|
|
 |
|
|
|
Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika
|
|
|
|
|
|
|
Pierwsze opisane eksperymenty oddziaływania elektryczności na organizmy żywe pochodzą z XVIII w. Badano wówczas wpływ rozładowania ładunków elektrostatycznych zgromadzonych w kondensatorach na reakcję ciała człowieka. Obserwacje reakcji ciała ludzkiego na działanie prądu elektrycznego były zwykle wykonywane dla sensacji i wzbudzały ogólną ciekawość. Rozwój elektrotechniki pod koniec XIX w. przyniósł nowe nieznane wcześniej śmiertelne wypadki porażeń prądem. Rozpoczęto badania przyczyn śmierci spowodowanej rażeniem prądem elektrycznym.
Pierwsze badania rezystancji ciała człowieka przeprowadził w roku 1870 J. Runge , który wykazał, że rezystancja naskórka jest większa od tkanki podskórnej. W 1882 r. F. Jolly stwierdził, że wartość rezystancji ciała kobiety jest o 30% większa niż ciała mężczyzny i wpływają na nią zmiany patologiczne w organizmie. W tym samym czasie Friedrich Kohlrausch (1840-1910) w Niemczech, mierząc rezystancję ciała między lewą a prawą ręką, określił jej wartość w zakresie od 1,6 do 3 kH. W 1884 r. William Henry Stone (1834-1896) zauważył, że podczas choroby rezystancja ciała człowieka mierzona między ręką a nogą maleje od 900 Ω do 100 Ω. W badaniach stosował elektrody z taśm ołowiowych, które nawijał na zwilżone roztworem soli ciało człowieka. W 1891 r. Silva i Pescarolo wykazali, że rezystancja człowieka zależy od powierzchni dotyku, siły docisku oraz temperatury otoczenia.
Zależność zmian rezystancji ciała od napięcia rażeniowego w zakresie do 100 V określił w 1897 r. L. Weber z Politechniki w Zurychu. W badaniach stosował elektrody wykonane z drutu o średnicy 6 mm. W 1890 r. Jean de Tarchanoff (1857-1927) stwierdził, że przepływający przez ciało człowieka prąd elektryczny powoduje zmiany we krwi. W 1919 r. Martin Gildemeister (1876-1943) wykazał, że wartość rezystancji ciała jest zależna od napięcia rażeniowego i częstotliwości. W roku 1923 Willem Einthoven (1860-1927) stwierdził, że impedancja ciała człowieka ma charakter pojemnościowy. Zmiany wartości impedancji ciała od częstotliwości i napięcia rażeniowego określił w 1928 r. O. Muller.
W Austrii z początkiem XX w. badania właściwości elektrycznych ciała człowieka przeprowadził lekarz Stefan Jellinek (1871-1968). Dokumentował urazy elektryczne ciała człowieka dla Instytutu Medycyny Sądowej w Wiedniu. Zgromadzone przez Jellinka eksponaty można obecnie zobaczyć w Muzeum Elektropatologii w Wiedniu (ul. Gomperzgesse 1), a stosowane przyrządy - w wiedeńskim muzeum medycyny Josephinum.
W Niemczech Henryk Freiberger opublikował w 1934 r. swoje badania i aktualny stan wiedzy z elektropatologii w książce „Der elektrische Widerstand des menschlichen Körpers gegen technischen Gleich- und Wechselstrom”. Monografia stanowiła przez wiele lat podstawową literaturę z zasad działania prądu elektrycznego na człowieka. Freiberger przeprowadził pomiary rezystancji ciała ludzi żywych napięciem do 30 V oraz zwłok ludzkich napięciem do 5 kV. Opracował dokładną zależność zmian impedancji ciała człowieka od napięcia rażeniowego w zakresie do 500 V. Stwierdził, że wewnętrzne organy ciała człowieka mają charakter rezystancyjny, a skóra człowieka - charakter impedancyjny. Określił wartość pojemności skóry 20 nF/cm2. Opracował też aktualny do dziś schemat zastępczy impedancji ciała człowieka (rys. poniżej).
Schemat zastępczy impedancji ciała człowieka wg Freibergera:
Rs - rezystancja skóry, Ri - rezystancja wewnętrzna ciała, C - pojemność skóry
W 1952 r., C. Sóderbaum wykonując pomiary impedancji pomiędzy lewą i prawą reką określił pojemność elektryczną ciała człowieka od 6 do 10 nF/cm2. W 1959 r. Charles Dalziel (1904-1986) na podstawie swoich badań na Uniwersytecie Kalifornijskim zaproponował do celów ochrony przeciwporażeniowej przyjęcie modelowej wartości impedancji ciała jako 1000 Ω.
W latach 60. ubiegłego wieku Gottfried Biegelmeier (1924-2007) z Wiednia wykonał bardzo dokładne pomiary impedancji ciała człowieka. W swoich badaniach używał elektrod cylindrycznych o średnicy 80 i długości 100 mm. Prowadził badania głównie na drodze pomiarowej ręka lewa - ręka prawa, nawilżając skórę 3-procentowym roztworem wodnym soli kuchennej. Określił wartość rezystancji wewnętrznej ciała R = 781±114 Ω, a wartość całkowitej impedancji ciała Z = 3500±1400 Ω. Zbadał zależność wartości impedancji ciała od powierzchni dotyku do elektrody. Stwierdził, że przy napięciu wyższym od 250 V powierzchnia dotyku nie odgrywa większej roli. Badania wykonywał na zwłokach ludzkich, a zmierzone wartości korygował dla ciała żywego. Wyniki badań analizował metodami statystycznymi, wykorzystując rozkład normalny oraz logarytmo-normalny. Wartość elektrycznej pojemności ciała określił w zakresie od 0,006 do 0,05 mF/cm2.
Wyniki i osiągnięcia Biegelmeiera stanowiły podstawę dla Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej IEC, która w 1974 r. opracowała raport nr 479-1 „Działanie prądu elektrycznego na ludzi”, podając w nim zależności impedancji ciała człowieka na drodze ręka - ręka. W opracowaniu podano wartości impedancji ciała w formie kwantyli prawdopodobieństwa 5,50 i 95%. W 1976 r. przeprowadzono w Austrii pomiary impedancji ciała żywych ludzi na grupie 100 osób, przy napięciu rażeniowym 25 V prądu przemiennego 50 Hz, a w stosunku do G. Biegelmeiera - napięciem wyższym do 200 V. Badania przeprowadzono przy zastosowaniu elektrod o powierzchniach styczności od 1 do 10 000 mm2. Wyniki tych badań doprowadziły w 1984 r. do wydania drugiego raportu IEC. Dalsze badania Biegelmeiera przyczyniły się do kolejnej nowelizacji raportu IEC wydanego w 2002 r. oraz w 2005 r. (IEC - Raport IEC/TS 60479-1 ed 4.0 Effects of current on human beings and livestock - Part 1: General aspects).
Związek pomiędzy wartością impedancji ciała człowieka a czynnikami, które ją kształtują rozpatruje się w kategoriach probabilistycznych. Wpływ klimatu oraz czynników ergonomicznych w środowisku pracy na wartość impedancji ciała człowieka określił w latach 90. ub.w. Stefan Gierlotka. Badania zmian impedancji ciała od ergonomicznego czynnika narażającego i napięcia rażeniowego przeprowadził w kopalnianych wyrobiskach, stosując opracowaną metodę impedancji standardowej ciała człowieka.
W Polsce w 1968 r. na Politechnice Wrocławskiej Zdzisław Teresiak (1925-2009) określił wartości impedancji ciała człowieka na potrzeby techniki ochrony przeciwporażeniowej. W latach 60. ubiegłego wieku Henryk Markiewicz również z Politechniki Wrocławskiej opracował zależność wartości prądu rażeniowego od czasu rażenia. Model impedancji ciała człowieka w kategoriach probabilistycznych opracował Włodzimierz Komiluk z Politechniki Białostockiej.
|
|
| REKLAMA |
|
|
| REKLAMA |
|
|
wstecz
- a nie charakter pojemnościowy?
nie wiem nie jestem filozofem :D
- a nie charakter pojemnościowy?