Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности. Воякина Н.В - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА
Цель работы
: изучение определения и расчёта сопротивления тела человека.
Теоретические основы
При протекании электрического тока в теле человека происходят биофизические и биохимические процессы,
значительно более сложные, чем в электролитах, металлах, проводниках. Однако при определённых допущениях тело
человека можно представить в виде электрической схемы замещения. Чаще всего используются для анализа явлений при
протекании тока через человека по пути рука-рука и расчёта электрических параметров сопротивления человека – две схемы
замещения: эквивалентная (рис. 3.1,
а
) и упрощённая (рис. 3.1,
б
). Здесь
r
h
и
С
h
– активное сопротивление и ёмкость тела
человека.
а
)
б
)
Рис. 3.1. Электрическая схема замещения тела человека (рука-рука):
а
– эквивалентная;
б
– упрощённая
Для упрощения схемы можно принять
R
h
~
2
r
h
+ r
н
C
h
~ 0,5
C
h
, а полное сопротивление
z
h
тела человека по пути рука-
рука будет определяться по формуле:
z
h
=
1/(1/
R
h
2
+
ω
2
C
h
2
)
1/2
. (3.1)
Для эквивалентной схемы выражения для
z
h
получается относительно сложным и здесь не приводится.
Анализируя эквивалентную схему замещения, можно сделать несколько выводов:
а) Наличие ёмкости в схеме и соответственно реактивной составляющей в выражении для
z
h
обуславливает влияние
рода и частоты тока на значение сопротивления тела человека.
б) С увеличением частоты ƒ ёмкостное сопротивление
х
с
= 1/2π
ƒС
н
уменьшается и шунтирует активное сопротивление
r
н
. В пределе при
ƒ
→∞ полное сопротивление оказывается равным внутреннему сопротивлению
r
в
.
Практически уже на
частотах 10…20 кГц можно считать:
r
h
~ r
в
. Внутреннее сопротивление
r
в
является активным и от частоты не зависит.
в) При уменьшении частоты ёмкостное сопротивление возрастает и в пределе при ƒ → 0, т.е. при постоянном токе:
z
h
=
z
0
= 2
r
н
+
r
н
, откуда
r
н
= (
z
0
–
r
в
)/2. (3.2)
С некоторыми допущениями можно принять, что полное сопротивление тела человека на частотах 0…100 Гц находится
в линейной зависимости от частоты тока и может быть определено методом экстраполяции.
С этой целью в линейном масштабе строится график зависимости полного сопротивления от частоты, как показано на
рис. 3.2. Значение
z
0
находится при пересечении прямой
z
1
– z
4
c осью ординат.
Рис. 3.2. График экстраполяции при определении сопротивления
тела человека постоянному току
г) Значение полного сопротивления наружного слоя кожи z
н
при данной частоте может быть найдено из выражения
r
н
=
(
z
h
– r
в
)/2
.
(3.3)

Страницы