"ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ І ЛЮДИНА"

ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ І ЛЮДИНА

Мета:

1. Узагальнити знання учнів про значення електричного струму в житті людини.

2. Розвивати кругозір учнів щодо дії електричного струму на людину та про першу допомогу потерпілому при ураженні електричним стру­мом.

3.  Виховувати в учнів необхідність виконання правил безпеки під час використання електроприладів. Формувати почуття відповідаль­ності за власне життя та життя інших людей.

Електричний струм у житті й побуті людини

Струм електричний — чарівний він гном,

З ним ми стикаємось знову і знов:

Ліфти підніма він на поверх найвищий,

І в пилососі він весело свище,

Світлом наповнює радо наш дім,

Тепло і затишно жити нам в нім.

Пральна машина є в нас у квартирі,

Фен, телевізор живуть з нами в мирі.

Є холодильник на службі у нас,

Магнітофон я включаю раз в раз.

Знаю, що струм взуття шиє та одяг,

Тягне вагони важкі й з ними потяг.

Борошно миле і масло збива,

Струм на заводі в станку — голова.

Ходить тролейбус на струмі й трамвай,

Хліб він пече і смачний коровай.

Струм електричний на службі повсюди,

Вдячні за це йому всі наші люди.

Розвиток електротехніки та широке застосування електричної енергії в народному господарстві пов'язані з великою кількістю відкриттів та винаходів.

У житті ми маємо справу з багатьма електричними пристроями, що створюють наш комфорт. Кожний, хто зустрічається з електроустанов­ками, повинен чітко уявляти небезпеку електричного струму, а в разі ураження струмом уміти надати потерпілому негайну допомогу.

Дія електричного струму на тіло людини

Сила струму, що йде у тілі людини, визначається законом Ома, тоб­то залежить від прикладеної напруги і від опору тіла. Опір шкіри під час точкового контакту є визначальним фактором, який обмежує силу струм. Для струмів високих частотах суттєвим фактором є внутрішній опір тіла. Отже, у більшості випадків струм, що йде крізь тіло, в основ­ному залежить від стану тіла в точці контакту. Суха шкіра має великий опір, а волога чи мокра шкіра — малий, оскільки йони, шо містяться у волозі, спричиняють безперешкодне проходження струму в тіло. Для сухої шкіри опір між крайніми точками тіла, наприклад, від ноги до руки або однієї руки до другої, може дорівнювати 10⁵ Ом, а повний опір тіла між вологими руками — 1500 Ом.

У цих випадках максимальні струми, що можливі під час контакту з напругою 220 В змінного струму, дорівнюватимуть:

А  (мокра шкіра)

Найчутливішими до електричного струму є мозок, грудні м'язи і нер­вові центри, які контролюють дихання й роботу серця.

Якщо струм від зовнішнього джерела пропускати через серце, то виникають нескоординовані скорочення м'язів шлуночка. Цей ефект називається шлунковими фібриляціями. Одного разу самовільно виникнувши, шлункові фібриляції вже не зупиняються, навіть якщо припинилася дія струму, що спричиняє їх. У стан шлункових фібриляцій серце може бути приведене слабкими струмами значеннями від 50 до 100 мкА.

Протягом 1—2 хв серцеві м'язи, що не отримують коронарної крові, слабшають, у результаті чого вони не можуть бути знову приведені у стан нормальних скорочень і настає смерть. Якщо до того часу будуть прий­няті екстрені заходи, то регулярна дія серця може бути збережена. Зви­чайна техніка, що застосовується для дефібриляції, полягає у пропус­канні через серце за декілька мілісекунд струму силою близько 10 А.

Ураження струмом у побуті та перша допомога потерпілому Струми, сила яких недостатня, щоб викликати шлункові фібриляції, можуть призвести до зупинки дихання, паралізуючи дію нервових центрів, що контролюють легені. Цей ефект зберігається навіть після переривання струму. Дихальний параліч може виникнути від струмів, значення яких лежать у діапазонах від 25 до 100 мА. Навіть струм си­лою 10 мА може скоротити грудні м'язи так, що дихання зупиниться. Деякі ефекти дії струмів в організмі приведені в таблиці.

Можливість електричного шоку існує в багатьох буденних ситуаці­ях. Джерелами смертельних ударів струмом є електричні пристрої, які складені неправильно або неакуратно або ж ті, що використовуються не за призначенням. Припустимо, що деяка помилка призвела до того, що нагріта спіраль з'єдналася з металічним корпусом обігрівача. Це може виникнути, якщо ізоляція провідника перетерлася в тому місці, де він торкається до корпуса, або ж утворилася перемичка з пилу і бру­ду, яка відкриває струму шлях до корпуса. Якщо заземлена людина тор­кнеться до корпуса обігрівача, то ЇЇ тіло стає частиною електричного кола. Якщо людина стоїть на вологій підлозі у ванній кімнаті або три­мається за заземлену трубу, то опір буде малим і крізь тіло пройде знач­ний струм, що може призвести до смерті. Однак, якщо будуть вжиті екстрені заходи, то життя людини, яка піддалася дії електричного стру­му, може бути збережене.

Під час усіх нещасних випадків перш за все необхідно звільнити людину від подальшої дії на неї електричного струму.

При низькій напрузі можна скористатися сухою палицею, дошкою, мотузкою, одягом або іншими сухими ізоляторами. Не можна корис­туватися металічними й мокрими предметами. НІ в якому разі не мож­на працювати неізольованими руками: в противному випадку ви та­кож опинитеся в цьому колі і не зможете звільнитися. Для Ізоляції себе від землі та від потерпілого можна одягти гумове взуття, стати на суху дошку або одягти гумові рукавички. Можна запропонувати по­терпілому спробувати самому відділитися від землі: наприклад, підстрибнути над підлогою.

Потерпілому потрібно дати повний спокій, розстебнути пояс та одяг; дати понюхати нашатирний спирт, а також розтерти і зігріти тіло.

Якщо потерпілий не подає ознак життя, необхідно застосовувати штучне дихання та масаж серця. Для цього потерпілого треба покласти на спину, підкласти йому під лопатки згорток одягу, щоб можна було трохи закинути голову, а потім розкрити йому рот. Потім стати на ко­ліна над головою потерпілого, захватати його руки біля ліктів і, рахую­чи «раз», «два», «три», підняти руки потерпілого, закинути їх за голову (вдих). Рахуючи далі, дещо притиснути руки до боків(видих). При цьому спробувати масажувати серце і під час вдиху впускати за допомогою своїх легень через рот потерпілому повітря. У будь-якому випадку в разі ураження електричним струмом потрібно викликати лікаря.

Життя серед блискавок

Йде гроза з-за верхогір'я...

Справді, тільки примічай:

Чорних птиць імлисте пір'я

Затемнило небокрай.

Прокотився грім з розгоном,

Грають блискавок шаблі.

Пахне морем і озоном

Від притихлої землі.

(М.Рильський)

Стіною сірою іде гроза,

Як постріли гарматні, грім гримить.

У зворах вітер виє — скавучить,

Смереки гнуться, як тонка лоза.

Хтось небеса ножами проріза —

Стуляються на небі рани вмить...

Вдихну у груди промінь блискавиць,

Щоб перед ворогом не падати ниць.

(Дм.Павличко)

Ветер воет. Гром грохочет...

Синим пламенем пылают

Стаи туч над бездной моря.

Море ловит стрелы молний и в своей пучине гасит.

Точно огненные змеи вьются в море, исчезая,

Отраженья этих молний.

(М. Горький)

Вот пробилась из-за тучи синей молнии струя,

Пламень белый и летучий окаймил ее края.

Чаще капли дождевые, вихрем пыль летит с морей,

И раскаты громовые все сердитей и смелей.

(Ф. Тютчев)

Помнишь: мы не ждали не дождя, ни грома,

Вдруг застал нас ливень далеко от дома,

Мы спешили скрыться под мохнатой елью...

Не было конца тут страху и веселью.

Помнишь — как всё тише смех наш становился...

Вдруг над нами прямо гром перекатился.

(А. Майков)

Уявіть собі, що гроза застала вас на відкритій місцевості, де росте одиноке дерево. Ви ведете на металевому ланцюгу собачку, а в другій руці ви тримаєте парасольку.

Як у такому випадку найвірніше вберегти себе і собаку від грози?

Щоб оцінити значення електричних зарядів під час грози, потрібно уявити процес електризації в масштабах планети. За нормальних умов біля поверхні землі завжди існує стаціонарне електричне поле, напру­женість якого дорівнює 130 В/м, бо постійно рухомі потоки повітря труть­ся об Землю, об різноманітні перепони, один об одного. Під час грози або пилової бурі напруженість цього поля може зрости до 1000 В/м, бо лише одна грозова хмара, об'єм якої досягає декількох тисяч кубічних метрів, несе в собі мільйони тон краплинок води з потенціальною енер­гією, що дорівнює енергії мегатонної термоядерної бомби.

Якщо вас застане гроза над відкритим небом, не можна ховатися під деревом, лягати на землю: при близькому розряді блискавки між головою і ногами може виникнути смертельна різниця потенціалів. Оскільки сто­яти також небезпечно, то треба присісти: так голова буде достатньо низь­ко наближена до землі, але площа контакту із землею мінімальна.

Собачку краше взяти на коліна, якщо дозволяють його розміри, або розірвати з ним контактний зв'язок: відпустити ланцюг.

Струм розряду блискавки розділяється на гілки і розходиться по по­верхні землі. Значна сила струму може виникнути в електричному колі собака — земля. Це означає, що струм може ввійти в його передні лапи і вийти через задні. Собака постраждає від блискавки, але ланцюг, за який ви його тримаєте, може лише збільшити довжину кола і різниці потенціалів.

Якщо одяг і тіло намокнуть від дощу, то основна частина розрядно­го струму може пройти по шару води на поверхні шкіри, не потрапля­ючи всередину тіла. А тому захист від вологи під розкритою парасоль­кою може підсилити небезпеку постраждати від блискавки; тому пара­сольку потрібно скласти і відкласти в бік.

Отже, якщо вас застане гроза під час прогулянки з парасолькою і собачкою на металічному ланцюжку, присядьте, парасольку відкладіть у бік, а собачку візьміть на руки.

Практикум. Подумай, скажи і запам'ятай назавжди

1.  Чому у разі виникнення пожежі в електроустановках необхідно відімкнути щиток? Чому не можна гасити вогонь, викликаний стру­мом, водою або звичайним вогнегасником, а необхідно застосовувати сухий пісок або піскоструйний вогнегасник? (Вода і струмінь звичай­ного вогнегасника є провідниками і можуть знову замкнути коло, а, отже, відновити причину пожежі.)

2. Що необхідно вимикати спочатку — вилку переносного шнура із розетки чи другий кінець шнура, що під'єднаний до приладу? (Спочатку вилку із розетки.)

3. Коли дуга трамвайного вагона замикає коло, то у верхньому дроті і рейках тече однакової сили струм. Чому ж тоді, стоячи на землі і тор­каючись до дроту, з'єднаного з верхнім контактним дротом, ми будемо вражені струмом, а доторкання до рейки є безпечним? (Між тілом лю­дини, яка стоїть на землі, і верхнім дротом має місце висока напруга, а між тілом і рейкою майже немає напруги, оскільки обидва знаходяться на одному і тому самому провіднику — землі.)

4.  При заземленні електролінії за правилами безпеки один кінець каната спочатку приєднують до землі, і тільки потім другий наклада­ють на проводи лінії. Чому не роблять навпаки? (Якщо проводи перебу­вають під напругою, то робітник, що накидає незаземлений канат на «лінію», ризикує опинитися під напругою, оскільки лінія може бути по­милково не відімкнутою.)

5. В електропоїзді струм іде у повітряному проводі, двигуні і рейці. Чи однакова сила струму в тонкому проводі і товстій рейці? (Однакова.)

6. Для заземлення найкраще провід закопати на глибину до 2,5 м. Але в польових умовах не завжди є така можливість. Тому заземлення часто роблять у вигляді штиря, забитого в землю. Чому в такому випад­ку корисно місце заземлення полити солоною водою? (Водний розчин солі покращує провідність.)

7. Якими фізичними міркуваннями необхідно користуватися при виборі дротини для плавкого запобіжника? (При заданій напрузі на за­побіжнику повинна виділятися найбільша кількість теплоти. Це можли­во, якщо опір його найменший, тобто коли він виготовлений із товстої дротини з невеликим питомим опором. Запобіжник має бути легкоплав­ким, а, отже, речовина проволоки повинна мати низьку точку плавлення. При невеликій кількості теплоти температура має швидко підніматися до точки плавлення. Тому питома теплоємність матеріалу і маса дроти­ни не повинні бути великими. Матеріал має бути дешевим і легко оброб­лятися, тобто бути економічно вигідним. Усі ці умови найкраще задо­вольняє свинець.)

8. Чому птахи без найменшої шкоди для себе можуть сідати на про­води лінії електропередач? (Струм у гілках (ділянка між лапками і тілом пташки) обернено пропорційний опорам гілок. Оскільки опір тіла пташки в багато разів більший за опір товстої короткої ділянки провода, то крізь тіло пташки пройде незначний струм.)