Elektriskā strāva ir ļoti līdzīga ūdens plūsmai, tikai tā vietā, lai tās molekulas virzītos lejup pa upi, lādētas daļiņas pārvietojas pa vadītāju.
Lai elektriskā strāva plūstu caur ķermeni, tai jākļūst par elektriskās ķēdes daļu.
DC un AC
Elektriskās strāvas kaitīgās ietekmes uz cilvēka ķermeni pakāpe būs atkarīga no tās veida.
Ja strāva plūst tikai vienā virzienā, to sauc par līdzstrāvu (DC).
Ja strāva maina virzienu, to sauc par maiņstrāvu (AC). Maiņstrāva ir labākais veids, kā pārraidīt elektroenerģiju lielos attālumos.
Maiņstrāva ar tādu pašu spriegumu kā līdzstrāva ir bīstamāka un rada sliktākas sekas. Elektriskās strāvas iedarbība uz cilvēka ķermeni šajā gadījumā var izraisīt "rokas muskuļu sasalšanas" efektu. Tas ir, būs tik spēcīga muskuļu kontrakcija (tetānija), kuru cilvēks nespēs pārvarēt.
Iegūšanas veidihit
Tiešs kontakts ar elektrību notiks, kad kāds pieskaras vadošai daļai, piemēram, tukšam vadam. Privātmājās tas ir iespējams retos gadījumos. Netiešs kontakts rodas, ja notiek mijiedarbība ar jebkuru iekārtu vai elektroierīci, un nepareizas darbības vai uzglabāšanas un ekspluatācijas noteikumu pārkāpuma dēļ ierīces korpuss var tikt satricināts.
Jautrs fakts: kāpēc putnus nekad nesaņem elektrība, sēžot uz kabeļiem?
Tas ir tāpēc, ka starp putnu un strāvas kabeli nav sprieguma atšķirības. Galu galā tas nepieskaras zemei, tāpat kā jebkurš cits kabelis. Tādējādi putna un kabeļa spriegums sakrīt. Bet, ja pēkšņi putna spārns pieskaras, teiksim, metāla tinumam uz staba, elektrošoks neaizņems ilgu laiku.
Trieciena spēks un tā sekas
Īsi aplūkosim elektriskās strāvas ietekmi uz cilvēka ķermeni:
| Elektriskā strāva | Efekts |
| Zem 1 mA | Neuztver |
| 1mA | Tingling |
| 5mA | Neliels šoks. Tas nesāp. Cilvēks viegli atlaidīs pašreizējo avotu. Netīšas reakcijas rezultātā var rasties netieši savainojumi |
| 6-25 mA (sieviešu) | Sāpīgi satricinājumi. Muskuļu kontroles zudums |
| 9-30 mA (vīriešu) | "Neizlaista" strāva. Cilvēku var izmest no strāvas avota. Spēcīga piespiedu reakcija var izraisīt piespiedu savainojumu |
| 50 līdz 150 mA | Smagas sāpes. Elpošanas pārtraukšana. Muskuļu reakcijas. Iespējama nāve |
| 1 līdz 4, 3 A | Sirds fibrilācija. Nervu galu bojājumi. Iespējamā nāve |
| 10 A | Sirds apstāšanās, smagi apdegumi. Visticamāk nāve |
Kad strāva plūst caur ķermeni, nervu sistēma piedzīvo elektriskās strāvas triecienu. Trieciena intensitāte galvenokārt ir atkarīga no strāvas stipruma, tās ceļa caur ķermeni un kontakta ilguma. Ārkārtējos gadījumos šoks izraisa traucējumus normālā sirds un plaušu darbībā, izraisot bezsamaņu vai nāvi. Elektriskās strāvas iedarbības veidi uz cilvēka ķermeni tiek sadalīti atkarībā no tā, kādus sarežģījumus strāva radīja ķermenim.
Elektrolīze
Tas ir vienkārši: elektriskās strāvas trieciens veicinās asins un citu ķermeņa šķidrumu ķīmiskā sastāva izmaiņas. Kas vēl vairāk ietekmēs visu sistēmu darbību kopumā. Ja caur ķermeņa audiem vairākas minūtes iet līdzstrāva, sākas čūlas. Šīs čūlas, lai gan tās parasti nav letālas, var būt sāpīgas, un tām var būt nepieciešams ilgs laiks, lai tās dziedētu.
Apdegumi
Elektriskās strāvas termiskā ietekme uz cilvēka ķermeni izpaužas apdegumu veidā. Kad elektriskā strāva iet caur jebkuru vielu, kurai irelektriskā pretestība, izdalās siltums. Siltuma daudzums ir atkarīgs no izkliedētās jaudas.
Elektriskie apdegumi bieži vien ir visievērojamākie vietā, kur strāva nonāk organismā, lai gan iekšējie apdegumi ir diezgan izplatīti un, ja ne letāli, var izraisīt ilgstošu un sāpīgu traumu.
Muskuļu krampji
Kairinot un stimulējot dzīvos audus, muskuļos nonāk elektriskā izlāde, muskulis nedabiski un konvulsīvi sāk sarukt. Ķermeņa darbā ir dažādi traucējumi. Tā izpaužas elektriskās strāvas bioloģiskā ietekme uz cilvēka organismu. Ilgstošai piespiedu muskuļu kontrakcijai, ko izraisa ārējs elektrisks stimuls, ir viena neveiksmīga sekas, kad persona, kas tur elektrisko priekšmetu, nespēj to atbrīvot.
Elpošanas un sirdsdarbības apstāšanās
Muskuļiem starp ribām (starpribu muskuļiem) ir atkārtoti jāsaraujas un jāatslābina, lai cilvēks varētu elpot. Tādējādi šo muskuļu ilgstoša kontrakcija var traucēt elpošanu.
Sirds ir muskuļots orgāns, kam pastāvīgi jāsaraujas un jāatslābina, lai pildītu savu asins sūkņa funkciju. Ilgstoša sirds muskuļu kontrakcija traucēs šim procesam un novedīs pie tā apstāšanās.
Kambara fibrilācija
Kambara ir kameras, kas ir atbildīgas par asiņu izsūknēšanu no sirds. Kad notiek elektriskās strāvas trieciens, kambara muskulatūra būs neregulāra, nekonsekventaraustīšanās, kā rezultātā pārstās darboties "pumpēšanas" funkcija sirdī. Šis faktors var būt letāls, ja tas netiek labots ļoti īsā laika periodā.
Kambara fibrilāciju var izraisīt ļoti mazi elektriski stimuli. Pietiek ar 20 μA strāvu, kas iet tieši caur sirdi. Šī iemesla dēļ lielākā daļa nāves gadījumu ir saistīti ar kambaru fibrilāciju.
Dabas aizsardzības faktori
Ķermenim ir sava pretestība elektriskās strāvas iedarbībai uz cilvēka ķermeni ādas veidā. Tomēr tas ir atkarīgs no daudziem faktoriem: no ķermeņa daļas (biezāka vai plānāka āda), ādas mitruma un skartās ķermeņa zonas. Sausai un mitrai ādai ir ļoti atšķirīgas pretestības vērtības, taču tas nav vienīgais aspekts, kas jāņem vērā, saskaroties ar elektriskās strāvas triecienu. Izgriezumi un dziļi nobrāzumi veicina ievērojamu pretestības samazināšanos. Protams, ādas pretestība būs atkarīga arī no ienākošās strāvas jaudas. Bet tomēr ir daudz gadījumu, kad augstās ādas pretestības dēļ cilvēks papildus nepatīkamam elektrošokam nav guvis nevienu elektrisko traumu. Elektriskās strāvas iedarbība uz cilvēka ķermeni neizraisīja nevēlamas sekas.
Kā novērst elektriskās strāvas triecienu
Elektriskās strāvas trieciena novēršana, īpaši ikdienas dzīvē, ir drošas dzīves priekšnoteikums. Izolācija tiek izmantota visām strāvu nesošajām daļām. Piemēram, kabeļi ir izolēti elektrības vadi, kas ļauj tos izmantot bez elektriskās strāvas trieciena riska, un gaismas slēdži, kas atrodas kastē, neļauj piekļūt spriegumaktīvajām daļām.
Ir īpašas zemsprieguma ierīces, kas nodrošina papildu aizsardzību pret elektriskās strāvas triecienu.
RCD (atlikušās strāvas ierīces) var nodrošināt papildu elektrisko drošību. Elektriskās strāvas ietekme uz cilvēka ķermeni šajā gadījumā būs nulle. Šī ierīce nevēlamas noplūdes gadījumā dažu sekunžu laikā atslēgs bojātu elektroinstalācijas posmu vai bojātu elektroierīci, kas ne tikai paglābs cilvēku no strāvas saņemšanas, bet arī pasargās no ugunsgrēka.
Difavtomat papildus iepriekš aprakstītajām funkcijām nodrošina aizsardzību pret pārslodzi un īssavienojumiem.
Ir svarīgi nodrošināt, lai visus ar elektrību saistītos darbus mājās veiktu kvalificēts elektriķis, kuram ir tehniskās zināšanas un pieredze, lai nodrošinātu darba drošību.
Elektrības jauda dzīvās būtnēs
Elektroķīmiskā enerģija tiek ražota katrā dzīvā organisma šūnā. Dzīvnieka vai cilvēka nervu sistēma sūta signālus, izmantojot elektroķīmiskas reakcijas.
Praktiski katram elektroķīmiskajam procesam un tā tehnoloģiskajam pielietojumam ir nozīme mūsdienuzāles.
Filma par Frankenšteinu izmanto specifisko elektriskās strāvas ietekmi uz cilvēka ķermeni. Elektrības spēks pārvērš mirušu cilvēku par dzīvu briesmoni. Lai gan elektrības izmantošana šādā kontekstā joprojām nav iespējama, mūsu ķermeņa funkcionēšanai ir nepieciešami elektroķīmiskie spēki. Šo spēku izpratne ir ļoti palīdzējusi medicīnas attīstībai.
Elektriskās strāvas darbība: pirmie eksperimenti
Sākot ar 1730. gadu, pēc Stīvena Greja eksperimentiem ar elektriskās strāvas pārvadīšanu no attāluma, nākamo piecdesmit gadu laikā citi pētnieki atklāja, ka elektriski lādēta stieņa pieskāriens var izraisīt beigtu dzīvnieku muskuļu kontrakciju. Tipisks piemērs elektriskās strāvas ietekmei uz bioloģisku objektu ir itāļu ārsta, fiziķa un biologa Luidži Galvani, kurš tiek uzskatīts par vienu no elektroķīmijas pamatlicējiem, eksperimentu sērija. Šajos eksperimentos viņš caur nerviem raidīja elektrisko strāvu uz vardes kāju, un tas izraisīja muskuļu kontrakciju un ekstremitātes kustību.
Deviņpadsmitā gadsimta beigās daži ārsti sāka pētīt elektriskās strāvas ietekmi uz cilvēka ķermeni, bet ne mirušu, bet dzīvu! Tas viņiem ļāva izveidot detalizētākas muskuļu sistēmas kartes, kas iepriekš nebija pieejamas.
Elektroterapija un triki
Astoņpadsmitā un deviņpadsmitā gadsimta sākumā elektriskā strāva tika izmantota visur. Ārsti, zinātnieki un šarlatāni, kas ne vienmēr atšķiras viens no otra, izmantoja elektroķīmiskos triecienus, lai ārstētu jebkuru slimību, īpaši paralīzi unišiass.
Tajā pašā laikā parādījās īpaši šovi, kas gan biedēja, gan izraisīja mežonīgu sajūsmu. To būtība bija atdzīvināt līķi. Tas izdevās Džovanni Aldīni, kurš ar elektriskās strāvas palīdzību lika mirušajam "atdzīvoties": viņš atvēra acis, pakustināja ekstremitātes un piecēlās.
Aktuāli mūsdienu medicīnā
Elektriskās strāvas ietekmi uz cilvēka organismu līdztekus ārstēšanai (piemēram, fizioterapijai) var izmantot arī, lai laikus atklātu veselības problēmas. Īpašas ierakstīšanas ierīces tagad pārvērš ķermeņa dabisko elektrisko aktivitāti diagrammās, kuras pēc tam ārsti izmanto, lai analizētu novirzes. Tagad ārsti diagnosticē sirds anomālijas ar elektrokardiogrammām (EKG), smadzeņu darbības traucējumus ar elektroencefalogrammām (EEG) un nervu funkcijas zudumu ar elektromiogrammām (EMG).
Dzīve caur elektrisko strāvu
Viens no dramatiskākiem elektrības izmantošanas veidiem ir defibrilācija, kas dažkārt tiek rādīta filmās kā sirds "iedarbināšana", kas jau ir pārtraukusi darboties.
Patiesi, īsa, nozīmīga apmēra uzliesmojums dažkārt (bet ļoti reti) var restartēt sirdi. Tomēr biežāk defibrilatorus izmanto, lai koriģētu aritmiju un atjaunotu normālu stāvokli. Mūsdienu automatizētie ārējie defibrilatori spēj reģistrēt sirds elektrisko aktivitāti, noteikt fibrilācijusirds kambarus, un pēc tam, pamatojoties uz šiem faktoriem, aprēķiniet pacientam nepieciešamo strāvas daudzumu. Daudzās sabiedriskās vietās tagad ir defibrilatori, lai elektriskā strāva un tās ietekme uz cilvēka ķermeni šajā gadījumā novērstu sirdsdarbības traucējumu izraisītu nāvi.
Jāpiemin arī mākslīgie elektrokardiostimulatori, kas kontrolē sirdsdarbību. Šīs ierīces tiek implantētas zem ādas vai zem pacienta krūškurvja muskuļiem un caur elektrodu un sirds muskuli pārraida aptuveni 3 V elektriskās strāvas impulsus. Tas stimulē normālu sirds ritmu. Mūsdienu elektrokardiostimulatori var kalpot līdz 14 gadiem, pirms tie ir jānomaina.
Elektriskās strāvas iedarbība uz cilvēka ķermeni ir kļuvusi par ikdienu, un ne tikai medicīnā, bet arī fizioterapijā.
