Чому зовнішній електричний струм може бути настільки небезпечним для живого організму? ⚡ Розберемося, як він втручається в роботу нервів, м’язів і серця та чому сильний або тривалий струм може пошкоджувати тканини.
Ми вже побачили дивовижну річ: електрика для живого організму зовсім не чужа. Клітини підтримують різницю потенціалів на своїх мембранах, нерви передають інформацію за допомогою електрохімічних імпульсів, електричне збудження запускає скорочення м’язів, а серце має власну систему електричної активності. Саме тому зовнішній електричний струм здатний втрутитися в ці процеси, від яких безпосередньо залежить наше життя.
Що проводить електричний струм в нашому тілі
Наш організм значною мірою складається з води з розчиненими в ній іонами — Na⁺, K⁺, Cl⁻, Ca²⁺ та іншими. Тому багато тканин здатні проводити електричний струм. Але на відміну від металевого дроту, де основними рухомими носіями заряду є електрони, у рідинах організму заряд переносять переважно іони.
При цьому різні тканини проводять струм неоднаково. Кров та інші багаті на воду й електроліти тканини проводять його відносно добре, жирова та кісткова тканини — значно гірше. А дуже великий внесок у загальний електричний опір тіла часто дає шкіра, причому її властивості сильно залежать від вологості та умов контакту.
Якщо між двома ділянками тіла виникає різниця електричних потенціалів і замикається шлях для струму, в тканинах виникає електричне поле, а заряджені частинки починають здійснювати напрямлений рух. Через організм тече електричний струм. І цей зовнішній вплив може змінювати електричний стан клітинних мембран, втручаючись у нормальну роботу нервів і м’язів.
У чому полягає небезпека струму для людини
Одним із наслідків можуть стати мимовільні скорочення м’язів. За певних умов струм спричиняє настільки сильне скорочення м’язів кисті, що людині стає дуже важко або навіть неможливо самостійно відпустити провідник. А якщо струм порушує нормальну роботу м’язів, які забезпечують дихання, наслідки можуть бути ще небезпечнішими.
Особливу небезпеку становить проходження струму через грудну клітку. Ми вже знаємо, що нормальна робота серця залежить від точної послідовності електричного збудження його клітин. Зовнішній струм за несприятливих умов може порушити цю організовану електричну активність і спричинити небезпечні порушення серцевого ритму.
Одним із найнебезпечніших таких порушень є фібриляція шлуночків. Замість узгодженого скорочення виникає хаотична електрична активність, і шлуночки вже не можуть ефективно перекачувати кров. Саме тому навіть струм, який не спричиняє великих зовнішніх опіків, за певних умов може становити смертельну небезпеку.
Електрічні опіки
Але електричний струм пошкоджує організм не лише через вплив на нерви, м’язи та серце. Тканини мають електричний опір, тому під час проходження струму частина електричної енергії перетворюється на внутрішню енергію — тканини нагріваються. За достатньої сили струму, тривалості контакту та концентрації струму на невеликій ділянці можуть виникати опіки й глибші пошкодження тканин.
Тому наслідки ураження електрикою неможливо визначити за одним-єдиним числом. Важливо, який струм пройшов через організм, яким шляхом він проходив, скільки часу діяв і які тканини опинилися на його шляху. Значення мають також умови контакту, стан шкіри та те, з яким струмом ми маємо справу — постійним чи змінним і якої частоти.
Струм чи напруга?
І тут виникає головне запитання. Ми весь час говоримо про небезпечний струм. Але попереджувальні знаки на електрообладнанні зазвичай говорять про тисячі вольт, а звичайна побутова мережа має напругу близько 230 вольт. Отже, яку роль відіграє сама напруга?
Більше того, пташка може спокійно сидіти на високовольтному проводі, потенціал якого відносно землі становить тисячі або десятки тисяч вольт. Але дві її лапки знаходяться майже при однаковому потенціалі. Тому напруга між точками контакту її тіла дуже мала, і небезпечний струм через тіло не виникає.
А людина, торкнувшись провідника під напругою та одночасно маючи електричний контакт із землею або іншою точкою з іншим потенціалом, може опинитися зовсім в іншій ситуації.