by 
Καλησπέρα στην ομάδα.Με ρώτησε πρόσφατα ένας μαθητής μου πώς ο Τέσλα πραγματοποίησε τη γνωστή επίδειξη, για να αποδείξει ότι το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι ακίνδυνο, αφήνοντας να περάσει από το σώμα του ρεύμα (εναλλασσόμενο) χιλιάδων Volt χωρίς να πάθει τίποτα. Εμένα η μόνη απάντηση που μου έρχεται είναι ότι αφού η τάση ήταν υψηλή η ένταση ( από το νόμο του Ohm) θα είναι χαμηλή και επομένως θα είναι ακίνδυνο. Υπάρχει περίπτωση να έχει να κάνει με το ότι το εναλλασσόμενο δεν έχει σταθερή φορά;
Μήπως το επιδερμικό φαινόμενο;
Σύνδεσμος
Εννοείτε την αντίσταση που παρουσιάζει το δέρμα μας; Άρα το γεγονός ότι είναι εναλλασσόμενο το ρεύμα δεν παίζει κανένα ρόλο; Γιατί νόμιζα ότι επειδή είναι εναλλασσόμενο ότι η φορά του αλλάζει και έτσι δεν διαπερνά το σώμα μας αφού δεν έχει συγκεκριμένη κατεύθυνση.
Στεφανία και Γιάννη καλησπέρα.
Στεφανία τι να σου πω. Είναι ένα από τα ανεξήγητα της φυσικής.
Σκέφτομαι ότι ίσως ο ηλεκτρικός θάνατος να είναι αντιστρεπτό φαινόμενο. Δηλ. καθώς περνάει ο πρώτος παλμός ρεύματος από το σώμα σου να τείνει να σε σκοτώσει, ενώ όταν περνά ο δεύτερος, επειδή έχει αντίθετη φορά, να έχει και αντίθετο αποτέλεσμα.
Γιάννη τι λες, να κάνω κανένα σχετικό πείραμα; (να κάνετε κύριε, είπαν οι μαθητές).
Καλησπέρα Στεφανία, καλησπέρα Γιάννη και Νίκο.
Θα έλεγα να αναφερθούν συγκεκριμένα δεδομένα για την έκθεση του Tesla στο Ε.Ρ. αφού δεν έχω άμεση γνώση λεπτομερειών. Μήπως έχουμε και …μυθολογία;
Κάποιες σκέψεις, ατάκτως ειρημένες:
-Το εναλλασσόμενο είναι πολύ πιο επικίνδυνο από το συνεχές ρεύμα.
-Αυτό που παίζει ρόλο στη ζημιά που προκαλείται στον οργανισμό δεν είναι η τάση, αλλά η ένταση του ρεύματος. Υπενθυμίζω την δράση του πηνίου Ruhmkorff (και τα πειράματα του Καίσαρα στο ΜΑΜΦ…)
– Σημασία έχει επίσης η πορεία του ρεύματος, μέσα στο σώμα. Είναι άλλη η δράση αν η διαδρομή είναι από χέρι σε χέρι (πολύ επικίνδυνο) και άλλο για παράδειγμα από πόδι στο έδαφος…
-Η αντίσταση του δέρματος δεν είναι σταθερή. Χέρια σκληρά ενός ηλεκτρολόγου, μπορεί να παρουσιάζουν μεγάλη αντίσταση, οπότε μια τάση 220V να μην τον τινάζει, ενώ αντίθετα στα χέρια ενός γραφιά, θα έχει καταστροφικά αποτελέσματα…
Καλησπέρα παιδιά.
Έχω ακούσει από παλιότερους συναδέλφους ότι ο Αλεξόπουλος διεβίβαζε σε βοηθό του υψίσυχνο ρεύμα και δεν είχαμε ηλεκτροπληξία.
Μία μόνο φορά υπήρξε ενόχληση από τον βοηθό.
Έχουμε ίδια περίπτωση από τον Τέσλα;
Γιάννη ο Αλεξόπουλος μας έδειχνε το πηνίο Ruhmkorff (που έγραψα παραπάνω) το οποίο έβγαζε μερικές χιλιάδες Volts.
Μας εξηγούσε λοιπόν ότι αν βάλει το δάκτυλό του, δεν θα έχει κάποια βλάβη, αφού η ένταση είναι μικρή (ισοδύναμα μικρή η ισχύς) και …
-Κ. Μαρίνε βάλτε το χέρι σας…
Ο Μαρίνος στην άλλη άκρη … πήγαινε για να βάλει το χέρι του…
Τώρα όσον αφορά υψίσυχνα ρεύματα, σκέφτομαι ότι μάλλον θα εμφανίζουν μεγαλύτερη εμπέδηση… Πώς ακούγεται;
Μερικές πληροφορίες πάνω στο θέμα:
Η αντίσταση του ανθρώπινου σώματος είναι εξαιρετικά ευμετάβλητη. Το δέρμα αποτελεί την κύρια αντίσταση («αντίσταση επαφής») που συναντά το ρεύμα και ο βαθμός αυτός της αντίστασης εξαρτάται από το πάχος και την υγρασία του δέρματος, καθώς και από την επιφάνεια της επαφής. Κυμαίνεται από 500 Ω/cm2 για λεπτό και υγρό δέρμα μέχρι 1-2 MΩ/cm2 για πολύ παχύ και ξηρό δέρμα. Γενικά, το υγρό δέρμα έχει μόνο το 1% της αντίστασης του στεγνού. Αν το δέρμα δεν είναι άθικτο (έχει αμυχές) ή το ρεύμα εφαρμοστεί σε υγρούς βλεννογόνους (π.χ. στόμα) η αντίσταση μπορεί να είναι μόλις 100 Ω/cm2.
Χαμηλότερη αντίσταση έχουν τα νεύρα, οι μύες και τα αιμοφόρα αγγεία. Γενικότερα, τα υγρά του σώματος είναι καλοί αγωγοί λόγω των σημαντικών συγκεντρώσεων ιόντων. Την υψηλότερη αντίσταση την έχουν τα οστά. Πρέπει να σημειώσουμε ότι τα παιδιά έχουν εκτός από λεπτότερο δέρμα και μεγαλύτερο ποσοστό ύδατος στο σώμα τους και ως εκ τούτου είναι πιο ευάλωτα σε ηλεκτροπληξία.
Αν η αντίσταση του δέρματος είναι μεγάλη η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική, με αποτέλεσμα σοβαρά δερματικά εγκαύματα στα σημεία επαφής, αλλά λιγότερες εσωτερικές βλάβες. Αν η αντίσταση του δέρματος είναι χαμηλή τα δερματικά εγκαύματα είναι λιγότερο εκτεταμένα ή απουσιάζουν, με περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια να εκλύεται σε εσωτερικές δομές. Αυτό σημαίνει ότι η απουσία επιφανειακών εγκαυμάτων δε συνεπάγεται την απουσία βλαβών και η σοβαρότητα των εγκαυμάτων δεν είναι ενδεικτική της σοβαρότητα των εσωτερικών βλαβών.
Η βλάβη στους εσωτερικούς ιστούς εξαρτάται εκτός από την αντίσταση τους και από την πυκνότητα του ρεύματος (ρεύμα ανά μονάδα επιφάνειας) και αυτό γιατί περισσότερη ενέργεια συγκεντρώνεται σε ένα σημείο όταν το ίδιο ρεύμα ρέει διαμέσου μικρότερης επιφάνειας. Για παράδειγμα, καθώς η ηλεκτρική ενέργεια ρέει σε ένα χέρι (κυρίως διαμέσου ιστών χαμηλής αντίστασης όπως νεύρα, μύες, αγγεία), η πυκνότητα του ρεύματος αυξάνει στις αρθρώσεις γιατί σε μεγάλο ποσοστό αποτελούνται από ιστούς με μεγάλη αντίσταση (π.χ. οστά, τένοντες), με αποτέλεσμα να μειώνεται η επιφάνεια ιστών χαμηλής αντίστασης. Έτσι, η βλάβη που προκαλείται στους χαμηλής αντίστασης ιστούς τείνει να είναι πιο σοβαρή στις αρθρώσεις.
Η διάρκεια έκθεσης στο ηλεκτρικό ρεύμα
Από δεδομένα που συλλέχτηκαν κυρίως από πειράματα σε ζώα προκύπτει ότι τα επίπεδα ρεύματος που απαιτούνται για την πρόκληση κοιλιακής μαρμαρυγής στους ανθρώπους εξαρτώνται από τη διάρκεια έκθεσης, τη μάζα του σώματος, τη διαδρομή του ρεύματος και την ένταση του ρεύματος.
Έχει βρεθεί μια εμπειρική εξίσωση που συνδέει το διάστημα του χρόνου με το ελάχιστο ρεύμα το οποίο απαιτείται για να προκληθεί κοιλιακή μαρμαρυγή: Imin= 116 / t1/2
Όπως βλέπουμε το ελάχιστο ρεύμα για κοιλιακή μαρμαρυγή είναι αντιστρόφως ανάλογο της τετραγωνική ρίζας του χρόνου έκθεσης.
Διάγραμμα με ζώνες χρόνου-ρεύματος των αποτελεσμάτων του εναλλασσόμενου ρεύματος (50Hz) στο ανθρώπινο σώμα όταν ακολουθεί διαδρομή από το αριστερό χέρι στα πόδια.
Για μικρής διάρκειας σοκ, μικρότερης του καρδιακού κύκλου (< 1 s) το ηλεκτρικό ρεύμα που θα προκαλέσει κοιλιακή μαρμαρυγή πρέπει να είναι μεγάλο και να επιδράσει στην ευάλωτη φάση του καρδιακού κύκλου (κύμα Τ, φάση επαναπόλωσης των κοιλιών). Σοκ μεγαλύτερης διάρκειας από τον καρδιακό κύκλο προκαλούν πρόωρες έκτατες συστολές, που καθιστούν πιο ευάλωτο το μυοκάρδιο ύστερα από 4-5 κύκλους.
Το ποσό της θερμότητας που εκλύεται ισούται Q = I2*R*t. Άρα, για ένα δεδομένο ρεύμα όσο μεγαλύτερη η διάρκεια έκθεσης τόσο μεγαλύτερη θερμική βλάβη υφίστανται οι ιστοί.
Τέλος, πρέπει να σημειώσουμε ότι όταν ένας άνθρωπος υφίσταται ηλεκτροπληξία διεγείρονται οι ιδρωτοποιοί αδένες με αποτέλεσμα την έκκριση ιδρώτα που μειώνει την αντίσταση του δέρματος με συνέπεια να αυξάνει το ρεύμα καθώς περνάει ο χρόνος.
Το είδος του ρεύματος AC/DC
Ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν τη φύση και τη σοβαρότητα των βλαβών που προκαλούνται από ηλεκτροπληξία είναι το είδος του ρεύματος, αν δηλαδή πρόκειται για συνεχές (DC) ή για εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). Γενικά, η έκθεση σε εναλλασσόμενη πηγή θεωρείται 3-5 φορές πιο επικίνδυνη από την έκθεση σε συνεχή της ίδιας τάσης, εξαιτίας της ενδεχόμενης τετανίας που μπορεί να προκληθεί με συνέπεια την παρατεταμένη επαφή του θύματος με την πηγή. Επιπλέον, η επαναληπτική φύση του εναλλασσόμενου ρεύματος αυξάνει την πιθανότητα πρόκλησης θανατηφόρας κοιλιακής μαρμαρυγής. Όπως είδαμε, απαιτείται πολύ μεγαλύτερη ένταση συνεχούς για να έχουμε αντίστοιχα με το εναλλασσόμενο ρεύμα αποτελέσματα.
Αντίθετα, η επαφή με υψηλής τάσης συνεχές προκαλεί συνήθως μία μοναδική βίαια μυϊκή σύσπαση που, συχνά, εκτινάσσει το θύμα μακριά από την πηγή. Το γεγονός αυτό καθιστά μικρότερη τη διάρκεια έκθεσης αλλά αυξάνει την πιθανότητα μηχανικού τραυματισμού. Ακόμη, το συνεχές ρεύμα μπορεί να προκαλέσει καρδιακή ασυστολή, η οποία, όμως, έχει καλύτερη πρόγνωση από την κοιλιακή μαρμαρυγή αφού η καρδιά σε αυτή την περίπτωση έχει καλές πιθανότητες να επανέλθει από μόνη της. Τέλος, το συνεχές επιφέρει και ηλεκτρολυτική διάσπαση των φυσιολογικών υγρών του σώματος.
Η Συχνότητα του ρεύματος
Η συχνότητα του ρεύματος επηρεάζει τόσο το κατώφλι όσο και το αίσθημα της αντίληψης του ρεύματος. Απαιτείται ρεύμα 7 mA συχνότητας 5 kHz για να προκαλέσει αίσθημα μυρμηγκιάσματος, ενώ ανάμεσα στα 100 με 200 kHzη αντίληψη αλλάζει σε αίσθημα θερμότητας.
Συνεχής μυϊκή σύσπαση (τετανία) προκαλείται όταν οι μυϊκές ίνες διεγείρονται 40-110 φόρες το δευτερόλεπτο.
Γραφική παράσταση του μέγιστου ρεύματος που επιτρέπει απαγκίστρωση από τα ηλεκτρόδια που κρατά ένας άνθρωπος, ένα σε κάθε χέρι του, σε συνάρτηση με τη συχνότητα του ρεύματος.
Έχει βρεθεί ότι εναλλασσόμενα ρεύματα 30 – 60 Hz είναι τα πιο επικίνδυνα να προκαλέσουν κοιλιακή μαρμαρυγή απαιτώντας τη μικρότερη ένταση από ρεύμα οποιασδήποτε άλλης συχνότητας. Δυστυχώς, η συχνότητα μεταφοράς του οικιακού ρεύματος είναι 50 Hz στην Ευρώπη και 60 Hz στις Η.Π.Α.
Εναλλασσόμενα ρεύματα με συχνότητες της τάξης του 106 Hz (1 ΜHz) δεν παρεμβαίνουν σημαντικά στις λειτουργίες των νεύρων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διαθερμίες σε περιπτώσεις αρθρίτιδας, ιγμορίτιδας κ.α. Αν κάποιο ηλεκτρόδιο είναι πολύ μικρό, η προκύπτουσα συγκεντρωμένη θέρμανση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τοπική καταστροφή των ιστών όπως όγκων ή για κοπή ιστών σε μερικές χειρουργικές επεμβάσεις.
Η εμπέδηση του σώματος στα 50 Hz είναι ουσιαστικά ωμική. Καθώς η συχνότητα αυξάνει η εμπέδηση διαφοροποιείται και λειτουργεί σαν ένα δίκτυο αντιστάτη-πυκνωτή και γίνεται μη γραμμική. Περίπου στα 50 kHz η εμπέδηση του σώματος μπορεί να μειωθεί περισσότερο από 50% και η αντίσταση επαφής είναι αμελητέα.
Τα ρεύματα χαμηλής συχνότητας ρέουν, κυρίως, διαμέσου του εξωκυττάριου υγρού λόγω της μεγάλης εμπέδησης που εμφανίζει η κυτταρική μεμβράνη. Τα ρεύματα υψηλής συχνότητας ρέουν και στο εξωκυττάριο και στο ενδοκυττάριο υγρό.
Το μηχανικό τραύμα
Εάν ένα άτομο π.χ. βρίσκεται πάνω σε μια σκαλωσιά, μια ξαφνική μυϊκή σύσπαση μπορεί να τον κάνει να χάσει την ισορροπία και να τον ρίξει από ύψος με συνέπεια βαρύτατο μηχανικό τραυματισμό. Σε υψηλά ρεύματα οι μυϊκές συσπάσεις μπορεί να είναι τόσο βίαιες ώστε να προκαλέσουν οι ίδιες οστικά κατάγματα και ρήξη συνδέσμων και τενόντων.
Η γενική κατάσταση της υγείας
Ηλεκτροπληξίες που κανονικά δεν είναι απειλητικές για τη ζωή μπορούν να αποβούν μοιραίες σε ειδικές καταστάσεις, όταν η γενική κατάσταση υγείας του θύματος δεν είναι ιδανική. Παραδείγματος χάριν ένα άτομο που πάσχει από καρδιολογικά προβλήματα είναι πιο πιθανό να εμφανίσει θανατηφόρες αρρυθμίες. Επίσης, έχει βρεθεί ότι όταν ένα άτομο είναι καταβεβλημένο είτε από κούραση είτε από ασθένεια αυξάνεται η αγωγιμότητα του σώματός του. Οι έγκυες γυναίκες είναι, επίσης, πιο ευαίσθητες στα αποτελέσματα του ρεύματος, ίσως λόγω του μεγαλύτερου ποσοστού ύδατος που έχουν εξαιτίας της κατακράτησης υγρών, της ανάπτυξης του εμβρύου, αλλά και διαφόρων άλλων ορμονοεπαγόμενων αλλαγών που υφίσταται το σώμα τους.
οι παραπάνω πληροφορίες από:
electricalnews.gr
Καλησπέρα σας
Ενδιαφέροντα όλα αυτά που γράφετε .
Δεν τα ήξερα.
Νομίζω όμως ότι σε εναλλασόμενα ρεύματα με συχνότητες άνω των 1500 Ηz τα περισσότερα από κολλοειδή συστήματα, ενδοκυτταρικά και εξωκυτταρικά, δεν κροκιδώνονται αφού λόγω μεγέθους ( και μάζας ) δεν συντονίζονται
Σε αυτές και λίγο μεγαλύτερες επίσης συχνότητες τα βασικότερα από τα ιόντα των κυτταρικών μεμβρανών δεν συντονίζονται και συνεπώς δεν δημιουργούνται νευρικές ή νευρομυϊκές ώσεις . Ούτε στο μυοκάρδιο.
Σε συχνοτητες λίγων χιλιάδων Hz οι ιστοί συμπεριφέρονται ως διηλεκτρικά εναλλασσόμενης πολικότητας χωρίς να καταστρέφονται, νομίζω .
Χρειάζεται όμως λίγο να ψάξω να βρω αυτά που θυμάμαι γιατί με αυτά που αναρτήσατε εσείς σήμερα άρχισα να αμφιβάλλω για αυτά που θεωρούσα ότι ήξερα.
Νομίζω πως κάποια σημεία από το άρθρο που μας παραπέμπει ο Διονύσης ( δεν το είχα διαβάσει προσεκτικά ) επιβεβαιώνουν και μερικά από αυτά που έγραψα .
Σας ευχαριστώ πολύ για τις πληροφορίες. Επομένως όντως το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι πιο επικίνδυνο από το συνεχές και έχει να κάνει με την ίδια τη φύση του ρεύματος. Άρα ο Τέσλα θα πρέπει να χρησιμοποίησε χαμηλής έντασης ρεύμα το οποίο παρ όλη την υψηλή του τάση δεν είχε κάποια σοβαρή επίπτωση σε αυτόν.
Καλημέρα Στεφανία, καλημέρα σε όλους.
Στεφανία νομίζω πώς αυτό το συμπέρασμα που γράφεις προκύπτει, χωρίς να γνωρίζω τι ακριβώς πειράματα με το ρεύμα και το σώμα του έκανε ο Tesla.
Δημήτρη και εγώ γενικές εικόνες είχα, όπως τις έδωσα στο πρώτο μου σχόλιο.
Λίγο ψάξιμο όμως, αφού θεώρησα ότι το θέμα, δεν το "έχουμε", οδήγησε στις πληροφορίες των "ειδικών".
Οι πληροφορίες αυτές δεν έρχονται σε αντίθεση με τις δικές σου γνώσεις τις δανεισμένες από τη Βιολογία… Αρκεί να δεις το διάγραμμα για το ρεύμα που προκαλεί προβλήματα σε συνάρτηση με τη συχνότητα.
Στεφανία ο Τέσλα δεν μπορεί να χρησιμοποίησε υψηλής τάσης αλλά χαμηλής έντασης ρεύμα, αφού η τάση και η ένταση είναι μεγέθη ανάλογα δεδομένης της αντίστασης του ανθρώπινου σώματος ( η οποία βεβαίως εξαρτάται από τον άνθρωπο από τα δύο σημεία εφαρμογής της τάσης κλπ). Έτσι στον ίδιο άνθρωπο και στα ίδια σημεία εφαρμογής της τάσης, διπλασιάζοντας τη τάση διπλασιάζεται και το ρεύμα.
Άρα γνωμικά ότι η τάση σκοτώνει και όχι το ρεύμα και αντιστρόφως ΔΕΝ ΙΣΧΥΟΥΝ. Εξαρτάται με ποιό μέγεθος έχουμε εξοικειωθεί περισσότερο. Εμείς οι Ραδιοηλεκτρολόγοι είμαστε εξοικειωμένοι περισσότερο με τη τάση και λέμε ότι τάση μικρότερη από 100V είναι ακίνδυνη. Έτσι πιάνουμε άφοβα τους πόλους μιας μπαταρίας αυτοκινήτου μολονότι όταν βραχυκυκλωθούν οι πόλοι μπορούν να δώσουν ρεύμα εκατοντάδων αμπέρ. Η μηχανή Wimhsurst μολονότι μπορεί να δώσει τάση πάνω από 10000V είναι ακίνδυνη λόγω της χαμηλής της ισχύος P=V2/R οπότε V=(PR)^0,5. όταν πιάσουμε τη συσκευή επειδή μικραίνει το R μικραίνει και η τάση που παρέχει ( μερικά βόλτ). Έτσι είναι ακίνδυνη, αφού ενώ στο κενό δημιουργεί τάση μερικές χιλιάδες βόλτ, όταν την πιάσουμε ακαριαία η τάση πέφτει σε μερικά βολτ.
Δεν καταλαβαίνω ακόμα αυτά που λέτε για χαμηλές τάσεις και χαμηλές εντάσεις…
Ελπίζω να καταλάβω μελετώντας τα πειράματα και την εργασία την εργασία του Tesla
Θέλω χρόνο .