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欧姆定律与安全用电

现代生活已离不开电,但是电在给我们带来方便的同时,也会给我们带来危害。怎样才能做到安全用电呢?下面从欧姆定律的角度分析一下安全用电问题。

 

一、触电原因分析

 

触电泛指人体触及带电体时,有电流通过人体并对人体造成了不同程度的伤害。触电可分为两类:一类叫电击;另一类叫电伤。电击是指电流通过人体时所造成的内部伤害,破坏了人的心脏、呼吸及神经系统的正常工作,甚至危及生命。电伤是指电流的热效应、化学效应或机械效应对人体造成的伤害。其危险程度同很多因素有关其中,以电压的大小、电流的大小和触电时间的长短为主要因素。

 

1.加在人体上的电压

 

较高的电压对人体的危害十分严重,轻的引起灼伤,重的则足以使人致死。较低的电压,人体抵抗得住,可以避免伤亡。一般的安全电压是不高于36V,高于这个电压,人触碰后将有危险。

 

2.通过人体的电流

 

人体接触的电压愈高,通过人体的电流愈大,人体的生理反应越明显,引起心脏异常跳动所需的时间越短,致命的危险就越大。电流只要超过0.1A就能造成触电死亡。

 

3.电流作用时间的长短

 

电流通过人体时间愈短获救的可能性愈大,时间愈长,电流对人体的机能破坏愈大,愈容易引起心脏异常跳动,获救的可能性也就愈小。电流即使在30~50mA之间,如果通电时间过长,同样会导致生命危险。

 

4.电流通过人体的途径

 

电流流经心脏就会引起心脏异常跳动而致死。较大的电流还会使心脏即刻停止跳动,在通电途径中,以从手经胸到脚的通路为最危险,从一只脚到另一只脚危险性较小。电流纵向通过人体要比横向通过人体时,更易发生心脏异常跳动,因此危险性更大一些。电流通过中枢神经系统时,会引起中枢神经系统失调而造成呼吸抑制,导致死亡。电流通过头部,会使人昏迷,严重时会造成死亡。电流通过脊髓时会使人截瘫。

 

二、安全用电原则

 

从上面的分析可以看出,触电的一个决定性因素就是电流的大小。由欧姆定律I=U/R,可知电流的大小不仅跟电压有关,还跟电阻有关。

 

(一)低压触电

 

家庭电路中的两根电线,一根是火线另一根是零线,触电事故都是人体直接或间接跟火线连接造成的,形成低压触电。

 

1 单线触电:与地不绝缘的人体,碰到了电路中的火线,由于在火线和大地之间存在电压U,电流从火线人体大地形成通路。设U=220V,人体电阻R≈1000Ω,则流过人体的电流为:I=220V/1000Ω=220mA,此电流足以使人致命。如果人站在干燥的凳子上,设凳子的电阻为R0R0很大),流过人体的电流I= 220V/R+R0很小,则相对比较安全。

 

2.双线触电:人的身体同时接触到火线和零线,此时,即使站在干燥的木凳上,人与地绝缘,因为火线和零线之间存在电压U,电流仍可以从火线人体零线形成通路,I=220/1000A=220mA,也会造成触电事故。

 

(二)高压触电

 

高压线路和高压设备的电压高达几十千伏至几百千伏,远远超出安全电压,接触它一定会发生触电事故,不接触而靠近它也会发生触电事故。高压触电可分为高压电弧触电和跨步电压触电。

 

1.高压电弧触电:当人们靠近高压带电体,到一定的距离时,高压带电体和人体之间会发生放电现象,这时就有较大的电流通过人体,发生高压电弧触电。

 

2.高压跨步触电:当高压输电线落在地面上,地面上与电线断头不同距离的各点间存在着电压,当人走近断头时,两脚前后位于离断头远近不同的位置上,两脚前后间有了电压,这时就有电流通过人体,形成了跨步电压触电。

 

因此安全用电的原则是:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。

 

 

安全用电知识练习题

 

1触电时,决定通过人体电流大小的因素是:

 

1           

 

2           

 

答案:1)人体两端的电压  2)人体电阻的大小

 

解析:根据欧姆定律得知,影响电流大小的因素有两个:导体两端的电压和导体的电阻。所以,通过人体的电流跟人体两端的电压和人体的电阻有关。

 

2经验证明,对人体的安全电压是(   

 

A.一定等于36 V

 

B.一定小于36 V

 

C.一定大于36 V

 

D.等于或小于36 V

 

答案:D

 

解析:经验表明,对人体安全的电压是不高于36 V,含义是:等于36 V或低于36 V的电压都是安全的,选项D是正确的。选项AB错误,是因为只提了一个方面,并且很绝对。大于36 V的电压是不安全的,所以选项C是错误的。

 

3关于安全用电问题,下列说法正确的是(   

 

A.只有36 V的电压对人体才是安全的

 

B.家庭电路的电压是低压,对人体没有危险

 

C.不能靠近高压带电体

 

D.只要电流通过人体,就会发生触电事故

 

答案:C

 

解析:不高于36 V的电压,也就是36 V36 V以下的电压都是安全的,而不是36 V,故选项A错;家庭电路的电压是220 V,远高于安全电压,故选项B错误;人体靠近高压带电体,可发生高压电弧触电,故选项C正确;微弱的电流通过人体时对人体不会造成危害,也就是不会发生触电事故,故选项D错。

 

4下列行为中,符合安全用电原则的是(   

 

A.用湿手拨动开关

 

B.把湿衣服晾在室外电线上

 

C.电线或电器着火,赶紧用水扑火

 

D.保持绝缘部分干燥

 

答案:D

 

解析:纯净的水是绝缘体,不纯净的水是导体。潮湿使物体的绝缘能力减弱,导电性能增强,电阻减小,变为导体。所以,选项AB是错误的,选项D正确。电线或电器着火时,带电用水灭火,会把电引到各处,因此,选项C是错误的。

 

5阅读材料

 

人体对电流的反应

 

人体受到电击时,电流对人体的伤害程度主要与流过人体电流的大小有关,当手触及50 Hz交变电流时,人体的反应如下表所示:

 

电流(mA

人体反应

0.61.5

手轻微颤抖

23

手指强烈颤抖

57

手部肌肉痉挛

810

手难摆脱带电体,但还能摆脱,手指尖到手腕剧痛

2025

手迅速麻痹,不能自动摆脱电源,手剧痛,呼吸困难

5080

呼吸麻痹,心房开始震颤

90100

呼吸麻痹,延续3s就会造成心脏麻痹

 

除电流大小的原因外,触电的部位、电流经过人体的时间也会影响触电的伤害程度。如果电流长时间通过人体,人体电阻会下降,即使电流很小,也是比较危险的。

 

请回答:

 

1)根据欧姆定律可知:对于同一个人,电压越  ,电流就越   ,电流经过人体造成的伤害就越大。通过阅读,在防止人身触电事故方面你还学到了什么?

 

2)用今天你学到的知识解释一下:为什么我们认为低于36 V的电压才是安全的?

 

答案:1)高 

 

解析:1)造成触电事故的原因,除电流的大小外,触电的部位、电流经过人体的时间也会影响触电的伤害程度。

 

2)因为人体对电流的反应体现出:电流越大,对人造成的伤害就越大而影响电流大小的一个主要因素是加在人体两端的电压,电压越高,电流越大.低电压不一定是安全的,经验表明,不高于36 V的电压才是安全的。

 

6发现有人触电时,为什么不能用手去拉?应该怎样做?

 

解析:因为用手去拉触电的人,会使救人的人与触电的人连接在一起,人体是导体,就会有电流从触电人传到救人的人,这时救人的人也会触电。若遇到有人触电,应赶快切断电源,或者用干燥的木棍将电线从触电人身上挑开,迅速使触电人脱离电源。

 
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