Исследование особенностей электрического сопротивления тела школьника

X Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Исследование особенностей электрического сопротивления тела школьника

Косицына А.И. 1
1МБОУ СОШ с.Киселёвка Ульчского района Хабаровского края
Бывалина Л.Л. 1
1МБОУ СОШ с.Киселёвка Ульчского района Хабаровского края
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

 

Актуальность темы.

Электричество, электрический ток – эти слова знакомы даже ребенку. Ведь нашу повседневную жизнь мы не можем представить без электрического света, бытовых электроприборов. Мы ежедневно используем электрические чайники, электрические плиты, микроволновые печи, фены, пылесосы, стиральные машины, утюги и другие самые разнообразные электроприборы.

Безусловно, электроприборы удобны в обращении, но мало кто из нас задумывался, какими побочными свойствами они обладают, какую опасность несут. И как человеческий организм отреагирует при протекании через него электрического тока.

Отличительной особенностью электрического тока является то, что человек не в состоянии обнаружить электрическое напряжение своими органами чувств. Поэтому часты несчастные случаи поражения человека током. Статистика несчастных случаев по причинам электропоражения показывает, что общее число травм, вызванных электрическим током с потерей трудоспособности, невелико и составляет приблизительно 0,5-1% (в энергетике— 3-3,5%) от общей численности несчастных случаев на производстве. Однако со смертельным исходом такие случаи составляют 30-40%. В общем перечне несчастных случаев от электрического тока бытовые электротравмы составляют большую часть, на их долю приходится более 40%. Около 70% травм происходит вследствие прямого контакта человека с токоведущими частями, находящимися под напряжением.

Есть ли запасы противодействия току у человеческого организма? Какие условия нужно соблюдать при работе с током, чтобы обезопасить себя?

Мне захотелось получить ответы на эти вопросы.

Проблемный вопрос: с какими факторами связана проводимость человеческого тела?

Гипотеза: знание факторов, от которых зависит сопротивление тела человека, позволит взглянуть на особенности проводимости тела человека с точки зрения электробезопасности.

Цель работы: выяснить особенности электри­ческого сопротивления тела школьника

Задачи работы:

изучить теоретический материал по теме работы;

провести эксперименты по определению сопротивления тела учеников школы;

вычислить сопротивление частей тела, общее сопротивление тела школьника;

сформулировать правила безопасной работы с электрооборудованием;

провести беседы об опасности поражения током и роли сопротивления тела человека для его электробезопасности.

Объект исследования: электрическое сопротивление

Предмет исследования: электрическое сопротивление тела школьника.

Новизна данной работы заключается в том, что исследование особенностей электрического сопротивления тела школьника позволит сформулировать некоторые рекомендации для учеников школы для предотвращения электротравматизма.

Практическая значимость: результаты работы имеют не только практическое значение для учеников школы, как грамотных пользователей электроприборами, но и позволяют взглянуть на особенности проводимости тела человека с точки зрения электробезопасности.

В ходе выполнения данной работы были использованы следующие методы исследования:

эмпирические методы исследования –эксперимент, анкетирование;

теоретические методы исследования – анализ литературы по теме исследования, анализ полученных данных, синтез, сравнение, обобщение полученных результатов, формулирование выводов.

Ожидаемый результат: проведены экспериментальные исследования по определению электрического сопротивления тела школьника, сделаны выводы о влиянии различных факторов на сопротивление тела человека, выпущен буклет по теме исследования, проведена просветительская работа среди учеников МБОУ СОШ с. Киселёвка.

Теоретическая часть.

2.1. Понятие электрического тока, электрического сопротивления.

Электрический ток - направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц - носителей электрического заряда.

Электрическое сопротивление характеризует способность электрического проводника препятствовать прохождению электрического тока.

Электрическое сопротивление обозначается буквой R. Единицей сопротивления является ом (Ом).

Причиной электрического сопротивления является взаимодействие электронов с молекулами (ионами) из которых состоит проводник

Сопротивление считается постоянной величиной для данного проводника. Сопротивление можно рассчитать по формуле:

Где R - сопротивление, Ом; U - разность электрических потенциалов (напряжение) на концах проводника, В; I - сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов, А.1

Электрическая проводимость характеризует способность тела проводить электрический ток. Проводимость — величина обратная сопротивлению. Она обратно пропорциональна электрическому сопротивлению. Измеряется проводимость в Сименсах: См=1/Ом

Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от материала проводника, его длины l и поперечного сечения S и определяется по формуле:

где ρ - удельное сопротивление вещества проводника, Ом·м, l- длина проводника, м, S - площадь сечения, м².

Удельное сопротивление - скалярная физическая величина, численно равная сопротивлению однородного цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади сечения. Удельное сопротивление вещества — это физическая величина, показывающая, каким сопротивлением обладает изготовленный из этого вещества проводник единичной длины и единичной площади поперечного сечения.2

Из формулы следует, что

Величина, обратная ρ, называется удельной проводимостью σ:

Единица удельной проводимости в СИ - Ом-1м-1.

Серьёзные поражения тканей человека наблюдаются обычно при прохождении тока силой около 100 мА. Совершенно безопасным считается ток силой до 1 мА, напряжение ниже 12 В.

2.2. Опасность электрического тока

Сейчас во всех сферах деятельности человека широко используется электрическая энергия, поэтому опасность поражения человека электрическим током является одной из самых распространенных. Такая опасность возникает при прикосновении к частям электрического оборудования, находящимся под напряжением. При высоких напряжениях опасность поражения электрическим током может возникнуть и при нахождении человека на некотором расстоянии от источника высокого напряжения. Коснувшись проводника, который находится под напряжением, человек становится частью электросети, по которой начинает протекать электрический ток.

Ток, пропущенный через организм человека или животного, производит следующие действия:

термическое (ожоги, нагрев и повреждение кровеносных сосудов);

электролитическое (разложение крови, нарушение физико-химического состава);

биологическое (раздражение и возбуждение тканей организма, судороги);

механическое (разрыв кровеносных сосудов под действием давления пара, полученного нагревом током крови).3

Факторы, определяющие результат поражения током.

Сила тока. С увеличением силы тока опасность поражения возрастает.

Значение тока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит исход поражения: чем больше ток, тем опаснее его действие. Человек начинает ощущать протекающий через него ток промышленной частоты (50 Гц) относительно малого значения: 0,6–1,5 мА.

Ток 10–15 мА (при 50 Гц) вызывает сильные и весьма болезненные судороги мышц рук, которые человек преодолеть не в состоянии, т. е. он не может разжать руку, которой касается токоведущей части, не может отбросить провод от себя и оказывается как бы прикованным к токоведущей части.

При 25–50 мА действие тока распространяется на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. При длительном воздействии этого тока – в течение нескольких минут – может наступить смерть вследствие прекращения работы легких.

При 100 мА ток оказывает непосредственное влияние также и на мышцу сердца; при длительности протекания более 0,5 секунд ток может вызвать остановку или фибрилляцию сердца.4

Продолжительность протекания тока. Чем дольше ток протекает через тело человека, тем происходят большие изменения состава крови, центральной нервной системы, местное действие на ткани. Особенно опасным является действие тока на сердце.

Путь протекания тока через тело человека.

Наиболее опасны те пути, при которых на пути тока оказываются сердце, головной и спинной мозг («рука-рука», «левая рука-ноги», «правая рука-ноги», «голова-ноги»). Наименее опасный путь «нога-нога», возникающий при нахождении человека в зоне растекания тока.

Электрическое сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех участков, составляющих цепь (проводников, пола, обуви и др.). В общее электрическое сопротивление обязательно входит и сопротивление тела человека.

Чтобы установить опасность поражения электрическим током, необходимо знать величину электрического сопротивления тела человека на пути протекания тока.

Электрическое сопротивление человеческого тела может изменяться от 20000 Ом до 1800 Ом. С увеличением значения тока и времени его прохождения, сопротивление тела будет понижаться, потому что происходит местный нагрев участков кожи, а это, ведёт к расширению сосудов, усиливая снабжение данного участка тела кровью, увеличения его потоотделение. Увеличение напряжения, воздействующее на тело человека, вызывает понижение сопротивления кожи в десятки раз, следовательно, и общее сопротивление человека, снижается до предела 300 - 500 Ом.5 Это значение сопротивления опасно для человека.

Электрическое сопротивление тела человека

Электрическое сопротивление тела человека - это сопротивление току, проходящему по участку тела между двумя электродами, приложенными к поверхности тела человека.

Человеческое тело является проводником электрического заряда. Внутри организма ток распространяется в основном по:

1) кровеносным и лимфатическим сосудам;

2) мышцам;

3) оболочкам нервных стволов.

Разные ткани тела человека характеризуются разной концентрацией раствора электролита и разным его составом, вследствие чего различаются по своим электрическим свойствам (табл. 1).

Электрические характеристики тканей тела человека

Вид ткани

Удельное сопротивление (ρ, Ом· м)

Мышцы

1,5

Кровь

1,8

Эпидермис (сухой)

330 000

Кость (без надкостницы)

1 000 000

Электрическое сопротивление различных тканей тела человека неодинаково: кожа, кости, жировая ткань, сухожилия и хрящи имеют относительно большое сопротивление, а мышечная ткань, кровь, лимфа и особенно спинной и головной мозг – малое сопротивление. Удельное сопротивление сухой кожи составляет 3·103– 2·104 Ом·м, а крови 1 – 2 Ом·м.

Проводниками в теле человека, то есть веществами, которые имеют свободные заряды, способные перемещаться под действием электрического поля, являются плазма крови, лимфа, межклеточная жидкость, спинномозговая жидкость, цитоплазма.

Диэлектриками (изоляторами) в теле человека, то есть веществами, которые не имеют свободных зарядов, поэтому не проводят электрический ток, являются сухая кожа, связки, сухожилия, костная ткань, клеточная мембрана.

Сопротивление тела человека можно считать состоящим из трех последовательно включенных сопротивлений: двух одинаковых сопротивлений наружного слоя кожи (эпидермиса), которые в совокупности составляют так называемое наружное сопротивление тела человека), и внутреннего сопротивления тела.

Так как внутриклеточная жидкость содержит ионы и хорошо проводит электрический ток, то внутренние ткани тела человека обладают довольно низким сопротивлением. Сравнительно высокое сопротивление тела человека электрическому току определяется в основном сопротивлением поверхностных слоев кожи (эпидермиса). Проводимость кожи зависит от ее состояния и осуществляется через потовые и сальные железы. Внутри тела человека ток разветвляется и проходит преимущественно вдоль протоков тканевых жидкостей (кровеносных сосудов, нервных стволов, лимфатических узлов).

Общее сопротивление тела человека постоянному току (от конца одной руки до конца другой) при сухой неповрежденной коже рук составляет 104-106 Ом и меньше.

Физиками выявлена зависимость сопротивления тела человека от различных факторов.

Факторы, от которых зависит сопротивление тела человека:

общего психологического и физиологического состояния (индивидуальные особенности);

пола - толщины кожи (у мужчин сопротивление выше, чем у женщин);

возраста - грубости кожи (у взрослых сопротивление выше, чем у детей);

состояние кожных покровов (раны, грязь, увлажненность ...);

параметров окружающей среды на момент прохождения электротока, внешних условий (температура, давление, влажность, плотность);

места входа электротока в тело человека (роговой слой кожи (эпидермис) имеет неодинаковую толщину на коже человека, наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук выше ладони);

значений тока и напряжения;

длительности воздействия электричества на организм;

внешних раздражителей (внезапные удар, укол, свет или звук), способных снизить сопротивление на 20 — 50 % за несколько минут.

Сопротивление человеческого тела току различно для разных людей. Оно зависит от состояния здоровья человека. Наличие алкоголя в крови заметно уменьшает сопротивление человеческого тела.

Здоровые и физически крепкие люди легче переносят электроудары, чем слабые и больные. Особо опасен электрический ток для людей, имеющих заболевания кожи, сердечно-сосудистой системы, нервной системы, органов внутренней секреции и легких.6

Величина сопротивления тела человека зависит от состояния рогового слоя, обладающего высоким удельным сопротивлением. Наличие царапин и других повреждений, влаги и загрязнений на коже резко снижают сопротивление тела человека. Обычно эта величина находится в пределах 3 кОм- 1000 кОм, но в расчетах с учетом «запаса безопасности» сопротивление человека электрическому току принимается равным 1 кОм.

Практическая часть.

В своей работе привожу примеры экспериментов по исследованию электрического сопротивления тела подростка. В качестве испытуемых привлекались ученики МБОУ СОШ с.Киселёвка, добровольно согласившиеся участвовать в экспериментах.

При проведении экспериментов части тела смачивались водой для лучшего контакта, так как сопротивление влажного участка тела меньше сухого на порядок.

3.1. Определение электрического сопротивления участка телаученика.

Оборудование: мультиметр, источник питания на 4В, вольтметр, ключ, соединительные провода.

В качестве микроамперметра использовала мультиметр - комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе функции вольтметра, амперметра и омметра. Использовала лёгкий переносной цифровой мультиметр.

Х од эксперимента

Собрала цепь по схеме.

Намочила пальцы рук для улучшения контакта.

Закрепила два провода на выбранном участке тела (сжала контакты двумя пальцами левой и правой руки). Аналогично поступили все испытуемые

Измерила силу тока I и напряжениеUв цепи.

Вычислила сопротивление участка тела, воспользовавшись законом Ома

Результаты эксперимента (Приложение 1 «Сводные таблицы результатов экспериментов»)

Сравнение сопротивления

Среднее сопротивление учеников

35,32 кОм

Среднее сопротивление девочек

41,2 кОм

Среднее сопротивление мальчиков

31,41 кОм

Определив сопротивление ребят при увлажненной коже сделала для сравнения несколько измерений при сухой коже, результаты расположила в порядке убывания измеренной силы тока (возрастания сопротивления)

Р езультаты измерений сопротивления при сухой коже

№п/п

I, мкА

U,B

R, кОм

1

38

4

105,3

2

32

4

125

3

30

4

133,3

4

27

4

148,1

5

9,7

4

412,4

6

7,4

4

540,5

Сопротивление сухого тела на участке «рука-рука» оказалось в разы больше.

Выводы.

Величина силы тока в цепи не превышала 160 мкА, то есть была меньше безопасного значения 1 мА=1000 мкА. Безопасным для здоровья учеников было и напряжение в цепи – 4 В.

Сопротивление тела не остается постоянным. На него оказывает влияние большое количество факторов. Мультиметр очень точный прибор и при наблюдении за результатами в течение 1-2 минут, показания микроамперметра уменьшались в разы, а значит существенно увеличивалось сопротивление тела, так как пальцы высыхали. Поэтому показания снимались в первые секунды наблюдения.

Измеренное сопротивление участка тела «левая рука – правая рука» колеблется от 25,3 кОм до 54,7кОм.

Ни у одного участника эксперимента сопротивление не оказалось менее предельно допустимого значения 3 кОм.

По результатам эксперимента оказалось, что девочки в среднем имеют большее сопротивление участка тела, чем мальчики.

Сопротивление тела зависит от возраста. Самым маленьким было сопротивление учеников 3 – 5 классов, большим оказалось сопротивление у учеников 6 – 7 классов.

Сопротивление тела зависит от влажности кожи. Сопротивление сухой кожи в среднем 244,1 кОм, что превышает среднее значение сопротивления влажной кожи (35,32 Ом) в 6,9 раза, а в ряде случает превышает в 20 раз.

3.2. Определение удельного сопротивления тела

О борудование: микроамперметр-мультиметр, вольтметр, источник питания на 4В, соединительные провода, измерительная лента.

Ход эксперимента.

Собрала цепь по схеме.

Смочила места контакта водой (указательные пальцы левой и правой руки) для улучшения контакта.

Закрепила два провода на выбранном участке тела (начало и конец пальца).

Замкнула цепь указательным пальцем, измерила силу тока I и напряжение U в цепи.

Измерила длину пальца l между контактами и окружность (периметр) пальца посередине L.

Считая палец цилиндром диаметра из однородного вещества, вычислила удельное сопротивление тела.

В формулу удельного сопротивления подставила формулу сопротивления проводника , площади круга = и получила формулу для расчета удельного сопротивления тела человека

Результаты эксперимента (Приложение 1 «Сводные таблицы результатов экспериментов»).

Диаграмма показала разброс значений удельного сопротивления от 133 Ом·м до 889 Ом·м. Причем меньшее сопротивление оказалось у учеников начальных классов, больший разброс показали результаты измерений у учеников средних классов (результаты отличаются в 6,7). У учеников 8 – 11 классов значение удельного сопротивления лежит в границах от 229 Ом·м до 602 Ом·м (различия в 2,6 раза).

С

№ п/п

Имя ученика

Класс

, Ом· м среднее

1

Степан

3

224

2

Константин

4

160

3

Кирилл

5

694

4

Никита

5

133

5

Макар

6

301

6

Коля

6

575

7

Кирилл

7

743

8

Егор

7

174

9

Данил

7

261

10

Саша

7

162

11

Кирилл Ш.

7

598

12

Гриша

8

435

13

Коля

8

318

14

Никита

9

274

15

Егор

9

574

16

Данил

9

315

17

Чингис

11

319

 

равнение величины удельного сопротивления среди мальчиков и девочек

№ п/п

Имя ученика

Класс

, Ом· м среднее

1

Даша

3

154

2

Юля

3

342

3

Маша

6

889

4

Настя

6

748

5

Аня

6

404

6

Вика

6

541

7

Лиза

8

595

8

Настя

8

229

9

Таня

11

371

10

Кристина

11

602

Сравнивая удельное сопротивление среди мальчиков и девочек, можно прийти к выводу, что у девочек в среднем оно больше (линия тренда выше у девочек)

Я сравнила среднее значение удельного сопротивления тела ученика школы с удельным сопротивлением некоторых проводников электрического тока, которые применяются в электрических проводах (медь, алюминий, сталь) или в качестве спиралей электроплит, ламп накаливания (нихром, никелин, вольфрам).

Сравнение удельного сопротивления проводников с удельным сопротивлением тела учеников школы

Вещество

Удельное сопротивление, ρ (Ом·м)

ρ/ρчел

Алюминий

2,8 · 10 -8

1,47· 1010

Вольфрам

5,5 · 10 -8

7,5 · 109

Медь

1,7 · 10 -8

2,4 · 1010

Никелин

42 · 10 -8

9,8 · 108

Нихром

110 · 10 -8

3,7 · 108

Сталь

12 · 10 -8

3,4· 109

Нашла отношение среднего удельного сопротивления тела ученика школы к удельному сопротивлению проводников. Оказалось, что сопротивление тела человека в миллиарды раз больше!

В ыводы:

П ри измерении удельного сопротивления правого и левого указательного пальца, результаты 48,1% для обоих пальцев примерно одинаковы, а у 51,9% отличаются в 1,3 – 2,3 раза. То есть удельное сопротивление разных участков тела различно.

В среднем удельное сопротивление учеников составляет 411 Ом · м, причем среднее значение удельного сопротивления выше у девочек, чем у мальчиков.

Н аибольшие колебания значений удельного сопротивления присутствуют в результатах учеников средних классов (отличие до 6,7 раза), более стабильный результат у учеников 8 – 11 классов (различия до 2,6 раза).

Удельное сопротивление тела человека намного (на 8 – 10 порядков) больше удельного сопротивления проводников тока, но намного м еньше сопротивления диэлектриков.

Измерение общего сопротивления тела

Тело человека можно представить в виде однородного цилиндра средним диаметром d (в области бедер) и высотой h.

Ход эксперимента.

1. Измерила рост h учеников, участвующих в экспериментах.

2. Измерила охват (длину окружности) бедер L.

3. Вывела формулу общего сопротивления тела человека.

, где R – сопротивление, - удельное сопротивление тела.

l= h – рост человека, L = 2S=Значит

Рассчитала общее сопротивление по формуле .

Результат выразила в килоОмах.

Р езультаты эксперимента (Приложение 1 «Сводные таблицы результатов экспериментов»).

Мне стало интересно, сколько метров провода нужно взять, чтобы его сопротивление стало равно сопротивлению тела человека. Я выяснила, что для частных домов и квартир чаще всего применяется провода сечением самого минимального значения: 2,5 мм2- алюминий и 1,5 мм2 - медь.

Оказалось, чтобы заменить тело человека потребуется примерно 955 км алюминиевого провода или 944 км медного провода.

Также я решила по результатам своих опытов выяснить, всегда ли человек, имеющий наибольшее удельное сопротивление в целом, имеет большее общее сопротивление тела. Сравнила значения ρ иRс помощью данных из таблиц.

Наибольшее значение удельного сопротивления

Наибольшее значение общего сопротивления тела

 

Наименьшее значение удельного сопротивления

Наименьшее значение общего сопротивления тела

Кирилл Ч.

Кирилл Ч.

 

Даша

Даша

Маша

Маша

 

Юля

Юля

Настя

Настя

 

Константин

Константин

Коля

-

 

Никита Щ.

Никита Щ.

Вика

Вика

 

Макар

Макар

Кирилл К.

Кирилл К.

 

Егор Я.

Егор Я.

Кирилл Ш.

Кирилл Ш.

 

Саша

Саша

Лиза

Лиза

 

Данил

Данил

Егор

Егор

 

-

Гриша

Кристина

-

 

Настя

Настя

В большинстве случаев у меня получилось, что ученик, который имеет большее (малое) значение удельного сопротивления тела, тот и обладает большим (малым) общим сопротивлением тела. Но так как это получилось не во всех случаях, то пришла к выводу, что на общее сопротивление тела оказывает влияние рост и толщина тела. Чем выше человек и худее, чем больше его сопротивление.

Выводы:

Полное сопротивление тела, вычисленное по результатам экспериментов, лежит в пределах от 4,1 кОм до 29 кОм.

Полное сопротивление тела человека при сухой коже лежит в границах 10кОм – 1000 кОм. Мы проводили эксперименты при увлажненной коже. Получилось среднее значение сопротивление тела ученика школы - R≈11кОм, что не выходит за рамки предельно допустимого 3 кОм.

Наименьшим сопротивлением тела обладают ученики начальной школы (№1-№4), а также ребята, которые имели на коже трещины, ранки, порезы (№15, №24)

Среднее значение сопротивления выше у девочек, но высокие значения сопротивления показывают мальчики (№5 и №13)

Сопротивление тела зависит от индивидуальных особенностей человека, а также от роста, обхвата талии, бедер…

3.4. Определение удельного сопротивления кости

Предположила, что удельное сопротивление кости человека и курицы приблизительно одно и то же. Проделала эксперименты по определению удельного сопротивлении кости человека. При измерениях использовала сухие и увлажненные кости.

Оборудование: микроамперметр, вольтметр, источник питания на 4В, соединительные провода, штангенциркуль, линейка, кость животного (цилиндрическая часть куриной косточки).

Х од эксперимента.

1. Собрала цепь.

2. Измерила силу тока I в цепи и напряжение U на концах кости.

3. Измерила длину кости L.

4. Штангенциркулем измерила диаметр кости d.

5. Вывела формулу удельного сопротивления кости.

В формулу удельного сопротивления подставила формулу сопротивления проводника , площади круга и получила формулу для расчета удельного сопротивления кости

6 . Рассчитала удельное сопротивление по формуле

Результаты эксперимента. (Приложение 1 «Сводные таблицы результатов экспериментов»).

Для эксперимента взяла три куриных кости разной длины и толщины.

П роводила эксперименты, смачивая места контактов, слегка их увлажняя, а также измеряла силу тока в более сухой кости.

Анализируя полученные результаты, пришла к следующим выводам:

Сопротивление кости достаточно велико, сравнимо и даже больше сопротивления кожи человека.

Удельное сопротивление кости росло по мере высыхания кости. Сухая кость имеет удельное сопротивление в 18, 63 и даже 117-118 раз больше, чем влажная.

Удельное сопротивление увлажненной кости сравнимо с удельным сопротивлением эпителия учеников, которое получилось в результате вышеописанных экспериментов. Удельное сопротивление сухой кости превышает удельное сопротивление кожи в 3 - 15 раз.

3.5.Результаты анкетирования «Влияние тока на человека»

У ченики школы стали участниками моих экспериментов. Но знают ли они об опасности поражения током, правила безопасной работы с электрооборудованием, о влиянии сопротивления тела человека на его устойчивость к электротравмам? Я задала ученикам 7 – 11 классов несколько вопросов. (Приложение 2)

Безопасным ток считается до 1 мА и 50% учеников ответили верно. Плохо, что остальные 50% ответили неверно. Если ток будет 100 мА и больше, то человек может получить серьёзные поражения тканей тела и внутренних органов.

С овершенно безопасным для человека считается напряжение ниже 12 В, но при пониженной влажности, то есть при сухом воздухе, безопасным будет и напряжение не более 42 В. Анкетирование показало, что 80% ребят верно указали безопасное напряжение.

К онечно, ребята понимают, что в результате поражения электрическим током человек испытывает различные повреждения организма. Они указали разные варианты ответов. На самом деле все варианты верные. Ток, пропущенный через организм человека или животного, производит следующие действия: ожоги, повреждение нервной системы, возможны повреждения и даже разрыв кровеносных сосудов, судороги, затруднение дыхания, при повышении тока и времени его протекания через организм - прекращение работы легких, остановка сердца, изменение состава крови, повреждение нервной системы и даже смерть.

Понижение сопротивления тела человека опасно для здоровья, так как в результате этого увеличивается значение силы тока, протекающей через организм человека. А это очень опасно. Но только 50% учеников понимают это. Важно, чтобы сопротивление кожи, в целом тела человека оставалось сравнительно высоким.

Э лектрическое сопротивление тела человека не остается постоянным, зависит от множества факторов. Оно может зависеть от силы тока и напряжения протекающих через организм, времени протекания тока, пола, возраста человека, влажности кожи, наличия ран, повреждений кожи. Вредные привычки влияют на сопротивление человека, понижая его, это же делают и внешние раздражители, загрязнение кожи. Также индивидуальные особенности человека влияют на сопротивление. Ребята указали разные варианты ответов, большинство из них (70%) отметили влияние силы тока и напряжения и индивидуальные особенности организма, 60% - пол человека, 55% - влажность кожи. Все ребята правы, так как все перечисленные факторы оказывают влияние на сопротивление организма человека.

Анкетирование показало, что не все ученики понимают опасность для организма высокого тока и напряжения, поэтому приготовила презентацию «Опасность поражения током. Роль сопротивления тела человека для его электробезопасности» (Приложение №3) с которой выступила перед учениками 7 – 11 классов, познакомила их с результатами своих экспериментов и выводами.

Сформулировала некоторые правила безопасной работы с электроприборами (Приложение №4), выпустила буклет «Электрическое сопротивление тела человека» (Приложение №5).

Заключение.

Проведя экспериментальные исследования по определению сопротивления отдельных частей тела человека, удельного, общего сопротивления, пришла к выводу, что проводимость тела человека не остается постоянной, разные участки тела обладают разным сопротивлением. Сопротивление зависит от возраста, пола, состояния кожи, параметров электрической цепи, места приложения электродов к телу человека и может очень сильно варьироваться.

В источниках информации узнала, что у женщин сопротивление тела меньше, чем у мужчин, но у меня получилось, что в среднем сопротивление тела девочек было больше, чем мальчиков примерно в 1,3 раза. Младшие школьники имели самое малое сопротивление тела, это объясняется меньшей толщиной кожи.

У учеников, имевших повреждения на коже, сопротивление было самым низким. Но ни у одного участника эксперимента сопротивление не оказалось менее предельно допустимого значения 3 кОм. Сопротивление влажного тела в ряде случаев оказалось меньше сопротивления сухого тела более чем в 20 раз.

Пришла к выводу, что при нежной, влажной и потной коже или повреждении эпидермиса (ссадины, раны), различных заболеваниях электрическое сопротивление тела может быть очень небольшим. Человек становится уязвим для электрического тока. Поэтому при пользовании электричеством в сырую погоду, особенно на воде, необходимо соблюдать особую осторожность и принимать повышенные меры обеспечения электробезопасности.

Работа позволила мне и ученикам нашей школы взглянуть на особенности проводимости тела человека с точки зрения электробезопасности. Работу по определению сопротивления можно продолжить, проведя эксперименты со взрослыми людьми и сравнить сопротивление взрослого человека с сопротивление тела ребенка, подростка. Считаю, что знание факторов, от которых зависит сопротивление тела человека, может сократить несчастные случаи поражения электрическим током.

Результаты работы:

проведены экспериментальные исследования по определению электрического сопротивления тела школьника;

вычислено сопротивление частей тела, удельное сопротивление, общее сопротивление тела школьника, сопротивление кости;

сделаны выводы о влиянии различных факторов на сопротивление тела человека;

сформулированы правила безопасной работы с электроприборами;

проведено анкетирование «Влияние тока на человека»;

проведены беседы для учеников 7 – 11 классов об опасности поражения током и роли сопротивления тела человека для его электробезопасности.

выпущен буклет «Электрическое сопротивление тела человека».

Список литературы.

Анненков А.М. Исследование электрическогосопротивлениятелачеловека. Москва – 1988

Кашкаров А.П. Электронные самоделки. Автор. Кашкаров А.П. Издательство. БХВ-Петербург. Год. 2007.

Перышкин А.В. Физика. 8 кл. : учебник. – М.: Дрофа, 2017.

Познай самого себя: Практические работы и экспериментальные мини-проекты: измерение параметров человека. 9-11 классы. – М.: Чистые пруды, 2009. – 32 с.

Источники информации

https://studfiles.net/preview/4509939/page:3/

https://elquanta.ru/teoriya/soprotivlenie-cheloveka.html

https://electrohobby.ru/elektr-soprot-chelov-soprot-tel.html

https://elquanta.ru/teoriya/soprotivlenie-cheloveka.html

http://electrik.info/main/fakty/1223-soprotivlenie-tela-cheloveka-ot-chego-zavisit-i-kak-mozhet-izmenyatsya.html

https://tech.wikireading.ru/4314

https://studfiles.net/preview/6380957/page:3/

https://www.yaklass.ru/p/fizika/8-klass/elektricheskie-iavleniia-12351/udelnoe-soprotivlenie-reostaty-12362/re-fc42fceb-0ad4-4000-acd8-63e620d50226

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%82%D0%BE%D0%BA

https://electroadvice.ru/eto-interesno/elektricheskoe-soprotivlenie/© electroadvice.ru

http://electricvdome.ru/electrobezopastnost/deystvie-elektricheskogo-toka-na-cheloveka.html

https://studopedia.ru/10_129450_vozdeystvie-elektricheskogo-toka-na-cheloveka.html

https://studfiles.net/preview/5240325/page:6/

https://studbooks.net/1402810/bzhd/elektricheskoe_soprotivlenie_tela_cheloveka

https://studref.com/500359/bzhd/mery_bezopasnosti_rabote_elektropriborami

1http://ru.wikipedia.org/wiki/Электрическое сопротивление

2http://compendium.su/physics/universal/125.html

3http://ru.wikipedia.org/wiki/Электрический ток

4https://studfiles.net/preview

5http://studopedia.org/8-231232.html

6http://www.studfiles.ru

Просмотров работы: 91