Электрический ток приносит пользу человеку

Электричество или электрический ток — это направленно движущийся поток заряженных частиц. Также электричеством называют энергию, полученную в результате этого движения, и освещение, полученное при использовании этой энергии.

Одно из самых значительных достижений цивилизации — производство и использование электроэнергии. Научно-технологический прорыв, состоявшийся в середине 19 века, был невозможен без широкого использования электричества. Без него немыслимо существование современного мира. Оно применяется во всех областях техники и науки.

Использование электроэнергии имеет положительные и отрицательные стороны, как любое явление научно-технического прогресса.

Плюсы электричества

• Электроэнергия накапливается и сохраняется. Это позволяет обеспечивать бесперебойное электроснабжение населенных пунктов.
• Преобразуется в другие виды энергии. Механическую, тепловую, световую энергию можно получить из электрической.
• Передается на большие расстояния. Линии электропередач позволяют передавать энергию в места, далеко отстоящие от места ее производства.
• Широко применяется в различных областях деятельности, от простой лампочки в подъезде до космического корабля.
• Электродвигатели экологичны. При их работе не разрушается озоновый слой Земли. Нет вредных выбросов в атмосферу, отходов, загрязняющих окружающую среду.
• Приборы и механизмы, работающие на электричестве, легки в эксплуатации.
• Электричество дешевле других видов энергии.
• Возможно генерирование из возобновляемых источников, это вода, ветер, морские приливы.

Появляются новые способы производства электроэнергии. Солнечная, ветровая, энергия приливов — это возобновляемые, безграничные ресурсы.

Электроэнергию получают при утилизации и переработке мусора, что позволяет решить две глобальные проблемы сразу.

Существуют необычные проекты. Добыча электричества путем перерабатывания ореховой скорлупы планируется в Новой Зеландии. Американские ученые рассматривают возможность использования живых термитов. При поедании бумаги каждое насекомое выделяет небольшое количество энергии, которая легко преобразуется в электрическую. Поиск источников энергии продолжается.

Благодаря электричеству улучшается качество жизни. Она становится более комфортной, удобной. Еще 100 лет назад люди не могли себе представить реальности, которая нас окружает. Тяжелый физический труд постепенно уходит в прошлое.

Но есть отрицательные моменты, неизбежные при использовании электричества. Они достаточно многочисленны. О них надо знать.

Минусы

• Емкость источников питания недостаточная. Невозможно накопить энергию в промышленных объемах и сохранять ее длительное время. Если взять все аккумуляторы, которые есть на Земле, то для удовлетворения мировой потребности в электроэнергии их хватит только на 10 минут.
• Строительство и эксплуатация электростанций различного типа нарушают экологическое равновесие.
• Электромагнитные поля вокруг высоковольтных ЛЭП, теле-радио ретрансляторов, сотовых передающих антенн негативно воздействуют на человека, на окружающую среду.
• Опасность бытового травматизма возрастает.
• Из-за неисправной электропроводки происходят несчастные случаи, пожары, короткие замыкания.
• Доказано негативное влияние электромагнитного излучения от бытовых приборов на живые организмы.
• Вызывает тревогу уменьшение двигательной активности жителей городов, вызванное эксплуатацией машин, механизмов и приборов, работающих на электрической энергии. Это грозит серьезными заболеваниями для целых поколений землян.
• Электричество используют для умерщвления людей (казнь на электрическом стуле) и животных (скотобойни).

Загрязнение окружающей среды — наиболее негативное следствие производства электроэнергии. В котлах ТЭЦ сжигается органическое топливо. Это приводит к выбросу вредных веществ в воздух. Из-за свободного выделения неиспользуемой энергии возникает тепловое загрязнение. Кислотные дожди, накопление парниковых газов опасны для ближайших населенных пунктов.

ГЭС, гидроэлектростанции, самые безопасные. Они не загрязняют окружающую среду. Но при создании водохранилищ затапливаются огромные территории. Это сельхозугодья, леса, населенные пункты. Почва по берегам водохранилищ заболачивается. Рыба гибнет из-за нарушения привычного температурного режима.

Для радиоактивных отходов при работе АЭС требуются сложные процедуры переработки. Могильники захоронения отходов излучают радиацию. Это делает непригодными для использования территории вокруг них.

Строительство приливных станций разрушает береговую линию. Нарушается баланс пресной и соленой воды.

Но это тот вред и польза, которые получаются от производства и использования электричества в глобальном, всемирном масштабе. А как правильно пользоваться электроэнергией в повседневной жизни?

Повседневное использование электроэнергии

1. Экологическая ответственность — не пустой звук. Бережно относиться к использованию электроэнергии — обязанность каждого современного человека.Треть потребляемой в быту электроэнергии расходуется напрасно оттого, что неработающие приборы остаются включенными в розетку. Значительной экономии можно добиться, просто полностью обесточив бытовые приборы.
2. Электромагнитное излучение вредит здоровью. Не стоит находиться поблизости от работающих стиральных машин, холодильников и микроволновых печей. Излучение от мобильного телефона наиболее сильно в момент набора номера и соединения с абонентом. В это время трубку лучше держать от головы на расстоянии не менее 20 см.
3. Излучение опасно также возле линий электропередач. Не стоит задерживаться поблизости от них.
4. Большинство несчастных случаев, связанных с электричеством, происходит из-за неисправной проводки. Изоляция токопроводящих частей портится от механических повреждений, атмосферного воздействия, старения. Исправная проводка позволит избежать пожаров, коротких замыканий и несчастных случаев.

Опасные свойства электричества происходят оттого, что оно нагревает проводник, по которому проходит ток. При работе с электричеством нельзя забывать о технике безопасности.

1. Заземление в доме должно быть обязательно. При определении напряжения в сети следует пользоваться специальными приборами.
2. Необходимо следить за исправностью бытовых приборов, розеток. Обесточивать их при малейшем подозрении на неисправность.

Электричество. И друг, и враг

Зависимость человечества от электроэнергии из года в год возрастает. Даже незначительные отключения ее доставляют массу проблем. В случае масштабных перебоев альтернативных источников энергии не хватит для полноценного обеспечения городов и промышленных объектов.

Энергетика создает одну из основ современной цивилизации и все более активно загрязняет окружающую среду. Меняется климат Земли, что может привести к глобальной катастрофе. Пока ученые ищут выход из создавшейся ситуации, каждый человек может оказать помощь в безопасном и рациональном использовании электроэнергии.

Экономия и бережное расходование любых ресурсов, в том числе и электричества, необходимы. Любой потребитель, включающий в доме свет, знает, сколько усилий потрачено на то, чтобы сделать жизнь безопасней, удобней и легче. Культура потребления энергии означает грамотное ее использование. В первую очередь это соблюдение техники безопасности.

Невозможно существование современного мира без электричества. Это факт, не требующий подтверждения. Если вдруг оно исчезнет, цивилизация будет разрушена. Поэтому у человечества нет другого пути, кроме дальнейшего развития энергетической отрасли.

Откуда берётся это электричество? В конце 19-го века учёные узнали, что под действием радиоактивных элементов, которые в малых количествах находятся в любой почве, под действием ультрафиолетовых и космических лучей, при электрических разрядах грозы, разбрызгивании воды, трении частиц пыли появляются положительно и отрицательно заряженные молекулы — аэроионы.

Большое количество аэроионов образуется в почве и около неё. За одну секунду в каждом кубическом сантиметре припочвенного воздуха создаётся примерно 8−10 пар ионов. При этом они не накапливаются, так как противоположно заряженные молекулы при столкновении уничтожаются.

Ионы образуются парами, но в воздухе, который окружает нас, обычно преобладают ионы какого-то одного заряда. Чаще всего это положительные ионы, так как земля имеет отрицательный заряд и притягивает именно их. Отрицательные ионы поднимаются в верхние слои атмосферы.

Нужны ли нашему организму эти заряженные молекулы газа? Да, очень нужны, причём обеих полярностей. Русский учёный Александр Леонидович Чижевский ещё в 30-е годы прошлого века проводил опыты с белыми мышами. Сначала он их помещал в атмосферу, где ионов было очень мало — животные начинали тяжело болеть. Затем он заставлял их дышать воздухом без электрического заряда — мыши погибали через пять суток.

Для организма вредна как малая, так и очень высокая концентрация аэроионов. Иногда горный ветер приносит с собой большое количество положительных ионов и вызывает у людей подавленное настроение, головную боль, повышает кровяное давление, усугубляет течение некоторых болезней.

Смена заряда атмосферы тоже переносится людьми очень тяжело. А вот отрицательные аэроионы чаще всего оказывают положительное воздействие, улучшая состояние туберкулёзных больных, снижая кровяное давление, способствуя выздоровлению при различных заболеваниях.

С большим количеством отрицательных ионов связывают лечебный эффект многих курортов. Удивительную лёгкость и свежесть ощущаем мы в хвойном лесу и соляной пещере, вблизи мощных фонтанов, на побережье моря, в горах, особенно возле горных рек и водопадов. Аэроионов в этих местах в десятки и сотни раз больше, чем в городах.

Ткани нашего организма хорошо проводят электрический ток, поэтому полученные электрические заряды не скапливаются в теле, а постепенно уходят в землю. Как же воздействует электричество на человека? На этот счёт есть много версий, но внимания заслуживают две. Первая версия утверждает, что электрический заряд передаётся в кровь, а она переносит его к отдельным органам. Согласно второй версии, аэроионы оказывают сильное воздействие на нервные окончания лёгочной ткани и тем самым на нервную систему в целом.

Какая теория верна на самом деле, трудно сказать. В любом случае почаще бывайте в горах, лесу и на морском побережье. А если нет такой возможности, гуляйте на здоровье возле фонтанов!

Электрический ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. Допустимым следует считать ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока через тело человека: при длительности действия более 10 с — 2 мА, а при 120 с и менее — 6 мА.

Безопасным напряжением считают

36 В (для светильников местного стационарного освещения, переносных светильников и т. д.) и 12 В (для переносных светильников при работе внутри металлических резервуаров, котлов). Но при определенных ситуациях и такие напряжения могут представлять опасность.

Безопасные уровни напряжения получают из осветительной сети, используя для этого понижающие трансформаторы. Распространить применение безопасного напряжения на все электрические устройства невозможно.

В производственных процессах используются два рода тока — постоянный и переменный. Они оказывают различное воздействие на организм при напряжениях до 500 В. Опасность поражения постоянным током меньше, чем переменным. Наибольшую опасность представляет ток частотой 50 Гц, которая является стандартной для отечественных электрических сетей.

При эксплуатации и ремонте электрического оборудования и сетей человек может оказаться в сфере действия электрического поля или непосредственного соприкосновения с находящимися под напряжением проводниками электрического тока. В результате прохождения тока через человека может произойти нарушение его жизнедеятельных функций. Опасность поражения людей электрическим током на производстве возникает при несоблюдении мер безопасности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования. По сравнению с другими видами производственного травматизма электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест. На производстве из-за несоблюдения правил электробезопасности происходит 75% электропоражений.

Поражение электрическим током происходит, когда человеческий организм вступает в контакт с источником напряжения. Коснувшись проводника, который находится под напряжением, человек становится частью электросети, по которой начинает протекать электрический ток. Как известно, организм человека состоит из большого количества солей и жидкости, что является хорошим проводником электричества, поэтому действие электрического тока на организм человека может быть летальным.

В соответствии с ГОСТ Р 12.1.019-2009 «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты» степень опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от многих факторов:

• от величины и рода протекающего тока (переменный ток является более опасным, чем постоянный);
• продолжительности его воздействия (чем больше время действия тока на человека, тем тяжелее последствия);
• пути протекания (самую большую опасность представляет ток, протекающий через головной и спинной мозг, область сердца и органов дыхания (легкие));
• от физического и психологического состояния человека (организм человека обладает неким сопротивлением, это сопротивление варьируется в зависимости от состояния человека).

Минимальная сила тока, которую способен почувствовать человеческий организм составляет 1 мА. При повышении тока более 1 мА человек начинает чувствовать себя некомфортно, возникают болезненные сокращения мышц, при увеличении тока до 12-15 мА возникает судорожное сокращение мышц. Контролировать свою мышечную систему человек уже не в состоянии и собственными силами не может разорвать контакт с источником тока. Этот ток называется неотпускаемым. Действие электрического тока более 25 мА приводит к параличу мышц органов дыхания, в результате чего человек может просто-напросто задохнуться. При дальнейшем увеличении тока возникает фибрилляция сердца.

Сила тока — главный фактор, от которого зависит исход поражения: чем больше сила тока, тем опаснее последствия. Сила тока (в амперах) зависит от приложенного напряжения (в вольтах) и электрического сопротивления организма (в омах).

По степени воздействия на человека различают три пороговых значения тока:

• ощутимый — электрический ток, который при прохождении через организм вызывает ощутимое раздражение (минимальная величина, которую начинает ощущать человек при переменном токе с частотой 50 Гц, составляет 0,6–1,5 мА);
• неотпускающий — ток, при котором непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, ноги или других частей тела не позволяют пострадавшему самостоятельно оторваться от токоведущих частей (10,0–15,0 мА);
• фибрилляционный — ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца — быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, приводящие к его остановке (90,0–100,0 мА). Через несколько секунд происходит остановка дыхания. Чаще всего смертельные исходы наступают от напряжения 220 В и ниже. Именно низкое напряжение заставляет беспорядочно сокращаться сердечные волокна и приводит к моментальному сбою в работе желудочков сердца.

Путь, по которому электрический ток проходит через тело человека, во многом определяет степень поражения организма. Возможны следующие варианты направлений движения тока по телу человека:

• человек обеими руками дотрагивается до токоведущих проводов (частей оборудования), в этом случае возникает направление движения тока от одной руки к другой, т. е. “рука-рука”, эта петля встречается чаще всего;
• при касании одной рукой к источнику путь тока замыкается через обе ноги на землю “рука-ноги”;
• при пробое изоляции токоведущих частей оборудования на корпус под напряжением оказываются руки работающего, вместе с тем стекание тока с корпуса оборудования на землю приводит к тому, что и ноги оказываются под напряжением, но с другим потенциалом, так возникает путь тока “руки-ноги”;
• при стекании тока на землю от неисправного оборудования земля поблизости получает изменяющийся потенциал напряжения, и человек, наступивший обеими ногами на такую землю, оказывается под разностью потенциалов, т. е. каждая из этих ног получает разный потенциал напряжения, в результате возникает шаговое напряжение и электрическая цепь “нога-нога”, которая случается реже всего и считается наименее опасной;
• прикосновение головой к токоведущим частям может вызвать в зависимости от характера выполняемой работы путь тока на руки или на ноги — “голова-руки”, “голова-ноги”.

Все варианты различаются степенью опасности. Наиболее опасными являются варианты “голова-руки”, “голова-ноги”, “руки-ноги” (петля полная). Это объясняется тем, что в зону поражения попадают жизненно важные системы организма — головной мозг, сердце.

Продолжительность воздействия тока влияет на конечный исход поражения. Чем дольше воздействуeт электрический ток на организм, тем тяжелее последствия. Условия внешней среды, окружающей человека в ходе производственной деятельности, могут повысить опасность поражения электрическим током. Увеличивают опасность поражения током повышенная температура и влажность, металлический или другой токопроводящий пол.

Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через организм человека, электроток производит:

• термическое воздействие, характеризующееся нагревом кожи и тканей до высокой температуры вплоть до ожогов;
• электролитическое воздействие, заключающееся  в разложении органической жидкости, в том числе крови, и нарушении ее физико-химического состава;
• механическое воздействие,  приводящее к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови (механическое действие связано с сильным сокращением мышц вплоть до их разрыва);
• биологическое действие, проявляющееся в раздражении и возбуждении живых тканей и сопровождающееся судорожными сокращениями мышц)
• световое воздействие, выражающееся в поражении слизистых оболочек глаз.

Выделяют несколько основных видов поражения, которые возникают в результате действия электрического тока на человека. Электрические травмы — местное повреждение тканей организма в результате действием электрического тока или электрической дуги, которые условно разделяют на общие (электрический удар), местные и смешанные.

Наиболее распространенной электротравмой являются электрические ожоги, примерно 60% от всех случаев поражения электрическим током. Электрические ожоги — наиболее распространенная электротравма, возникает в результате локального воздействия тока на ткани. Ожоги бывают двух видов — контактный и дуговой. Контактный ожог является следствием преобразования электрической энергии в тепловую и возникает в основном в электроустановках напряжением до 1 000 В. Электрический ожог – это как бы аварийная система, защита организма, так как обуглившиеся ткани в силу большей сопротивляемости, чем обычная кожа, не позволяют электричеству проникнуть вглубь, к жизненно важным системам и органам. Иначе говоря, благодаря ожогу ток заходит в тупик.

Когда организм и источник напряжения соприкасались неплотно, ожоги образуются на местах входа и выхода тока. Если ток проходит по телу несколько раз разными путями, возникают множественные ожоги. Множественные ожоги чаще всего случаются при напряжении до 380 В из-за того, что такое напряжение “примагничивает” человека и требуется время на отсоединение. Высоковольтный ток такой “липучестью” не обладает. Наоборот, он отбрасывает человека, но и такого короткого контакта достаточно для серьезных глубоких ожогов. При напряжении свыше 1 000 В случаются электротравмы с обширными глубокими ожогами, поскольку в этом случае температура поднимается по всему пути следования тока.

При напряжении свыше 1 000 В в результате случайных коротких замыканий может возникнуть и дуговой ожог. Дуговой ожог обусловлен воздействием электрической дуги, создающей высокую температуру. Дуговой ожог возникает при работе в электроустановках различных напряжений, часто является следствием случайных коротких замыканий в установках выше 1000 В и до 10 кВ или ошибочных операций персонала. Поражение возникает от перемены электрической дуги или загоревшейся от нее одежды.

Электрические знаки и метки — проявляются на коже человека, который подвергся действию тока, в виде пятен серого или бледно-желтого цвета. Обычно электрические знаки имеют круглую или овальную форму с углубленным в центре размером от 1 до 5 мм. Как правило, они безболезненны, затвердевают подобно мозоли, со временем омертвевший слой кожи сходит самостоятельно.

Металлизация кожи — возникает в результате проникновения в верхний слой кожи мелких частиц металла, который оплавился под действием электрической дуги. Кожа в месте поражения становится болезненной, становится жесткой, принимает темный металлический оттенок.

Электроофтальмия – возникает в результате воспаления наружной оболочки глаз под действием ультрафиолетовых лучей электрической дуги. Для защиты от светового воздействия электрического тока необходимо пользоваться защитными очками и масками с цветными стеклами.

Механические повреждения проявляются под действием тока непроизвольным судорожным сокращением мышц. Это может привести к разрыву кожи, кровеносных сосудов и нервных тканей. Такие травмы возникают при контакте с напряжением ниже 380 В, когда человек не теряет сознания и пытается самостоятельно освободиться от источника тока.

Из выше перечисленных повреждений, которые возникают в результате действия электрического тока на организм человека, наиболее опасными являются электрические удары. Электрический удар сопровождается возбуждением живых тканей организма током, который через него проходит. В этот момент возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц.

В зависимости от того, какие последствия возникают после электрического удара, их разделяют на четыре степени воздействия:

I — судорожные сокращения мышц, человек в сознании;

II — судорожные сокращения мышц, человек без сознания, дыхание и работа сердца присутствуют;

III – отсутствие дыхания с нарушением работы сердца;

IV – клиническая смерть, отсутствие дыхания, остановка сердца.

Опасность поражения электрическим током усугубляется тем, что:

• ток не имеет внешних признаков и как правило человек без специальных приборов не может заблаговременно обнаружить грозящую ему опасность;
• воздействия тока на человека в большинстве случаев приводит к серьезным нарушениям наиболее важных жизнедеятельных систем, таких как центральная нервная, сердечно-сосудистая и дыхательная, что увеличивает тяжесть поражения;
• переменный ток способен вызвать интенсивные судороги мышц, приводящие к не отпускающему эффекту, при котором человек самостоятельно не может освободиться от воздействия тока;
• воздействие тока вызывает у человека резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания, что при работе на высоте может привести к травмированию в результате падения.