن (Zi) می‌گردد. 
  3. نوع جریان: از آنجا که امپدانس پوست به فرکانس وابسته است، مقاومت بدن در برابر جریان مستقیم (DC) به‌مراتب بیشتر از جریان متناوب (AC) است. با افزایش فرکانس، امپدانس کل بدن کاهش می‌یابد.

مقاومت اولیه بدن انسان

مفهوم مقاومت اولیه (Ri – مخفف Initial Resistance) در لحظه‌ی ابتدایی برقراری جریان اهمیت می‌یابد. در این لحظه، خازن‌های تشکیل‌دهنده پوست هنوز شارژ نشده‌اند، بنابراین امپدانس پوست (Zp) ناچیز بوده و مقدار امپدانس کل تقریباً با مقاومت اولیه برابر است.

در ادبیات فنی، حرف i در نماد Zi نشان‌دهنده کلمه Internal (داخلی) و در نماد Ri نشان‌دهنده کلمه Initial (اولیه) است. مقاومت اولیه نیز مانند امپدانس داخلی، در درجه اول به مسیر جریان و در درجه دوم به سطح تماس بستگی دارد.

بررسی تأثیر رطوبت بر مقاومت کل بدن

در شرایطی که سطح کنتاکت بزرگ (۵۰ تا ۱۰۰ میلی‌متر مربع) باشد، میزان رطوبت تأثیر شگرفی بر کاهش مقاومت دارد:

  1. تماس با آب معمولی: در ولتاژهای تا ۵۰ ولت، مقاومت بدن بین ۱۰ تا ۲۵ درصد نسبت به حالت خشک کاهش می‌یابد. 
  2. تماس با مایعات هادی: در صورت آغشته بودن محیط تماس به مایعات رسانا (مانند آب نمک یا محلول‌های شیمیایی)، مقاومت بدن ممکن است به نصف مقدار حالت خشک برسد که خطر برق‌گرفتگی را دوچندان می‌کند.
یادگیری تحلیل نقشه‌های برق صنعتی
شروع آموزش

آیا این مقاله برایتان مفید بود؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *