Описания лабораторных работ / Описание лаб3 БЖД

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Филиал государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ» В Г. СМОЛЕНСКЕ

кафедра «Физика»

Лабораторная работа №3

Исследование опасности электрического тока

Задание и описание к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности»

Смоленск 2015

УДК 502.3 (076.5) О-62

Допущено Учебно-методическим советом в качестве лабораторного практикума для студентов филиала

ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в г. Смоленске, обучающихся по всем направлениям подготовки бакалавров

Подготовлено на кафедре физики

Рецензент Доктор технических наук, профессор Панченко С.В.

Лабораторная работа № 3 «Исследование опасности электрического тока». Белалов В. Р. Задание и описание к лабораторной работе «Исследование опасности

электрического тока» [Электронный ресурс] / В. Р. Белалов, А. И. Лазарев, А. Ф. Богатырев. Электрон. текстовые дан. – Смоленск : филиал ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в г. Смоленске, 2015. – Режим доступа: URL https://sites.google.com/site/physicasbmpei/studentu/bezopasnost-ziznedeatelnosti

Лабораторный практикум содержит описание лабораторной работы по определению величины порогового ощутимого тока, зависимости сопротивления тела человека от рода и величины тока, проходящего через него, а также от приложенного напряжения на собственном опыте.

© филиал ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в г. Смоленске, 2015

2

Цель работы: Определить значение порогового ощутимого тока, зависимости сопротивления тела человека от рода и величины тока, проходящего через него, а также от приложенного напряжения на собственном опыте.

Программаработы

1.Определить значение порогового ощутимого переменного, постоянного, однополупериодного и двухполупериодного токов.

2.Определить значение электрического сопротивления тела человека при переменном, постоянном выпрямленных токах.

3.Определить зависимость сопротивления тела человека от величины, частоты и рода тока, протекающего через человека и от величины приложенного напряжения.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1.Результаты измерения порогового ощутимого тока и напряжения, сведенные

втабл.1.

Таблица 1.

3. Результаты измерения сопротивления тела человека от частоты, протекающего через него тока сводится в табл.3.

Таблица 3.

f, 50 100 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Гц

U,

В

Rh,

кОм

4. Результаты измерения сопротивления тела человека при пороговом ощутимом токе от частота протекающего через него тока сводятся в табл.4.

3

Таблица 4.

f, 50 100 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Гц

U,

В

Ih,

мА

5. Графики зависимостей:

Rh = f(Ih) – 4 кривые; Rh = f(f); Ih = f(f)

6. Заключение о сравнительной опасности различных родов тока.

1. Теоретическая часть

Величина электрического тока, проходящего через тело человека, является основным фактором, обуславливающим исход поражения. Вместе, с тем больше значение имеет длительность воздействия тока, его частота и род. Сопротивление тела человека и величина приложенного к нему напряжения также влияет на исход поражения, поскольку они определяют величину тока, протекающего через человека.

Небольшие токи (несколько миллиампер), в основном, на нервную систему, создавая помехи биотокам. Токи порядка десятков миллиампер вызывают непроизвольное судорожное сокращение мышц и могут привести к параличу дыхания, трепетанию желудочков (фибрилляции) сердца, в наиболее сложных случаях – к параличу сердца.

Явление, связанное с действием тока на нервную систему, в результате чего развивается паралич мышц, фибрилляция и паралич дыхания, носит название электрического удара.

В случае поражения током порядка нескольких ампер наряду с электрическим ударом возникают ожоги тела пострадавшего.

Изучение физиологического воздействия тока на организм человека ведется путем расследования несчастных случаев, а также на сновании опытов с животными и людьми. В результате уставлены значения токов, вызывающих то или иное физиологическое воздействие на человека, которые указаны в таблице 1.

4

Из таблицы можно выделить следующие пороговые значения тока:

1.Пороговый ощутимый ток – наименьшая ощутимая величина тока (0,6 – 1,5 мА при 50-60 Гц и 5 – 7 мА при постоянном токе).

2.Отпускающий ток – наибольшее значение тока, при котором человек в состоянии преодолеть судороги мышц, то есть самостоятельно освободиться от захваченных электродов (10 – 15 мА при 50-60 Гц и 20 – 25 мА при постоянном токе).

3.Пороговый неотпускающий ток – наименьший ток, при котором человек уже не может самостоятельно освободиться от захваченных электродов действием тех мышц, через которые проходит ток (20 – 25 мА при 50-60 Гц и 50 – 80 мА при постоянном токе).

4.Смертельный ток (100 мА и более). На исход электрического поражения весьма существенное влияние оказывает длительность нахождения человека в цепи тока. Чем дольше он находится в цепи, тем тяжелее его поражение. Объясняется это тем, что под воздействием тока, за счет так называемого термического эффекта, повышенного потоотделения и пробивания рогового слоя кожи, сопротивление тела человека с течением времени падает. Кратковременное воздействие (менее 0,1 с) даже сравнительно больших токов (до 800 мА) может не вызывать гибели человека. Опасность поражения зависят также от рода и частоты тока. Опасность токов различного рода при прочих равных условиях различна. Объясняется это большой разницей их действия. Постоянный ток производит в организме главным образом термическое и электролитическое действие, а переменный – судорожное сокращение мышц. Переменный ток промышленной частоты (50 Герц) оказывает, значительно большее действие, чем постоянный ток. Выпрямленный ток оказывается опаснее "чистого" постоянного, а однополупериодный даже опаснее переменного.

При частоте больше или меньше 50 Гц опасность тока снижается, т.е. повышаются пороговые значения тока, однако это свойство становится практически заметным при частотах 10 Гц и ниже, а также 1000 Гц и выше.

Сопротивление тела человека почти полностью определяется сопротивлением рогового слоя кожи. При загрязнений кожи (землей, металлической пылью и т.п.) или при увлажнении (водой, растворами кислот и щелочей, эмульсией и т.п.) общее сопротивление резко падает. Сопротивление кожного покрова колеблется в пределах 10 – 100 кОм, в зависимости от участка тела человека.

На изменение сопротивления кожи влияет: величина приложенного напряжения, род тока, длительность его прохождения, величина поверхности контакта, плотность контакта и даже эмоциональное состояние человека. Сопротивление кожи уменьшается при возрастании величины приложенного напряжения и тока, проходящего через кожу. Это объясняется увеличением потоотделения, нагревом кожи и электролитическими изменениями.

Электрическое сопротивление тела человека не является чисто активным. При измерении всегда обнаруживается некоторая емкостная составляющая. Однако, в практических расчетах емкостной составляющей пренебрегают и считают сопротивление тела человека чисто активным, равным 1000 Ом.

5

2.Экспериментальная часть

а) описание применяемого оборудования

Работа выполняется на стенде, схема которого показана на рис. 2.

Поскольку протекание тока через тело человека связано с известной опасностью, стенд сконструирован так, чтобы свести эту опасность к нулю.

Чтобы испытуемый не оказался под напряжением сети, в схеме применено двойное разделение цепей, напряжение на испытуемого подается с выходных контактов генератора звуковой частоты, который в свою очередь питается от вторичной обмотки разделительного трансформатора 220/220 В, подключенного к городской сети через контакты магнитного пускателя.

Для ограничения тока, протекающего через тело испытуемого, последовательно с ним включенрезистор, причемзначениетоканепревышает10 мА.

Параллелью участку цепи человек-миллиамперметр присоединены нормально замкнутые контакты кнопки «К». В начале опыта испытуемый должен нажать на эту кнопку и удерживать ее в нажатом положении до конца опыта. Если испытуемый не в состоянии выдержать протекаемый через него ток, то он отпускает кнопку и тем самым шунтирует себя и миллиамперметр очень малым сопротивлением.

Для регулирования величины тока, протекающего через тело испытуемого, служит ручка «регулятор выхода», расположенная на генераторе сигналов. ДЛЯ изменения тока применяется прибор М95; напряжения – М265М. Для регулирования частоты тока служит ручка «частота» на левой панели стенда.

б) порядок проведения работы

1.Подготовить таблицы для записей (табл. 1, 2, 3, 4).

2.Определить пороговые ощутимые токи и напряжения на переменном токе, для

чего:

а) установитьна стенде заданную частоту; б) включить «сеть» на стенде;

в) ручку переключателя "род тока" установить в положение – переменныйток; г) установить ручку «регулятор выхода» в крайнее левое положение «0»;

д) испытуемый ставит свои ноги на резиновый коврик и, взяв в руки электроды, одним из них нажимает на кнопку «К»;

е) один из членов бригады постепенно повышает ток ручкой «регулятор выхода», одновременно наблюдая показания миллиамперметра и вольтметра.

Испытуемый должен заметить первое ощущение тока и сказать об этом. Величины тока и напряжения, при которых наступило первое ощущение, записываются в табл.1.

Определение порогового ощутимого тока производится для всех членов бригады.

3.Подобные измерения провести для постоянного и выпрямленного одно- и двухполупериодного токов.

4.Определить зависимость сопротивления тела человека от значения тока, протекающего через него, и приложенного напряжения, для чего:

а) включить схему (переключатель «род тока» в положение переменный ток); б) испытуемый ставит свои ноги на резиновый коврик и, взяв в руки электроды,

одним из них нажимает на кнопку «К»; в) один из членов бригады устанавливает ток 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 мА; другой,

наблюдая показания вольтметра записывает результаты в табл.2.

5.По окончании измерений на переменном токе ручку переключатель «род тока»

6

переключить в положение «постоянный ток» и произвести измерения на постоянном токе в том же порядке, т.е. так, как указано в п.4.

6.Произвести измерения в том же порядке на одно- и двухполупериодном токе. Определение сопротивления тела человека производится на одном из членов бригады, причем при переходе на другой ток испытуемый не меняется, в противном случае невозможно сравнить сопротивление тела человека по постоянному и переменному току.

7.Определить зависимость сопротивления тела человека от частоты, протекающего через него тока, для чего:

а) включить схему (переключатель «род тока» в положение переменный ток); б) испытуемый ставит свои ноги на резиновый коврик и, взяв в руки электроды,

одним из них нажимает на кнопку «К»; в) один из членов бригады устанавливает ток 1 мА; другой изменяя частоту и

наблюдая показания вольтметра, записывает результаты в табл.3.

8.Определить зависимость порогового ощутимого тока от частоты. Результаты измерений занести в табл. 4.

в) особые указания

1.Дня обеспечения полной безопасности стенд должен быть исправен. Если замечена какая-либо неисправность, работа должка быть немедленно прекращена и о неисправности должно быть доложено преподавателю.

2.Чтобы правильно выявить зависимость сопротивления человека от рода и величины тока, а также от приложенного напряжения, необходимо держать электроды так, чтобы плотность контакта не менялась в течение опыта.

Нажимать кнопку «К» следует электродом, зажатым в руке, а не рукой.

3.Правила оказания первой помощи пострадавшему при поражении электрическим током

3.1.Правила соблюдения собственной безопасности на месте происшествия

Правило первое. Если есть вероятность возгорания, взрыва, обвала и прочего, что может угрожать жизни – вынести пострадавшего из очага возможного возгорания, взрыва или обвала.

Внимание! В очаге обрушения, пожара или взрыва имеют право работать только профессиональные спасатели, пожарные и личный состав спецподразделений. Лицам других профессий запрещено входить в опасную зону и находиться там по своей инициативе.

Правило второе. Если пострадавший лежит в зоне шагового напряжения или касается электрического провода, то приближаться к нему можно только в диэлектрических ботах или "гусиным шагом". Прикасаться к пострадавшему можно только после полного освобождения его от действия электрического тока.

Правило третье. Когда в замкнутом пространстве ощущается запах газа или у пострадавшего отмечается неестественно розовый цвет кожи, необходимо вынести его из опасной зоны или разбить окна.

Внимание! Недопустимо пользоваться зажигалками или спичками, включать электрооборудование или наносить удары металлическими предметами в любом загазованном пространстве.

Внимание! Прежде чем действовать, необходимо обеспечить собственную безопасность с учетом наиболее частых опасных ситуаций на объектах электроэнергетики.

7