دانلود تحقیق میزان مقاومت بدن انسان در مقابل برق گرفتگی

ازآنجا که با پیشرفت صنعت و تکنولوژی روز به روز تولید انرژی الکتریکی و کاربرد وسایل الکتریکی بیشتر می شود و انرژی الکتریکی جای خود را به عنوان یک انرژی برتر تثبیت کرده است به طوری که امروزه مصرف انرژی الکتریکی به عنوان یکی از شاخص های رشد صنعتی و اقتصادی کشورها محسوب می شود اما به موازات آن خطرات ناشی از برق نیز افزایش می یابد هر چند درکشورهای پیشرفته صنعتی به علت شناخته شدن این خطرات و افزایش سطح اطلاعات و کارگران صنایع، خوشبختانه صدماتی که از این طریق متوجه جوامع بشری می شود متناسب با توسعه این صنعت نیست.

به عنوان مثال در انگلستان آمار تلفات انسانی ناشیاز برق گرفتگی ظرف مدت پنجاه سال حدوداً چهار برابر شده در حالی که تولید انرژی الکتریکی در هماون مدت سی برابر افزایش یافته است، با این وجود تعداد قربانیان حوادث ناشی از جریان برق عدد قابل توجهی است و کاربرد نادرست و غیر ایمنی انرژی الکتریکی صدمات و خسارات جبران ناپذیری را بر جوامع مختلف به ویژه کشورهای در حال توسعه تحمیل می نماید.

بررسی حوادث الکتریکی نشان داده که نسبت تعداد این حوادث به کل حوادث حدود 3/0 درصد است اما درصد حوادث منجر به فوت در حوادث الکتریکی بیشتر می باشد.

به طوری که حدود 16/0 درصد از کل حوادث منجر به فوت هستند.

در حالی که62/2 درصد حوادث ناشی از برق منجر به فوت گردیده است، یعنی وخامت حوادث برق بیش از 16برابر حوادث معمولی برآورد می شود.

ضمناً حوادث ناشی از برق حدود4 درصد حوادث منجر به فوت در صنایع را تشکیل می دهد.

لازم به ذکر است که بیشترین حوادث برق مربوط به سیستم های جریان متناوب (بین 60-125ولت) بوده است(5/73 درصد) از طرف دیگر بررسی علل حریق ها نیز نشان داده که تقریباً عامل اصلی آتش سوزی ها، برق بوده است.

1- یک دسته کارکنان صنعت برق یا افرادی که در کارهای برق شاغل بوده و در این مدت رابطه آموزش هایی دیده اند نظیر تکنیسین های برق، اپراتورهای شاغل در مراکز برق فشار قوی، تعمیر کاران وسایل برقی از جمله افرادی هستند که به سبب حرفه خود در معرض حوادث الکتریکی قرار دارند.

2- دسته دوم، افرادی که در کارهای برقی غیرماهر بوده اما از دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی استفاده می کنند و به علت عدم استفاده صحیح از وسایل برقی و یا خرابی قسمت های برقی دستگاه با خطر مواجه هستند.

آمار نشانی می دهد که بر خلاف تصور، تعداد حوادث برقی در بین افراد گروه اول بیشتر از گروه دوم می باشد.

بنابراین دانستن اطلاعات و مهارت فنی در رابطه با برق ما را از رعایت نکات ایمنی بی‌نیاز نمی کند و در تمام مراحل کار با انرژی الکتریکی اعم از تولید، انتقال و توزیع و مصرف برق رعایت نکات ایمنی ضروری می باشد.

فصل اول
بررسی فیزیولوژیک بدن انسان در مقابل جریان های الکتریکی

1-1 مقدمه
سیستم برق دارای خصوصیات فراوانی است که تا جایی که مربوط به سهم آن در برق گرفتگی می شود باید گفت که نقش اصلی را بازی می کند.

اگر سیستم برق وجود نمی‌داشت صحبت از برق گرفتگی هم معنا پیدا نمی کرد.

بدن انسان همانند تمام موجودات زنده از نقطه نظر قابلیت هدایت الکتریکی قابل تشبیه به مجموعه ای از مقاومت ها و ظرفیت ها می باشد.

از این موضوع نتیجه می شود، چنانچه تحت تأثیر یک نیروی الکتروموتوری متناوب قرار گیرد.

از آن جریانی عبور می کند که اگر شدت آن از حد معینی بیشتر باشد باعث صدماتی در بدن خواهد شد که میزان این صدمات بیشتر به مسیر عبوری جریان، شدت جریان و مدت زمان عبور آن دارد.

به عنوان مثال بدترین حالت زمانی است که جریان مسیری را بپیماید که قلب در سر راه آن قرار گرفته باشد و مدت زمان و شدت آن نیز زیاد باشد.

1-2 شرایط کلی برق گرفتگی
اصولاً سه عامل با خصوصیات مختص به خود، در بروز برق گرفتگی شرکت دارند، سیستم برق- محیط زیست- موجود زنده.

1- سیستم برق
سیستم برق دارای خصوصیات فراوانی است که تا جایی که مربوط به سهم آن در برق گرفتگی می شود، باید گفت که نقش اصلی را بازی می کند، اگر سیستم برق وجود نمی‌داشت صحبت از برق گرفتگی هم معنا پیدا نمی کرد.

یک سیستم برق اصولاً تشکیل شده از مقدار هادی که ناقل جریان برق بوده، مقدار عایق که مانع عبور جریان برق از هادی های مورد نظر به دیگر هادی ها می شوند.

بدون وجود یکی از این دو، وجود سیستم برق هم ناممکن می شود، از بین هادی ها و عایق ها، دسته اخیر یعنی عایق ها ناپایدارتر بوده و عوامل مختلف به خصوص دمای بیش از حد مجاز، آنها را فرسوده و خراب می کند.

چون عبور جریان برق از هادی ها لاجرم با تولید حرارت و ازدیاد دما همراه می باشد، لذا در انتخاب کابل ها و لوازم برقی باید دقت کافی به عملآید تا از خرابی عایق آنها جلوگیری شود.

عایق ها از نظر مکانیکی نیز بسیار ضعیف تر از هادی ها بوده، ضربه ها، خراش ها و دیگر تنش های مکانیکی وارده آنها را ضایع و فرسوده می کند.

خراب شدن عایق منجر به لخت شدن هادی های جریان دار شده، تماس با هادی های بدون پوشش جریان دار، سبب ایجاد برق گرفتگی می شود.

2- محیط زیست از نظر بحث ما، محیط زیست معنای متفاوتی با تعریف متداول این واژه دارد بنابراین محیط زیست عبارت خواهد بود از کلیه عوامل مادی در اطراف ما اعم از آنهایی که در طبیعت وجود داشته، یا در محیط کار و زندگی واقع شده اند.

به عبارتی دیگر محیط زیست متشکل است از زمین (خاک)، مصالح ساختمانی به کار رفته در کف ها، سقف ها، دیوارها و اسکلت های ساختمانی، لوله کشی ها، دستگاه ها، لوازم، ابزار و خلاصه همه عالم مادی که در اطراف انسان و همچنین در سیستم برق وجود دارد.

اهمیت محیط زیست با تعریف فوق در این است که اجزاء آن بیشتر دارای خاصیت هادی می باشد تا عایق.

هادی بودن محیط زیست توأم با خصوصیات سیستم برق، یعنی وصل بودن نقطه ای از سیستم برق به زمین که در واقع محیط زیست را جزئی از سیستم برق درمی آورد و بنابراین نقش آن در پدیده برق گرفتگی بسیار مهم است.

3- موجود زنده موجود زنده دارای ساختمان فیزیولوژیکی مخصوصی است که کمابیش هادی برق می باشد و در صورتی که جریانی همانند جریان عادی برق مصرفی از بدن شخص عبور کند، دچار برق گرفتگی می شود.

1-3- ساختار الکتریکی بدن انسان سلول های بدن انسان برای تداوم واکنش های حیاتی خود نیازمند یک اختلاف پتانسیل الکتریکی مشخص می باشد.

مقدار این پتانسیل در سطح سلول حدود 90 میلی ولت است بعضی از مجموعه های سلولی از نظر اعمال حیاتی دارای اهمیت خاص هستند.

نظیر؛ مراکز عصبی، مراکز تنفسی در بصل النخاع و عضله قلب، حتی اندازه گیری تغییرات الکتریکی این مراکز حیاتی مبنایی برای تشخیص های پزشکی محسوب می‌شود.

مهمترین این تغییرات حیاتی عبارتند از: الف- ثبت تغییرات الکتریکی مغز یا الکتروانسفالوگرافی(E.E.G) (Ehlectro Encephalo Graphy) ب- ثبت تغییرات الکتریکی قلب یا الکتروکاردیوگرافی (E.C.G) (Ehlectro Cardio Graphy) ج- ثبت تغییرات الکتریکی عضله یا الکترومیوگرافی (E.M.G) (Ehlectro myo Graphy) هرگاه مراکز حیاتی فوق در مسیر عبور جریان قرار گیرند این پتانسیل های حیاتی مختل شده به طوری که تنفس ممکن است متوقف شود یا قلب به جای ضربان عادی دچار لرزش و اختلال ریتم گردد که نتیجه آن خطر مرگ می باشد.

همچنین جریان برق متناوب باعث انقباض شدید عضلات می گردد.

(در حالی که جریان مستقیم عمدتاً باعث تغییرات الکترولیتی دریافت می گردد) انقباضات بسیار قوی در عضلات ممکن است باعث شکستگی استخوان یا پرت شدن فرد و شکستگی ثانویه شده و یا مانع رها شدن فرد از مدار یا اصطلاحاً چسباندن فرد برق گرفته به سیم هادی یا ابزار دیگری شود.

پرتاب شدن فرد به عقب ممکن است بر اثر انقباض شدید عضلات پشت و پاها اتفاق بیافتد.

مکانیسم عمل به این ترتیب است که چون فرمان های عصبی برای نترل حرکات عضلانی از مغز توسط جریان های الکتریکی بسیار ضعیف از طریق سلسله اعصاب به عضلات صادر می شود در صورت تماس با جریان برق و تأثیر جریان های الکتریکی اضافی از خارج بر روی اعصاب، موجب حرکات ناگهانی و بسیار شدید عضلانی می‌‌گردد که ممکن است عمل آن عضو بدن را به طور موقت یا دائم مختلط یا متوقف نماید.

اگر الکترودی با نوک ظریف (یک میکرو الکترود که قطر آن از یک میکرون بیشتر نباشد) را به آرامی از غشاء خارجی به درون هر سلول زنده ای، از آمیب یا نورون انسانی فروکنیم، و در همین حال یک الکترود دیگر را در سطح خارجی سلول یا مایع احاطه کننده آن بگذاریم و آن دو را از طریق ولت سنج به هم وصل نماییم ولت سنج یک اختلاف پتانسیل یا ولتاژ میان داخل و خارج سلول را ثبت می کند.

برای اغلب سلول ها این ولتاژ موجود در دو سوی غشاء 70 تا100 میلی ولت است که در آن درون سلول منفی و بیرون آن مثبت است.

این اختلاف پتانسیل که به نظر خیلی زیاد هم نمی آید، کمابیش کلید فهم خواص تحریک پذیی عصب و عضله است.

اگر در نظر بگیریم که قطر غشاء سلول تنها یک میلیونیم سانتیمتر است، این پتانسیل آنقدرها هم کوچک به نظر نمی آید، اگر این پتانسیل را با اختلاف ولتاژ در روی یک سانتی متر مقایسه کنیم، پتانسیل استراحت در حدود چند هزار ولت برای هر سانتی متر خواهد بود که باری غول آسا است.

آنچه غشاء نورون را از سایر سلول ها مشخص می کند یک خاصیت آکسون است که در تجزیه زیر دیده می شود.

فرض کنیم یک الکترود در نقطه خاصی از غشاء نورون قرار داشته باشد و یک پتانسیل ثابت70- میلی ولت را ثابت کند.

حال اگر فرضاً آکسون این نورون رادر فاصله ای از الکترود ثبات با یک تکان الکتریکی یا از طریق مکانیکی و حتی با برخی مواد شیمیایی تحریک کنیم پس از یک مدت زمان بسیار کوتاه پس از تحریک درجه ولت سنج متصل به الکترود ثبات تغییر می کند و به سرعت به سوی صفر می‌رود.

آنگاه جهت قطبی شدن غشاء به مدت کوتاه معکوس می شود.

به نحوی که سوزن ولت سنج از حالت منفی به سوی مقابل می رود و تا حدود 40 میلی ولت مثبت می رسد.

تقریباً در همان زمان ولتاژ به صفر بر می گردد و به همان حد 70 میلی ولت منفی و یا حتی کمتر از آن نزول می کند.

مجموعه این فرآیندها در یک فاصله زمانی کمتر از یک هزارم ثانیه تکمیل می شود.

به این ترتیب الکترود ثبات عبور یک پتانسیل فعالیت را در طول آکسون نشان داده است.

اگر قرار بود رخدادهای چند نقطه متفاوت را در طول آکسون ثبت کنیم چنین به نظر می‌رسید که پتانسیل فعالیت شروع شده در نقطه تکان یا تحریک آکسون در طول آن مثل یک موج در دو جهت حرکت می کند.

سرعتی که پتانسیل فعالیت با آن در طول آکسون عبور می کند به عوامل چندی بستگی دارد که عمده آنها قطر آکسون است.

در یک آکسون معمولی، موج با سرعتی حدود 25 متر در ثانیه می گذد به هر حال این امر یعنی ظرفیت انتقال یک پتانسیل فعالیت کیفیت منحصر به فرد غشاء نورون است.

و به این دلیل می گوییم غشاء نورون تحریک پذیر است.

باید به چند خاصیت درباره انتقال پتانسیل فعالیت در طول آکسون توجه داشت.

نخست اینکه موج می تواند از محل تحریک درطول آکسون به هر دو جهت حرکت کند و آکسون نسبت به جهتی که موج حرکت می کند بی تفاوت است.

دیگر اینکه اندازه تحریک اولیه هر چه باشد، اگر بالاتر از یک آستانه مشخص قرار گیرد، اندازه پتانسیل فعالیت تغییری نمی کند، یعنی اندازه و شکل منحنی که در شکل قبل ترسیم شده بی توجه به اندازه محرک ایجاد کننده آن یکسان خواهد بود.

به هر حال دو بخش از این دستگاه عصبی خودکار در بدن انسان فعالیت می کنند که کارکرد آنها کمابیش در تقابل با یکدیگر قرار دارد.

این دو بخش به نام دستگاه های عصبی سمپاتیک و پاراسمپاتیک خوانده می شوند، به عنوان مثال تأثیر تحریک عصبی سمپاتیکی که به قلب می رود افزایش تعداد ضربانات قلب و تأثیر تحریک پاراسمپاتیک کاستن این تعداد است.

به نحوی که مشابه هورمون آدرنالین نیز که به وسیله بخش مرکزی غده های فوق کلیوی ترشح می شود مانند دستگاه سمپاتیک سبب تندشدن ضربان قلب می شود.

سایر آثار دستگاه سمپاتیک بر تمامی بدن، انقباض عضلات و مانند آن هم به وسیله هورمون آدرنالین تقلید می شوند.

1-4- برق گرفتگی برق گرفتگی عبارت است از اثرات سوء جریان برق روی سیستم بدن انسان به طور کلی فرمان های عصبی برای کنترل حرکات عضلات از مغز به وسیله جریان های الکتریکی بسیار ضعیف از طریق سلسله اعصاب به عضلات مخابره می شود وقتی که جریان های الکتریکی قوی از خارج بر روی اعصاب اثر بگذارد باعث حرکات ناگهانی و بسیار شدید عضلانی می شود.

که به آن اصطلاحاً برق گرفتگی می گویند.

این جریان الکتریکی ممکن است کار آن قسمت ها را به طور موقت یا دائم متوقف نماید.

در صورتی که این اختلال برای بعضی از اندام های حیاتی مانند مغز، قلب یا ریه ها به وجود آید می تواند سریعاً باعث مرگ شود.

شدت برق گرفتگی بستگی به شدت جریانی دارد که به بدن وارد می شود و شدت جریان نیز به میزان ولتاژ و میزان مقاومت مدار تشکیل شده دارد.

مقاومت مدار معمولاً شامل: مقاومت قسمتی از مدار برق رسانی- مقاومت بدن (مقاومت پوست، مقاومت داخلی بدن)- مقاومت مربوط به محل تماس بدن با زمین می شود.

1-5- زاویه امپدانس بدن انسان همانند تمام موجودات زنده از نقطه نظر قابلیت هدایت الکتریکی قابل تشبیه به مجموعه ای از مقاومت ها و ظرفیت ها می باشد.

از این موضوع نتیجه می شود، چنانچه تحت تأثیر یک نیروی الکتروموتوری متناوب قرار گیرد، از آن جریانی عبور می‌کند که شدتش هم فاز با اختلاف پتانسیل منبع نیست و نسبت به آن تقدم فاز دارد.

مادام برازیه، زاویه اختلاف فازQ را زاویه امپدانس نام نهاده است می توان این زاویه را به کمک یک پل کهلروش که در آن شخص در یکی از شاخه های پل قرار دارد اندازه گرفت.

مقاومتی که با شخص به طور متوالی دارد، با خازنی با ظرفیت متغیر مهار شده است و هدف از وجود خازن مزبور برقراری تعادل با ظرفیت موجود زنده است.

پل به وسیله جریان مقاومتی با فرکانس تقریباً 15000 به راه می افتد.

و متناوباً مقدار یکی از مقاومت ها و ظرفیت را تغییر می دهند تا اینکه در تلفون سکوت برقرار شود.

مقدارygQ را می توان بر حسب مقادیر الکتریکی پل به دست آورده و مقدار مزبور در عین حال بستگی به ظرفیت و مقاومت اهمی شخص دارد.

زاویه مزبور با سن شخص و جنس او تغییر می کند.

به طور متوسط در نزد بالغین برای خانم هاtgQ=0.114 و برای آقایانtgQ=0.155.

1-6- خطرات جریان برق به چه عواملی بستگی دارد 1- ولتاژ یا اختلاف پتانسیل 2- شدت جریان 3- نوع جریان (متناوب یا مستقیم) 4- مقاومت بدن و نقاط تماس با سیم برق 5- مسیر عبور جریان 6- زمان عبور جریان 7- فرکانس جریان 8- وجود جرقه به همراه برق گرفتگی 1-7- اثر ولتاژ بر طبق تجربیات به عمل آمده اگر پوست بدن سالم باشد و جریان از بدن انسان در مسیر دست به پا از یک طرف بدن عبور نماید در ولتاژ متناوب حدود 10 ولت مقاومت بدن 100 کیلواهم بوده است.

در صورتی که ولتاژ را بالا ببریم به تدریج مقاومت بدن کم می شود و از هزار ولت به بالا مقدار آن تقریباً 600 اهم می شود و بعد از آن به مقدار ولتاژ بستگی نخواهد داشت.

ماکزیمم مقدار ولتاژ مجاز که می تواند از بدن عبور نماید از رابطه زیر به دست می آید.

(1-1) فرمول طبق آزمایشات به عمل آمده مقاومت بدن انسان حدود 100 اهم است که اگر مقدار24 میلی آمپر در مدت1/0 ثانیه از بدن شخص عبور کند باعث بی نظمی در جریان قلب می‌شود و خطر مرگ را برای انسان ممکن می کند.

برابر استاندارد کشور انگلستان حداکثر ولتاژ مجاز تماس برای انسان در فرکانس 50 هرتز در شرایط عادی برابر با 50 ولت و طبق استاندارد آلمان 65 ولت و برای برق مستقیم هر دو استاندارد برابر 120 ولت می باشد.

(استانداردIEC نیز 50 ولت می باشد) ولتاژهای الکتریکی رایج برای خطوط انتقال نیرو عبارتند از20 کیلوولت، 63 کیلو ولت، 30 کیلوولت، 400 کیلوولت و حداکثر 700 کیلوولت می باشد.

برای آزمایش عایق ها در آزمایشگاه های فشار قوی تا ولتاژ (10میلیون ولت) نیز استفاده شده است.

پتانسیل الکتریکی که بین ابرها و کره زمین پدید می آید تا یک میلیارد برآورد شده است.

در الکتروتکنیک معمولاً ولتاژهای تا هزار ولت را فشار ضعیف11و20و3 کیلوولت را فشار متوسط و 63 کیلوولت به بالا را فشار قوی می گویند.

تقسیم بندی های مختلفی برای ولتاژ وجود دارد که از نوع خطرات و عوارض برق گرفتگی می توان تقسیم بندی زیر را ذکر کرد.

تقسیم بندی ولتاژها بر مبنای عوارض ناشی از برق گرفتگی: 1- ولتاژ خلی ضعیف کمتر از 50 ولت 2- ولتاژ فشار ضعیف500-50 ولت 3- ولتاژ متوسط 2000-500 ولت 4- ولتاژ فشار قوی بیش از 2000 ولت معمولاً حوادث الکتریکی با ولتاژ کمتر از1000 ولت را حوادث با ولتاژ پایین و بیش از 1000 ولت را برق گرفتگی با ولتاژ بالا یا فشار قوی گویند.

صدمات حرارتی جریان مستقیماً متناسب با ولتاژ آن است از نظر ایجاد سوختگی ولتاژ پایین باعث آسیب مستقیم به مح تماس با بدن یعنی پوست و بافت های مجاور آن شده اما ولتاژ بالا نه تنها در محل تماس ایجاد آسیب می کند بلکه به بافت هایی که در حین انتقال جریان از بدن در مسیر عبور جریان قرار می گیرند نیز صدمه وارد می کند.

در شرایط طبیعی جوی هر10000 ولت جریان می تواند باعث یونیزه شدن هوا تا فاصله3 سانتی متر در اطراف سیم مدار شود، بنابراین در حوالی سیستم های انتقال انرژی الکتریکی فشار قوی خطر ایجاد قوس الکتریکی و سوختگی شدید وجود دارد و نزدیک شدن به آن محدوده حتی بدون تماس با مدار خطرناک می باشد.

به همین دلیل در نیروگاه های برق و پست های فشار قوی متناسب با ولتاژ خطوط تأسیسات را دور از دسترس قرار داده و محصور می نمایند.

حتی در مواردی هم که عبور جریان الکتریکی قطع می شود نباید بلافاصله به مدار نزدیک شد چون اثر خازنی مدار می تواند با تخلیه الکتریکی خود باعث ایجاد قوس الکتریکی و صدمات ناشی از آن شود.

جدول1-2 لازم به ذکر است که حداکثر ولتاژ تماس مجاز به زمان عبور جریان از بدن نیز بستگی دارد چنانچه50 ولت برای زمان بیش از 5 ثانیه75 ولت برای مدت یک ثانیه،100 ولت برای 3/0 ثانیه، 150 ولت برای 1/0 ثانیه، 220 ولت برای 05/0 ثانیه بی خطر می باشد.

از این خاصیت برای مقاصد درمان با شوک الکتریکی استفاده می شود.

مثلاً بین دو گیجگاه فرد بیمار با قرار دادن دو الکترود یک ولتاژ 90 ولت به مدت حدود1/0 ثانیه اعمال می شود.

البته بایستی جریان در مسیر مشخص محدود شود که این عمل با قرار دادن الکترودهای فلزی با سطح مقطع زیاد بر روی گیجگاه ها پس از پوشاندن ناحیه مورد نظر با یک ماده ژلاتینی هادی انجام می شود.

همچنین در موارد ایجاد فیبریلاسیون بطنی از دستگاه دفیبریلاتور استفاده می شود.

این دستگاه یک محرک تک ولتاژ لحظه ای تا10000 ولت DC تولید می کند که جریانی بیش از100 میلی آمپر ایجاد می کند.

به این منظور الکترودهای بزرگی با بدن بیمار تماس پیدا کرده تا جریان در ناحیه وسیعتری پخش و احتمال سوزش از بین برود.

(در مدت چند میلی ثانیه) جریان لحظه ای حاصل از ولتاژ دفیبریلاتور، یک انقباض بطنی پایدار به وجود اورده که معمولاً می تواند فیبریلاسیون بطنی را متوقف کرده و عملکرد قلب را به حالت طبیعی برگرداند.

البته کاربرد این روش های درمانی کاملاً تخصصی و حساس است.

1-8- اثر شدت جریان وقتی که میزان جریان به تدریج افزایش پیدا کند ابتدا احساس سوزش سپس احساس حرارت و در مرحله بعد احساس درد به وجود می آید.

اگر جریانی حدود7 الی8 میلی آمپر به هر دو دست اتصال پیدا کند در عضلات ساعد انقباضاتی به وجود می آید.

و برای شدت جریانی10 تا 15 میلی آمپر تشنجات دست ها طوریست که نمی توان سیم را رها کرد.

و برای شدت جریانی بیش از 25 میلی آمپر جریان نماید باعث بی نظمی در کار قلب می شود و می تواند باعث از بین رفتن سلول های عصبی گردد.

در صورتی که شدت جریان به 25 تا75 میلی آمپر برسد و اگر بیش از 30 ثانیه به طول انجامد احتمالاً باعث مرگ خواهد شد.

چون مرگ به علت نارسایی تنفسی روی داده رنگ چهره فرد تیره می‌شود لذا آن را برق گرفتگی کبود نام گذاشته اند، خطرناک ترین حد شدت جریان بین 75 میلی آمپر تا 3 آمپر است که اگر بیش از2/0 ثانیه طول بکشد باعث از کار افتادن قلب و مرگ انسان می شود که به علت رنگ پریدگی چهره آن را برق گرفتگی سفید نام گذاشته اند.

در جریان بیش از3 آمپ اگر مدت تأثیرش کم باشد به ندرت باعث مرگ می شود ولی شدیداً باعث سوختگی می شود.

در فرکانس های پایین (50تا60 هرتز) جریانی که به بدن وارد می شود تقریباً به طول یکسان در مسیر عروق خونی در بدن تقسیم می شود و عملاً وقتی که قلب یا مرکز عصبی کنترل تنفس در مسیر جریان قرار بگیرد ایجاد برق گرفتگی خواهد شد.

در فرکانس50 هرتسی جریان های بیش از1 میلی آمپر قابل تشخیص هستند اما در فرکانسKH10 جریان هایی کمتر از 100 میلی آمپر قابل تشخیص نیستند.

اگر جریان برق مستقیم باشد برای تولید همان اختلالات قبلی شدت جریانی چهار برابر اعداد ذکر شده در جریان متناوب لازم است به طوری که در برق گرفتگی با جریان مستقیم شدت جریان کمتر از5 میلی آمپر محسوس نیست.

1-9- واکنش بدن در ولتاژDC در جریان های مختلف لازم به ذکر است که حداکثر شدت جریان مجاز بستگی به زمان عبور جریان دارد به طوری که جریان1 میلی آمپر می تواند برای زمان نامحدود و جریان 65 میلی آمپر برای1 ثانیه و جریان 500 میلی آمپر برای 1/0 ثانیه بی خطر باشد.

به طور کلی شدت برق گرفتگی بستگی به شدت جریان عبوری دارد.

خود شدت جریان به میزان ولتاژ و میزان مقاومت مدار تشکیل شده بستگی دارد.

هرچه ولتاژ بیشتر و مقاومت مدار کمتر باشد شدت جریان بالاتری از بدن فرد عبور می کند.

1-10- اثر مقاومت مدار معمولاً مقاومت مدار شامل مقاومت های زیر است که به طور سری نسبت به هم قرار می گیرند.

1- مقاومت آن قسمت از مدار برق رسانی 2- مقاومت بدن (مقاومت پوست، مقاومت محیط داخلی بدن) 3- مقاومت مربوط به نقطه اتصال بدن با زمین طبق بررسی های آزمایشگاهی (روی حیوانات) مقاومت بدن در مقابل جریان الکتریکی در قسمت های مختلف متفاوت است.

بیشترین مقاومت مربوط به لایه شاخی پوست که فاقد عصب و رگ های خونی می‌باشد و حدود 05/0 تا5/0 میلی متر ضخامت دارد.

پوست خشک و سالم و ضخیم بین 10 هزار تا 50 هزار اهم مقاومت دارند و اگر لایه شاخصی پوست نباشد این مقاومت به 7 الی8 هزار اهم می رسد و مقاومت پوست مرطوب یا عرق کرده حدود1000 اهم است در حالی که محیط داخلی بدن دارای مقاومت نسبتاً ثابتی در حدود500 اهم است.

مقاومت بدن انسان در عواملی چون محل تماس، سطح تماس، محل ورود و خروج جریان، مقدار شدت جریان، مدت عبور جریان، میزان ولتاژ، سختی اتصال الکترودها به پوست و نظایر آن دارد.

نظریه کروان (Krewan) که بر اساس آن مقدار ثابتC طوری انتخاب شده که وقتی R=2000 اهم در ولتاژ 250 ولت وK=0.83 باشد: در این رابطهR مقاومت بدن بر حسب اهم،V ولتاژ بر حسب ولت وK بنابراین افزایش ایمنی متناسب با کاهش ولتاژ می باشد به عنوان مثال اگرK=0.83 باشد در ولتاژ 250V میزان مقاومت بدنR=2000 اهم خواهد بود، با همین مقدارK اگر ولتاژ 65 ولت باشد مقاومت بدن حدود 6000 اهم خواهد بود.

عبور جریان الکتریسیته از بدن انسان تقریباً تابع تمامی قوانین مربوط به عملکرد الکتریسیته از یک هادی می باشد.

سفتی اتصال الکترودها به پوست باعث کاهش مقاومت پوست می شود.

افزایش شدت جریان باعث کاهش مقاومت پوست می شود.

ولتاژ بالا باعث کاهش مقاومت پوست می شود.

(به علت سوراخ شدن لایه شاخی پوست) مسیر عبور جریان مقاومت الکتریکی بدن را تغییر می دهد.

مقاومت بین اندام‌های مختلف بدن انسان به طور متوسط بین دست به دست حدود 4 هزار اهم بین دست و پا حدود 5/4 هزار اهم پا به پا حدود 5/6 هزار اهم هر دو دست و هر دو پا حدود 8/1 هزار اهم برخی از محققین مقاومت کلی بدن انسان را در برابر جریان متناوب به طور متوسط 1600 اهم و برای جریان مستقیم 4250 اهم ذکر کرده اند.

مقاومت بدن انسان در شرایط مختلف جسمی و روحی از قبیل گرسنگی، تشنگی، خستگی، خواب یا بیداری، خوشحالی یا ناراحتی، بیماری یا سلامتی مرتباً تغییر می کند در حالات هیجانی کمتر از حالات آرام است.

وقتی که پوست مرطوب است، آب به منافذ پوستی نفوذ کرده و مسیرهایی با مقاومت کم ایجاد می کند.

قاومت اتصال بدن به زمین بستگی دارد به جنس سطح زمین و نوع پوشش پای فرد، به عنوان مثال اگر شخص دارای کفش کف عایقی به پا داشته باشد و روی فرش ضخیم خشک ایستاده باشد مقاومت مدار بسیار زیاد شده و برق گرفتگی منجر به مرگ نمی‌شود.

1-11- مسیر عبور جریان مسیر عبور جریان از بدن در شدت اثرات نقش عمده ای دارد، حساس ترین عضو بدن در برابر شدت جریان قلب است و در اغلب موارد توقف قلب است که باعث مرگ می‌شود.

همچنین از کار افتادن عضلات حنجره و انقباض شدید ریه ها باعث قطع تنفس می‌شود.

ضمناً در اثر عبور جریان از مرکز کنترل تنفسی، تنفس قطع می شود و اگر جریان الکتریکی از قفسه سینه عبور کند باعث نوعی بی نظمی در ریتم قلب می شود.

بنابراین عبور جریان از قلب و سیستم تنفسی و مغز بسیار خطرناک است.

بررسی های تجربی نشان داده که در مسیر دست به دست 3/3 کل جریان از قلب عبور می کند.

در مسیر دست راست و پاها7/6 کل جریان از قلب عبور می کند.

در مسیر دست چپ به پاها 7/3 کل جریان از قلب عبور می کند.

در مسیر پا به پا فقط4/0 کل جریان از قلب عبور می کند.

بنابراین مسیر عبور جریان و مقدار جریان عبوری از قلب یا سیستم تنفسی بستگی به محل اتصال الکترودها دارد.

براساس تحقیقات انجام شده عوامل زیر در ایجاد فیبریلاسیون بطنی قلب دخالت دارند.

الف- جریان درمدتی از ریتم قلب که بطن ها در حالت استراحت هستند در حدود 25/0 از چرخه کل که حدود 2/0 ثانیه می باشد.

ب- میزان جریان خیلی زیاد نباشد، شدت جریان بین 75 میلی آمپر تا 2 الی 3 میلی آمپر باشد.

ج- طولانی بودن مدت زمان عبور جریان 1-12- نوع جریان (AC-DC) مقاومت بدن انسان در مقابل عبور جریان برق (متناوب) خیلی کمتر از جریان مستقیم است و به علت تغییر مداوم جهت جریان آسیب وارده به سلسله اعصاب شدیدتر است خطر جریان متناوب حدود 4 برابر جریان مستقیم است در جریان مستقیم اگر هیچ یک از سیم ها به زمین وصل نباشند تماس انسان با یک سیم خطری ندارد.

زیرا جریان مستقیم از خازن ها عبور نمی کند.

در صورتی که در جریان متناوب تماس با یک سیم هم خطرناک است.

چون سیم های حامل جریان متناوب با زمین تشکیل خازن داده و جریان متناوب از این خازن بین سیم و زمین عبور می کند.

به همین دلیل در مورد خطوط فشار قوی حتی نزدیک شدن به فازها بدن تماس نیز خطرناک است و در موقع تعمیر یا هر وقتی که لازم باشد به این خطوط نزدیک شویم بایستی جریان در آن قسمت قطع شود.

1-13- اثر فرکانس در برق گرفتگی بر طبق تجربیات به عمل آمده برروی حیوانات آزمایشگاهی با افزایش فرکانس خطر برق گرفتگی کاهش پیدا می کند.

به عنوان مثال ولتاژ حدود120 ولت به بدن تعداد مشخص حیوان آزمایشگاهی متصل گردید و نتایج زیر به دست آمد.

وقتی فرکانس به 200 هرتس برسد دست زدن به وسایل برقی بی خطر خواهد بود.

در جریان های با فرکانس زیاد الکترون ها شتاب زیادی داشته و بیشتر به سمت سطح جانبی جسم هادی متمایل می شوند.

به همین دلیل در اغلب سیم های حامل جریان با فرکانس بالا به جای سیم از لوله های هادی استفاده می شود چرا که جریان از مقطع سیم کمتری عبور می کند و بنابراین وقتی که انسان اتفاقی دستش با این نوع جریان ها تماس پیدا کند فقط محل تماس دچار سوختگی می شود.

بنابراین جریان های متناوب با فرکانس بالا بیشتر از پوست بدن عبور کرده و به اعضای حساس داخلی صدمه نمی زند.

1-14- وجود جرقه به همراه برق گرفتگی علاوه بر سوختگی هایی که بر اثر جرقه به وجود می آید و این جرقه برای چشم خطرناک هستند اما اگر یک جسم هادی که با زمین در ارتباط است به هادی دیگری که برق با ولتاژ بالا از آن عبور می کند نزدیک شود در فضای بین آن دو به علت تخلیه الکتریکی جرقه ایجاد می شود.

مکانیزم عمل هب این صورت است که هوای موجود بین دو جسم هادی یونیزه شده و در نتیجه مقاومت هوا در آن ناحیه کاهش می یابد و میزان جریان عبوری افزایش می یابد.

اگر هادی متصل به زمین یک انسان باشد و نزدیک خطوط فشار قوی قرار بگیرد در اینجا فرد دچار دو نوع آسیب دیدگی می شود.

از یک طرف سوختگی ناشی از جرقه و از طرف دیگر شوک الکتریکی ناشی از عبور جریان و در بیشتر موارد چون شخص جسم حامل جریان را لمس نمی کند به فواصل دور از جسم پرتاب می شود و هیچ گاه جذب سیم نمی شود که در این حالت همراه با جرقه است بنابراین جریان برای مدت کوتاهی از بدن فرد عبور می کند.

1-15- مدت زمان عبور جریان هر چه مدت زمان عبور جریان برق از بدن بیشتر باشد عوارض ناشی از برق گرفتگی شدیدتر خواهد بود.

مقاومت بدن انسان با مدت زمان عبور جریان از بدن رابطه معکوس دارد و با افزایش زمان تماس مقاومت بدن کم شده و پوست سوراخ می شود و همچنین طبق قانون ژول میزان انرژی حرارتی تولید شده در حین عبور از یک مقاومت متناسب با زمان می باشد بنابراین با افزایش زمان تماس میزان گرما و سوختگی ناشی از جریان افزایش می یابد.

از نظر برق گرفتگی نیز حداکثر مجاز تماس با جریان بستگی به زمان عبور جریان از بدن دارد.

چنانچه جریان یک میلی آمپر برای زمان نامحدود جریان 65 میلی آمپر برای یک ثانیه و جریان 500 میلی آمپر برای 1/0 ثانیه بی خطر می باشد.