Elektrivool on väga sarnane veevooluga, ainult et selle molekulide asemel, mis liiguvad mööda jõge allapoole, liiguvad laetud osakesed mööda juhti.
Selleks, et elektrivool läbi keha voolaks, peab see saama elektriahela osaks.
DC ja AC
Elektrivoolu inimkeha kahjustava mõju määr sõltub selle tüübist.
Kui vool liigub ainult ühes suunas, nimetatakse seda alalisvooluks.
Kui vool muudab suunda, nimetatakse seda vahelduvvooluks (AC). Vahelduvvool on parim viis elektri edastamiseks pikkade vahemaade taha.
Alalisvooluga sama pingega vahelduvvool on ohtlikum ja põhjustab hullemaid tagajärgi. Elektrivoolu mõju inimkehale võib sel juhul põhjustada "käe lihaste külmumise". See tähendab, et tekib nii tugev lihaskontraktsioon (teetania), millest inimene ei saa üle.
Saadamise viisidtabamus
Otsekontakt elektriga tekib siis, kui keegi puudutab juhtivat osa, näiteks paljast traati. Eramajades on see harvadel juhtudel võimalik. Kaudne kontakt tekib siis, kui toimub koostoime mis tahes seadme või elektriseadmega ning rikke või hoiu- ja tööreeglite rikkumise tõttu võib seadme korpus saada šoki.
Lõbus tõsiasi: miks ei saa linde kunagi kaablite otsas istumisest elektrilöögi?
Selle põhjuseks on asjaolu, et linnu ja toitekaabli vahel puudub pingeerinevus. Lõppude lõpuks ei puuduta see maapinda, nagu iga teine kaabel. Seega langevad linnu ja kaabli pinge kokku. Aga kui äkki puudutab linnutiib näiteks vardal olevat metallist mähist, ei võta elektrilöök kaua aega.
Löögi jõud ja selle tagajärjed
Vaatleme lühid alt elektrivoolu mõju inimkehale:
| Elektrivool | Efekt |
| Alla 1 mA | Ei tajuta |
| 1mA | Singling |
| 5mA | Väike šokk. See ei tee haiget. Inimene laseb vooluallikast kergesti lahti. Tahtmatu reaktsioon võib põhjustada kaudseid vigastusi |
| 6–25 mA (naine) | Valusad šokid. Lihaste kontrolli kaotamine |
| 9–30 mA (mees) | "Avaldamata" vool. Inimese võib toiteallikast eemale visata. Tugev tahtmatu reaktsioon võib põhjustada tahtmatuid vigastusi |
| 50 kuni 150 mA | Tugev valu. Hingamise peatamine. Lihaste reaktsioonid. Võimalik surm |
| 1 kuni 4, 3 A | Südame virvendus. Närvilõpmete kahjustus. Tõenäoline surm |
| 10 A | Südameseiskus, rasked põletused. Tõenäoliselt surm |
Kui vool läbib keha, saab närvisüsteem elektrilöögi. Löögi intensiivsus sõltub peamiselt voolu tugevusest, selle liikumisest läbi keha ja kokkupuute kestusest. Äärmuslikel juhtudel põhjustab šokk häireid südame ja kopsude normaalses talitluses, mis põhjustab teadvusekaotust või surma. Elektrivoolu toimetüübid inimkehale jagunevad sõltuv alt sellest, milliseid tüsistusi vool kehale põhjustas.
Elektrolüüs
See on lihtne: elektrilöök aitab kaasa vere ja muude kehavedelike keemilise koostise muutumisele. Mis mõjutab veelgi kõigi süsteemide tööd tervikuna. Kui alalisvool läbib keha kudesid mitu minutit, algab haavand. Kuigi need haavandid ei ole tavaliselt surmavad, võivad need olla valusad ja nende paranemine võtab kaua aega.
Põletused
Elektrivoolu termiline mõju inimkehale avaldub põletustena. Kui elektrivool läbib mis tahes ainet, millel onelektritakistus, soojust eraldub. Soojuse hulk sõltub hajutatud võimsusest.
Elektripõletused on sageli kõige märgatavamad kehasse sisenemise koha lähedal, kuigi sisepõletused on üsna tavalised ja kui mitte surmavad, võivad need põhjustada pikaajalisi ja valusaid vigastusi.
Lihaskrambid
Eluskudesid ärritades ja stimuleerides, lihasesse siseneb elektrilahendus, lihas hakkab ebaloomulikult ja kramplikult kokku tõmbuma. Keha töös on mitmesuguseid häireid. Nii avaldub elektrivoolu bioloogiline mõju inimorganismile. Välisest elektrilisest stiimulist põhjustatud pikaajalisel tahtmatul lihaskontraktsioonil on üks kahetsusväärne tagajärg, kui elektriobjekti hoidev isik ei suuda seda vabastada.
Hingamisteede ja südameseiskus
Roietevahelised lihased (roietevahelised lihased) peavad korduv alt kokku tõmbuma ja lõdvestuma, et inimene saaks hingata. Seega võib nende lihaste pikaajaline kokkutõmbumine häirida hingamist.
Süda on lihaseline organ, mis peab pidev alt kokku tõmbuma ja lõdvestuma, et täita oma ülesannet verepumbana. Südamelihaste pikaajaline kokkutõmbumine häirib seda protsessi ja viib selle peatumiseni.
Ventrikulaarne fibrillatsioon
Vatsakesed on kambrid, mis vastutavad vere pumpamise eest südamest. Elektrilöögi korral muutub vatsakeste lihaskond ebaregulaarseks ja ebaühtlasekstõmblused, mille tagajärjel lakkab südame "pumpamise" funktsioon töötamast. See tegur võib lõppeda surmaga, kui seda väga lühikese aja jooksul ei parandata.
Ventrikulaarset fibrillatsiooni võivad põhjustada väga väikesed elektrilised stiimulid. Piisab otse südant läbivast voolust 20 μA. Just sel põhjusel on enamik surmajuhtumeid tingitud vatsakeste virvendusarütmiast.
Looduslikud kaitsetegurid
Kehal on oma vastupanuvõime elektrivoolu mõjudele inimkehale naha kujul. See sõltub aga paljudest teguritest: kehaosast (paksem või õhem nahk), naha niiskusest ja mõjutatud kehapiirkonnast. Kuival ja märjal nahal on väga erinevad takistuse väärtused, kuid see pole ainus aspekt, mida elektrilöögi korral arvestada. Lõiked ja sügavad marrastused aitavad oluliselt vähendada vastupidavust. Loomulikult sõltub naha takistus ka sissetuleva voolu võimsusest. Kuid siiski on palju juhtumeid, kus naha suure takistuse tõttu ei saanud inimene lisaks ebameeldivale elektrilöögile ainsatki elektrivigastust. Elektrivoolu mõju inimkehale ei toonud kaasa mingeid soovimatuid tagajärgi.
Kuidas vältida elektrilööki
Elektrilöögi vältimine, eriti igapäevaelus, on turvalise elu eelduseks. Isolatsiooni kasutatakse kõigi voolu kandvate osade jaoks. Näiteks kaablid on isoleeritud elektrijuhtmed, mis võimaldab neid kasutada ilma elektrilöögiohuta, ja karbis valguslülitid takistavad juurdepääsu pingestatud osadele.
On olemas spetsiaalsed madalpingeseadmed, mis pakuvad täiendavat kaitset elektrilöögi eest.
RCD-d (rikkevooluseadmed) võivad pakkuda täiendavat elektriohutust. Elektrivoolu mõju inimkehale on sel juhul null. See seade lülitab soovimatu lekke korral mõne sekundiga välja kahjustatud elektrijuhtmestiku või rikkis elektriseadme, mis mitte ainult ei päästa inimest voolu saamisest, vaid kaitseb ka tulekahju eest.
Difavtomat omab lisaks ülalkirjeldatud funktsioonidele kaitset ülekoormuse ja lühiste eest.
Oluline on tagada, et kodus tehtavaid elektritöid teeks kvalifitseeritud elektrik, kellel on tehnilised teadmised ja kogemused töö ohutuse tagamiseks.
Elektri võimsus elusolendites
Elektrokeemilist energiat toodetakse iga elusorganismi igas rakus. Looma või inimese närvisüsteem saadab oma signaale elektrokeemiliste reaktsioonide kaudu.
Peaaegu iga elektrokeemiline protsess ja selle tehnoloogiline rakendus mängib tänapäevases rollimeditsiin.
Frankensteini käsitlev film kasutab elektrivoolu spetsiifilist mõju inimkehale. Elektrijõud muudab surnud mehe elavaks koletiseks. Kuigi elektri kasutamine sellises kontekstis pole endiselt võimalik, on meie kehade toimimiseks vajalikud elektrokeemilised jõud. Nende jõudude mõistmine on suuresti aidanud kaasa meditsiini arengule.
Elektrivoolu toime: esimesed katsed
Alates 1730. aastast, pärast Stephen Gray katseid elektrivoolu kaugjuhtimisel, avastasid teised teadlased järgmise viiekümne aasta jooksul, et elektriliselt laetud varda puudutus võib põhjustada surnud loomade lihaste kokkutõmbumist. Tüüpiline näide elektrivoolu mõjust bioloogilisele objektile on Itaalia arsti, füüsiku ja bioloogi Luigi Galvani katsesari, keda peetakse elektrokeemia üheks rajajaks. Nendes katsetes saatis ta närvide kaudu elektrivoolu konna jalale ja see põhjustas lihaste kokkutõmbumise ja jäseme liikumise.
Üheksateistkümnenda sajandi lõpus hakkasid mõned arstid uurima elektrivoolu mõju inimkehale, kuid mitte surnud, vaid elus alt! See võimaldas neil teha lihassüsteemist üksikasjalikumaid kaarte, mis varem polnud saadaval.
Elektroteraapia ja nipid
Kaheksateistkümnendal ja üheksateistkümnenda sajandi alguses kasutati kõikjal elektrivoolu. Arstid, teadlased ja šarlatanid, kes ei erinenud alati üksteisest, kasutasid elektrokeemilisi šokke mis tahes haiguse, eriti halvatuse jaishias.
Samal ajal ilmusid konkreetsed saated, mis tekitasid nii hirmuäratavat kui ka meeletut rõõmu. Nende põhiolemus oli surnukeha elustamine. See asi õnnestus Giovanni Aldinil, kes pani elektrivoolu abil surnud "ellu äratama": avas silmad, liigutas jäsemeid ja tõusis püsti.
Kaasaegne meditsiin
Elektrivoolu mõju inimorganismile saab lisaks ravile (näiteks füsioteraapiale) kasutada ka tervisehädade varaseks avastamiseks. Spetsiaalsed salvestusseadmed muudavad nüüd keha loomuliku elektrilise aktiivsuse diagrammideks, mida seejärel kasutavad arstid kõrvalekallete analüüsimiseks. Arstid diagnoosivad praegu südamehäireid elektrokardiogrammide (EKG) abil, ajuhäireid elektroentsefalogrammide (EEG) abil ja närvifunktsiooni kaotust elektromüogrammide (EMG) abil.
Elu läbi elektrivoolu
Üks elektri dramaatilisemaid kasutusviise on defibrillatsioon, mida mõnikord näidatakse filmides kui südame "käivitamist", mis on juba lakanud töötamast.
Tõepoolest, olulise ulatusega lühikese lööbe käivitamine võib mõnikord (kuid väga harva) südame taaskäivitada. Arütmia korrigeerimiseks ja normaalse seisundi taastamiseks kasutatakse aga sagedamini defibrillaatoreid. Kaasaegsed automatiseeritud välisdefibrillaatorid suudavad salvestada südame elektrilist aktiivsust, määrata virvendustsüdame vatsakesed ja seejärel arvutage nende tegurite põhjal patsiendi jaoks vajalik voolutugevus. Paljudes avalikes kohtades on nüüd defibrillaatorid, et elektrivool ja selle mõju inimkehale hoiaksid ära südame talitlushäiretest põhjustatud surmad.
Tuleb mainida ka kunstlikke südamestimulaatoreid, mis kontrollivad südamelööke. Need seadmed implanteeritakse naha alla või patsiendi rindkere lihaste alla ja edastavad elektroodi ja südamelihase kaudu umbes 3 V elektrivooluimpulsse. See stimuleerib normaalset südamerütmi. Kaasaegsed südamestimulaatorid võivad kesta kuni 14 aastat, enne kui need tuleb välja vahetada.
Elektrivoolu mõju inimkehale on muutunud tavapäraseks ja mitte ainult meditsiinis, vaid ka füsioteraapias.
