Тема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека




Скачати 159.69 Kb.
НазваТема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека
Дата конвертації01.02.2014
Розмір159.69 Kb.
ТипДокументы
uchni.com.ua > Фізика > Документы

– –

2-й змістовний модуль

ТЕХНОГЕННІ ТА СОЦІАЛЬНІ НЕБЕЗПЕКИ
Тема 3. ТЕХНОГЕННІ НЕБЕЗПЕКИ

Заняття 3.5 ЕЛЕКТРОБЕЗПЕКА


Практичне заняття 2 години.

Навчальні питання занять


  1. Фізична сутність електричного струму

  2. Дія електричного струму на людину

  3. Заходи електробезпеки

В С Т У П




Електробезпека була започаткована у другій половині ХІХ століття, коли суспільство розпочало швидке впровадження електричної енергії у різні сфери своєї життєдіяльності

Так, у 1800 році італійський вчений Вольт винайшов гальванічний елемент, який пізніше був названий вольтовим стовпом. Це був перший генератор постійного струму з напругою близько 20 В. При цьому, електричний струм не розглядався як чинник небезпеки. Але з подальшим розвитком електрики, з‘явилися генератори з напругою до декількох тисяч вольт. І в 1862 році був зафіксований перший випадок ураження людини електричним струмом. При цьому вважалося, що смерть від електричного струму настає миттєво і безболісно. Тому, в 1882 році уряд США прийняв рішення про введення страти на електричному кріслі, вважаючи, що це найгуманіший вид страти.

Але, як було швидко встановлено, смерть на електричному кріслі була ні миттєвою, ні безболісною, а навпаки. Як свідчать лікарі, що були присутні при виконані такого виду страти, це була найбільш важка і страшна смерть. Тому розпочалося більш глибоке вивчення дії електричного струму на організм людини. При цьому виникли протиріччя відносно самого механізму ураження. За першими дослідженнями у 1887 р вважалося, що електричний струм впливає на нервові центри живого організму які керують диханням, і живий організм помирає від задухи. Але в подальшому виявилося, що електричний струм порушує узгоджену дію серцевих м‘язів, в наслідок чого виникає параліч серця. Тому була прийнята теорія ураженні живих організмів електричним струмом внаслідок фібриляції її серцевих мязів.

Але на різні живі організми по різному і діє електричний струм. Не вдаючись в подробиці, відмітимо, що деякі люди гинуть від маленької напруги та незначного електричного струму, а деякі люди можуть вижити при уражені їх напругою в декілька кіловат при електричному струмі в сотні міліампер. Тобто, наслідок дії електричного струму на людину залежить від фізичних властивостей її тіла. Це дало людям змогу використовувати електричний струм у лікувальних цілях, таких як: фізіотерапія, електродіагностика, електростимуляція, дефібриляція, тощо. Але безпечне поводження з електричним струмом може привести до нещасних випадків.

Виходячи з цього, людство на сьогодення розробило багато засобів електробезпеки, але протиріччя в поглядах на механізм ураження людини електричним струмом збереглися і до наших часів.

Тому процес дослідження електричного струму продовжується, і зараз наполегливо вивчається, що ж в першу чергу уражається електричним струмом: система дихання, серцевий м‘яз, чи серцево-судинна система людини вцілому.



        1. ^ ФІЗИЧНА СУТНІСТЬ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ


Електричний струм – це упорядкований рух елементарних заряджених частинок у певному напрямку даного середовища.
^

Фізична суть електричного струму полягає в слідуючому.


Як відомо, любе фізичне тіло складається із безлічі позитивно і негативно заряджених елементарних частинок (іонів та електронів), які утворюють його атомну структуру побудови. Під дією електростатичних та молекулярних сил ці частинки жорстко привязані до мевного місця даного тіла, та рухаються лише в межах свого атому.

Але деякі фізичні тіла у своєму складі мають додаткові вільні електрони, які не привязані до атомів, і можуть самостійно переміщатися у будь якому напрямку і на будь яку відстань. Це є хаотичний, так званий броуновський рух, який не утворює електричного струму. Але якщо до такого тіла з двох сторін прикласти протилежні електричні потенціали, то вільні електрони цього тіла розпочнуть рухатися в одному напрямку до позитивного потенціалу. А це і є електричний струм.

При цьому необхідно зауважити, що такий електричний струм виникає лише у тих матеріалах, які мають вільні електрони. Тому такі матеріали називаються провідниками, а електричний струм, що протікає по ним, має назву електричний струм проводимості. До провідників відносяться головним чином метали.

А матеріали, що не мають вільних електронів, не проводять електрич-ного струму, і називаються діалектриками (ізоляторами). До них відносяться: резина, кераміка, текстоліт, та різного роду полімери, тощо.

При цьому, у діалектриків, під дією зовнішньої напруги, виникає зміщення орбіт електронів у сторону позитивного потенціалу. Це явище отримало назву електричного струму зміщення діалектрика, при якому електрони діалектрика залишаються на своїх витянутих орбітах, та не потрапляють у зовніщний електричний ланцюг, і тим самим не утворюють електричного струму проводимості.

Але при збільшені напруги, коли сила зовнішнього електричного поля стане більшою ніж електростатичні сили ядра, то електрон атома може зірватися зі своєї орбіти і потрапити у зовнішний електричний ланцюг, а тим самим і утворити електричний струм проводимості в діелектрику. Такий ефект називається пробоєм діелектрика (ізолятора). При цьому, такий діелектрик безповоротно втрачає у місці пробою свої властивості ізолятора, та становиться провідником.

Рідини (електроліти) та гази, також є провідниками електричного струму. Але у них під дією напруги рухаються не електрони, а позитивно заряджені іони.

Таким чином, носіями електричного струму являються:

  • для провідників і напівпровідників - негативно заряджені електрони;

  • для електролітів (рідин) і газів – позитивно заряджені іони.


Напрямок протікання електричного струму вибраний від позитивного потенціалу (+), до негативного (-), хоча його носії (електрони) рухаються від негативного заряду до позитивного, а іони навпаки – від позитивного до негативного зарябу.

Розрізняється два види струму: постійний і змінний.

  • Постійний струмце коли на протязі своєї дії струм не змінює ні напрямку, ні величини.

  • Зміний струмце коли з плином часу струм змінює свою величину, та свій напрямок руху.

Швидкість розповсюдження струму дорівнює 300 000 км/с.

Але це не значить, що з такою ж швидкістю повинні рухатися і носії електричного струму. Це неможливо, так як вони мають хоч і елементарну, а все-ж таки масу. А теорія відносності стверджує, що 300 000 км/с – це швидкість розповсюдження лише квантів світла, і такої швидкості не можуть досягти ніякі елементарні частинки, які мають хоч яку маленьку масу.

Тому носії електричного струму рухаються дуже повільно, але вони дуже швидко передають друг другу свій рух, чим і обумовлюється така швидкість розповсюдження електричного струму. Тобто, якщо на однім кінці провідника довжиною в 300 000 км визвати рух електрона, то він через одну секунду викличе рух такого-ж електрона, розташованого на другім кінці цього провідника.
Основні величини постійного струму:

  • Сила струмуце кількість електрики (кулонів), що проходить через поперечний розріз провідника за одиницю часу.

Сила електричного струму вимірюється в Амперах.

I = q/t;

  • Електричний опірце реакція провідника, яка чинить опір руху носіям електричного струму. Він вимірюється в Омах

R = p (l/s)

  • Напругаце різність електричних потенціалів, що діють на кінцях провідника (U). Вона вимірюється у Вольтах.

Взаємозв‘язок цих величин визначається законом Ома.

I = U/R

Зміний струм додатково характеризує:

  • Амплітуда ( і ) - це найбільше значення сили перемінного струму, яку він досягає при зміні своєї величини.

  • Період ( Т ) - це термін часу, за який відбувається повний цикл зміни напрямку і величини електричного струму.

  • Частота ( f ) - це кількість повних циклів зміни струму, що відбуваються за 1 с.

f = 1/Т

Дія електричного струму на провідник:

Термічнаобумовлена перетворенням в провіднику енергії руху електричних зарядів (носіїв електричного струму) в теплову енергію ( Дж).

Q = I 2 R t ;

Механічнаце як наслідок термічної дії. При великій силі електричного струму може виникнути розшарування та плавлення провідника. (Плавкі електричні запобіжники).

Електрохімічнапри протіканні струму в рідинах (електроліті) або в газі, його носії (електрони та іони) зіткнувшись з молекулами цієї рідини іонізують їх, тоб-то вибивають з них електрони, та змінюють їх фізико-хімічний склад.

Тіло людини також відноиться до провідників електричного струму. Але електропровідність біологічної тканини своєрідно відрізняється від провідності металів, електролітів, та газів. Це зумовлено не тільки фізичними властивостями живої тканини, але й дуже складними біохімічними та біофізочними процесами, що відбуваються у біологічній субстанції.

Так, тіло людини містить значну кількість вологи (до 65 % маси), тому живу тканину можна розглядати як електроліт з йього іонною проводимістю. Але вмісті з тим організм людини можна віднести і до біополімерів, що мають надзвичайно складний характер провідності. І при певному спрощенні провідність тіла людини можна прирівняти до провідності напівпровідників. Таким чином, тіло людини має складну провідність, і електричний струм оказує на нього як термічну, електрохімічну і механічну дії, так і спецафічну біологічну дію.


2. Дія електричного струму на людину
Біологічна дія струму прявляється в подразненні живої тканини людини, а також в порушенні внутрішніх її біо-електричних процесів Цей процес супроводжується невимушеним (судомним) скороченням м‘язів, що приводить до порушення або до повної зупинки кровообігу та дихання людини.

Термічне ( теплова ) дія електричного струму зумовлює опіки окремих ділянок тіла людини, а також нагрівання кровоносних судин та інших її вожливих органів, що приводить до значних функціональних їх розладів. При цьому, опіки у людини можуть бути як зовнішні, так і внутрішні.

Електрохімічна (електролітична) дія струму спричиняє розлад органічних рідин та крові, що змінює їх фізико-хімічний склад.

Механічна дія струму виникає в наслідок електро-динамічного ефекту, який призводить до розшарування і розриву м‘язів та стінок кровоносних судин. А термічний ефект струму, призводить до миттєвого і вибухоподібного утворення пари під шкірою людини.

При попадані людини під напругу, у неї одночасно присутні всі види дії електричного струму (біологічна, термічна, електрохімічна та механічна) Сукупність цих дій призводять до виникнення у людини електричних травм, які можуть бути місцеві, або загальні (електричні удари):

А) Місцеві електричні травмице часткове ушкодження тканин тіла людини, та її кісток. До них відносяться:

  • Електричні опіки – це виділення тепла під час проходження електричного струму, або в наслідок електричної дуги;

  • Електричні знаки (мітки) – це чітко окреслені плями сірого або блідо-жовтого кольору на поверхні шкіри людини, що потрапила під дію струму;

  • Металізація шкіри – це проникнення у верхні шари шкіри дрібних частинок металу, який розтопився під впливом електричної дуги. При цьому, уражаються відкриті частини тіла (обличчя та руки), так як дрібні частинки мералу не здатні проникнути через одяг;

  • Механічні ушкодження – це наслідок різких рефлекторних судомних скорочень м‘язів під впливом струму, що проходить тілом людини. В результаті цього можуть бути розриви кровоносних судин, лімфатичних зв‘язок, та шкірного покрову тіла, атакож вивихи суглобів, та переломи кісток.

  • Електроофтальмія – це запалення зовнішньої рогівки очей та коньюктива їх слизової оболонки, внаслідок впливу потужнього потоку ультрафіолетового випромінювання електричної дуги.

Б) Загальні електричні ударице ураження всього організму людини шляхом порушення нормальної діяльності її життєво важливих органів і систем. Електричні удари можуть бути п’яти ступенів:


  1. Судомне, ледве відчутне скорочення м‘язів;

  2. Судомне скорочення м‘язів, що супроводжується сильними болями, але без втрати свідомості;

  3. Судомне скорочення м‘язів з втратою свідомості, але із збереженням дихання і роботи серця;

  4. Втрата свідомості і порушення серцевої діяльності та дихання;

  5. Клінічна смерть, тобто відсутність дихання і кровообігу.

Електричний удар, навіть якщо він не закінчився смертю, може призвести до значного розладу організму, який виявляється одразу ж після удару, або через декілька годин, днів, і навіть місяців.

Так, внаслідок електричного удару можуть виникнути або загостритися серцево-судинні захворювання (аритмія серця, стенокардія, підвищення або пониження артеріального тиску) а також нервові захворювання (невроз), ендокринні порушення, тощо.
^ За своєю дією на організм людини, електричний струм підрозділяється:

  1. Відчутний струм – це коли людина лише відчуває його дію:

  • Перемінний 1мА, 50Гц (Свербіння і легке поколювання).

  • Постійний, силою близько 6 мА (Відчуття нагріву шкіри).

  1. Невідпускаючий струм – викликає у людини судомні скорочення м‘язів, що не дають їй можливості розняти стиснуту руку, та відпустити джерело електричного струму:

  • Струм 3-5мА (50 Гц) відчувається всією кистю руки;

  • При струмі 8-10 мА (50 Гц) біль різко посилюється, і охоплює всю руку;

  • При струмі близько 15 мА (50 Гц) біль стає нестерпимою, а судоми так зводять руку, що людина не в змозі розняти стиснені пальці.

  1. Фібріляційний струм – це перемінний струм в 50 мА і більше, що проходить шляхом “рука-рука”, чи “рука-ноги”. Він поширює свою подразнюючу дію на м‘яз серця, що через 1-3 с. може привести до його зупинки.

  2. Струм більше 5А, як перемінний так і постійний, викликають миттєву зупинку серця, минаючи стадію фібриляції.



Чинники ураження людини електричним струмом
Головним фактором електричного ураження людини – є величина струму, яка згідно формули закону Ома прямо пропорційна величині напруги дотику, та обернено пропорційна величині електричного опору тіла.

I = U/R

Тобто, чим більша напруга дотику до людини, тим більший і струм протікає по її тілу, а чим більший у людини електричний опір тіла, тим менший струм вона пропускає через себе.

Тому, основними чинниками ураження людини електричним струмом є: напруга дотику, та електричний опір тіла людини.

Напруга дотику це різність електричних потенціалів між двома точками тіла людини, якими вона одночасно доторкується до джерела електричного струму. Наприклад:

  • Дотик руками до фази, а ногами до землі. (Напруга дотику утворює електричне коло “рука-ноги”).

  • Одночасний дотик руками до двух різних фаз. (Напруга дотику по колу “рука-рука”)

  • Наступання людиною при ходьбі на обірваний провід повітряної лінії електропередачі. (Напруга дотику по колу “нога-нога”)

Електричний опір тіла людини в нормальних умовах при напрузі дотику 15-20 В , складає 3-100 кОм. Але величина електричного опіру тіла людини не постійна, і залежить від слідуючих факторів:

  • Стан шкіри – ушкодження рогового покрову шкіри, її забруднення, або зволоження потом, чи іншими рідинами;

  • Місця прикладання напруги дотику – так як тіло людини характеризується:

  • різною товщиною рогового покрову шкіри;

  • нерівномірністю розподілу потових залоз;

  • різним ступенем наповненості судин нкіри кров‘ю.

  • Час протікання струму – так як з плином часу струм нагріває шкіру, від чого розширюються кровоносні судини, та підвищується у людини потовиділення, що зменшує опір шкіри в цих місцях.

  • Величина напруги дотику – так як шкіра людини має великий питомий опір, що прирівнює її до діелектриків. Але з підвищенням напруги до 50 – 200 В, відбувається пробій ізоляційних властивостей шкіри, що зменшує опір тіла людини

  • Частоти струму – так як при збільшені частоти струму, опір людини зменшується. Тому постійний струм в 4-5 разів безпечніший ніж перемінний частотою 50 Гц. Але така залежність справедлива до напруги 500 В. вважається, що при більш високих напругах постійний струм стає небезпечнішим від перемінного частотою 50 Гц. А при збільшені частоти струму до 450-500 кГц, небезпека ураження ним людини зменшується, і може навіть зовсім зникнути. Однак, небезпека опіків при цьому зберігається.


^ 3. Заходи електробезпеки
Захисні заходи захисту від ураження електричним струмом повинні виконуватися з урахуванням допустимих для людини значень струму при заданій тривалості та шляху його проходження тілом людини при відповідних напругах дотику.

В даний час діє ГОСТ 12.1.000-82 “ССБТ. Електробезпека. Гранично допустимі рівні напруг дотику і струмів”, який розповсюджується на промислове і побутове електроустаткування. Цей ГОСТ визначає:

А) Первинні критерії електробезпекице граничні значення електричного струму, що відповідають певним реакціям людини, і необхідні для розрахунків захисних заходів та засобів в електроустаткуванні. До них відносяться найбільші допустимі напруги дотику (Uд) і струмів ( Ih )
^

Вид і частота струму


Найбільш допустимі значення

Uд ,(В)

Ih , (мА)

Змінний, 50 Гц

2

0,3

Змінний, 50 Гц

3

0,4

Постійний

8

1,0

Б) Класифікація приміщень за загальною електробезпекою:

  • Сухі – з відносною вологістю повітря не більше 60%;

  • Вологі – з відносною вологістю повітря не більше 75%;

  • Сирі – з відносною вологістю повітря близькою до 100% (стеля, стіни, підлога приміщення, вкриті вологою);

  • Гарячі – де температура перевищує +350С (котельні, сушилки, опалювальні печі, тощо);

  • Запилені – де пилюка може осідати у великій кількості на проводах, та проникати в середину машин і апаратів;

  • З хімічно активним або органічним середовищем – де діють агресивні пари, гази, рідини, які відкладають на електричній ізоляції плісняву, що руйнує її.

В) Класифікація приміщень за електробезпекою ураження людей:

  • Електробезпечні приміщення – де відсутня небезпека ураження людей електричним струмом;

  • Приміщення з підвищеною небезпекою – у яких:

  • підвищена вологість;

  • струмопровідна підлога (металева або земельна);

  • висока температура;

  • можливість одночасного дотику людини до струмоведучих та заземлених деталей.

  • Особливо небезпечні приміщення – у яких:

  • особлива сирість;

  • хімічно активне або органічне середовище;

  • одночасна наявність двох або більше умов підвищеної небезпеки (лазні, металеві гаражі, парники, приміщення для худоби, тощо).

Г) Захисні заходи в електроустаткуванні


  • Використання відповідної ізоляції:

  • Огородження струмоведучих частин або дотримання від них відповідних віддалей;

  • Використання відповідних блокувань електро - небезпечних апаратів;

  • Застосування швидкодіючих вимикачів або запобіжників на електроустаткуваннях;

  • Заземлення або занулення корпусів електроустаткування;

  • Вирівнювання електричних потенціалів;

  • Використання розділяючих трансформаторів;

  • Використання попереджувальної сигналізації, надписів, плакатів;

Висновки

Таким чином можна зробити висновок, що впровадження електрики у діяльність людини дало їй змогу значно поліпшити свій добробут. Електроенергія дає людині світло, тепло, поліпшує умови праці, та значну роль відіграє у медицині, стимулюючи її життєдіяльність. Але, водночас з цим, безпечне поводження людини з електричним струмом, може мати досить небезпечні наслідки. Тому, при використані електроустаткування необхідно постійно слідкувати за його справним станом, та дотримуватися установлених правил електробезпеки, основи якої були викладені Вам в даній лекції.



Тема 3. ^ ТЕХНОГЕННІ НЕБЕЗПЕКИ
Заняття 3.6 ЕЛЕКТРОБЕЗПЕКА

Семінар 2 години

План проведення семінару:



з/п

Перелік питання, що підлягають відпрацьовуванні на семінарі

Термін часу

1

Тестування з питань електробезпеки

15 хв.

2

Розгляд основних положень фізичної сутності електричного струму

10 хв.

3

Поглиблення знань з питань дії електричного струму на організм людини

20 хв.

4

Удосконалення знань з питань заходів електробезпеки

20 хв.

4

Підведення підсумків семінарського заняття.

5 хв.


Рекомендована література:

1. Основи охорони праці: підручник за редакцією М.П.Гандзюка.-2003.–408с.

2. Геврик Є.О. Охорона праці: навчальний посібник.-К.: Ніка-Центр, 2003.- 280 с.
Питання семінару:

Перше питання: Фізична сутність електричного струму (Лекція тема 3.1)

  • Визначення ел. струму, умови його виникнення. Провідники і діелектрики.

  • Види електричного струму та основні його характеристики. Закон Ома.

  • Термічна, електролітична, механічна дія електричного струму на провідник.

Друге питання: Дія електричного струму на людину

  • Види дії ел. струму на людину та їх сутність (Л-1 стор.249; Л-2 стор.206);

  • Місцеві ел. травми, загальні електричні удари (Л-1 стор.250; Л-2 стор.207);

  • Сутність підвищеної небезпеки електричного струму (Л-1 стор.249)

  • Чинники ураження людини ел. струмом (Л-1 стор.254; Л-2 стор.208);

  • Земля як елемент електромережі. Напруга кроку (Л-1стор.262;Л-2 стор.214);

Третє питання: Заходи електробезпеки.

  • Класифікація приміщень за електронебезпекою (Л-1стор.259; Л-2 стор.210);

  • Заходи ел. безпеки, їх сутність (Л-1стор.270;Л-2 стор.215-217, 227);

  • Поняття напруги кроку та її небезпека.

  • Надання допомоги при уражені ел. струмом (Л-1стор.401;Л-2стор228).

Схожі:

Тема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека iconПлан Соціально-політичні конфлікти: а війна як крайній прояв політичного...
Природно-техногенні небезпеки: кислотні дощі, пилові бурі, зменшення родючості грунтів, виникнення пустель
Тема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека iconКонспект заняття в гуртку «Квілінг» Тема заняття
Тема заняття: Ознайомлення з технікою обробки паперу – квілінг. Виготовлення квіткової композиції в техніці квілінг
Тема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека iconПерелік видів робіт підвищеної небезпеки
Порядку видачі дозволів на виконання робіт підвищеної небезпеки та на експлуатацію (застосування) машин, механізмів, устаткування...
Тема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека iconТема заняття
Мета заняття Оволодіти практичними навичками І вмінням працювати із законодавчими актами
Тема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека iconТема заняття
Мета заняття Оволодіти практичними навичками І вмінням працювати із законодавчими актами
Тема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека iconЗакон України від 18 січня 2003 року №2245-ш "Про об'єкти підвищеної небезпеки"
Здійснення державного нагляду за станом цивільного захисту та техногенної безпеки потенційно небезпечних об'єктів та об'єктів підвищеної...
Тема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека iconПрактичні заняття 4, 5 Практичне заняття №4
Мета заняття: набуття практичного досвіду розв’язання систем лінійних рівнянь усталеного режиму роботи електричної мережі методом...
Тема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека iconТема кафедральної ндр: “Географо-краєзнавчі дослідження Криворізького регіону”
Ндр має чітку регіональну та прикладну природничо-краєзнавчу та геоекологічну спрямованість (так як об’єктом вивчення виступають...
Тема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека iconТема кафедральної ндр: “Географо-краєзнавчі дослідження Криворізького регіону”
Ндр має чітку регіональну та прикладну природничо-краєзнавчу та геоекологічну спрямованість (так як об’єктом вивчення виступають...
Тема техногенні небезпеки заняття 5 електробезпека iconУрок №18. Тема
Тема: Підсумкове заняття з теми «Базові поняття програмування. Засоби візуальної розробки програм»
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2014
звернутися до адміністрації
uchni.com.ua
Головна сторінка