Объяснение:
Что такое электрический ток знает каждый старшеклассник. Более того, современную жизнь просто невозможно представить без использования электрической энергии. Электрический ток дарит нам и свет (электрические лампы), и тепло (электронагревательные приборы). В своей жизни мы используем самые разные электротехнические устройства, которые делают ее комфортнее (телевизор, радиоприёмник, телефон, стиральная машина, пылесос и так далее). Промышленность просто перестала бы существовать, если бы не было электричества. Однако, при всей той пользе, которую несет в себе использование электрического тока, он вместе с тем содержит в себе и опасность. Давайте попробуем разобраться, что нужно учитывать, чтобы это использование было безопасным.
Сначала следует отметить, что электрический ток может оказать на человеческий организм негативное воздействие:
Механическое: электрический ток приводит к сильному и резкому сокращению мышц вплоть до их разрыва.
Термическое: температурный нагрев тканей организма (ожог) вызывает функциональное расстройство органов.
Электролитическое: физико-химические процессы электролиза, происходящие под действием электрического тока в живых тканях, приводят к нарушению баланса.
Световое: вспышки света и ультрафиолетовое излучение, созданное электрическим током приводят к негативному воздействию на глаза.
Биологическое: действие электрического тока может привести к раздражению и перевозбуждению нервной системы человека.
Электрический ток в проводнике описывается законом Ома для участка цепи:
Закон Ома
где I – сила тока в проводнике, измеряемая в амперах (А), U – электрическое напряжение на концах проводника, измеряемое в вольтах (В), R – электрическое сопротивление проводника, измеряемое в омах (Ом).
Действие электрического тока на организм человека в первую очередь определяется силой тока. Переменный электрический ток частоты 50 Гц, используемый для работы бытовой техники, является смертельно опасным, если сила тока равна или больше, чем 0,1А. К потере сознания приводят токи силой 0,05–0,1 А. Токи силой менее 0,05 А считаются сравнительно неопасными и приводят лишь покалыванию и к неприятным ощущениям в организме. Однако, даже при небольших токах силой 0,005–0,02 А мышцы теряют самопроизвольно сокращаться, и человек может оказаться долгое время под воздействием электрического тока, что не безопасно.
Действие электрического тока на человека
Согласно закону Ома сила тока обратно пропорциональна электрическому сопротивлению, которое может быть различным. Если кожа человека сухая и огрубевшая сопротивление равно примерно 100000–200000 Ом. Если кожа влажная и тонкая, то – 30000–50000 Ом. Самая неблагоприятная ситуация будет, если человек стоит на хорошо проводящей поверхности, в этом случае сопротивление уменьшается до 10000–20000 Ом. В условиях повышенной влажности сопротивление может быть очень небольшим: 1000–2000 Ом.
Котроткое замыкание
Таким образом, если человеческий организм оказался под воздействием бытового напряжения 220 В, то в самом неблагоприятном случае при сопротивлении в 1000 Ом, согласно закону Ома, сила тока будет 0,22 А. Такая сила тока может привести к параличу дыхания. В самом лучшем случае при сопротивлении в 200000 Ом сила тока будет 0,0011 А. Действие такого тока приведет лишь к неприятным ощущениям.
Поэтому никогда не нужно касаться оголенных проводов или неисправных электроприборов, если нет абсолютной уверенности в том, что они не находятся под напряжением. Особенно опасно прикосновение двумя руками, так как в этом случае электрический ток пройдет через область сердца.
По предложенному методу мы предлагаем вам решить задачу:
Определите, силу тока через резиновые перчатки толщиной 1мм, если площадь соприкосновения с электрическим проводом, находящимся под напряжением 220В, равна 1мм2.Удельное сопротивление резины 1013Омм.
Площадь усиления каскада равна
П = Кср· fгр.в ,
П = 100 · 14· 103 = 1400· 103.
Рассчитаем данные широкополосного каскада с
низкочастотной корректирующей цепочкой RфСф, работающего на высокоомную нагрузку (Rг >R<Rн) и имеющего R = 1000 Ом, RН=106 Ом, допустимое падение
напряжения на Rф, равное Uф=6 В, и постоянную составляющую тока выходной цепи Iо=3 мА. Относительное усиление каскада Ун на низшей частоте fн = 20 Гц.Определим Rф и необходимый коэффициент низкочастотной коррекции b:
Rф = Uф / Iо ,
Rф = 6 /3 10-3 = 2000 Ом,
b = R / Rф ,
b = 1000 /2000 = 0,5
Если каскад предназначен для усиления гармонических сигналов, то
воспользуемся при его расчете семейством нормированных частотных характеристик для b = 0,5, приведенных на рисунок 1.81,а. Для того чтобы получить наилучшую результирующую характеристику, выберем на этом семействе характеристику с максимальным подъёмом в 1,2—1,5 раза больше заданного; такая характеристика соответствует m=0,9. По этой характеристике определим, что Yн=1,12 имеет место при Х=2,1, откуда найдем необходимые значения С и Сф:
С = Х / 6,28· f· Rн ,
С = 2,1 / 6,28 ·20· 106 = 0,0167·10-6 Ф = 0,0167 мкФ≈0,02 мкФ;
Сф = m·С·Rн / R = m ·Х / 6,28· fн ·R ,
Сф = 0,9· 2,1 / 6,28· 20· 1000 = 0,015 ·10-3 = 15 мкФ