Τα Βολτ ή τα Αμπέρ σκοτώνουν;

Α) Προειδοποιήσεις

Ας ξεκινήσουμε με τις προειδοποιητικές ταμπέλες, που τοποθετούν οι ηλεκτρολόγοι σε όλο τον κόσμο.

Φαίνεται ότι η απάντηση είναι: Η τιμή της τάσης, τα βολτ (V), μπορούν να σκοτώσουν έναν άνθρωπο ή ζώο. Είναι όμως έτσι ακριβώς;
Ας δούμε τον παρακάτω πίνακα:




Σημειώσεις:
1. Οι τιμές έντασης ρεύματος στον πίνακα είναι κατά προσέγγιση και οι επιπτώσεις μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με διάφορους παράγοντες όπως η διάρκεια έκθεσης, η υγρασία του δέρματος, η διαδρομή του ρεύματος μέσα από το σώμα και η γενική υγεία του ατόμου.
2. Η έκθεση σε ρεύμα πάνω από 100 mA για χρονικό διάστημα μεγαλύτερο από 1 δευτερόλεπτο είναι εξαιρετικά επικίνδυνη και μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο.
3. Το ρεύμα της οικιακής τάσης (220-240V σε Ευρώπη, 110-120V στις ΗΠΑ) μπορεί να είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο καθώς μπορεί εύκολα να προκαλέσει ένταση ρεύματος στα επικίνδυνα επίπεδα που αναφέρονται παραπάνω.

Τι καταλαβαίνουμε λοιπόν;
Ότι το ρεύμα σκοτώνει, δηλαδή τα Αμπέρ (Α)!
Μπερδευτήκατε;

Εδώ έρχεται ο νόμος Ohm, που λέει ότι το ρεύμα δεν υπάρχει χωρίς την αιτία που το προκαλεί, δηλαδή την τάση.

Από την άλλη η τάση από μόνη της δεν προκαλεί βλάβες αν δεν υπάρξει ροή ρεύματος μέσω του σώματος. Η ένταση αυτού του ρεύματος όμως εξαρτάται από την αντίσταση του σώματος, η οποία μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την υγρασία του δέρματος, την περιοχή επαφής, κ.λπ. Συνήθως κυμαίνεται από 500 έως 100.000 Ω.
Ο γνωστός τύπος θέτει τα πράγματα στη θέση τους.
Η τάση δημιουργεί την προϋπόθεση για τη ροή του ρεύματος, αλλά το ρεύμα είναι αυτό που προκαλεί χημικές αντιδράσεις και βλάβες στο σώμα. Χωρίς τάση, δεν υπάρχει ρεύμα και χωρίς ρεύμα δεν υπάρχουν βλάβες, αλλά εκτός από την τάση πρέπει να εξετάσουμε και την αντίσταση, που παρουσιάζει το σώμα κατά την διέλευση αυτού του ρεύματος.

Β) Φυσική χωρίς λίγα Μαθηματικά δεν υπάρχει, οπότε ας δούμε κάποια πιθανά  σενάρια:

1^ο Σενάριο
Μια μπαταρία αυτοκινήτου έχει Ηλεκτρεγερτική Δύναμη Ε = 12V και εσωτερική αντίσταση r = 2mΩ. Αν αγγίξουμε τους πόλους της με τα δύο χέρια, ποια είναι η ένταση του ρεύματος που θα μας διαπεράσει; Ας πάρουμε το χειρότερο σενάριο να είμαστε βρεγμένοι και η αντίστασή μας να είναι R = 1000 Ω.   
Απάντηση:
Το σώμα μας συνδέεται σε σειρά στο κύκλωμα. Ο νόμος Ohm δίνε

μπορεί να νοιώσουμε …κάποιον μυϊκό σπασμό αλλά όχι κάτι επικίνδυνο.
2^ο Σενάριο
Αν η μπαταρία του προηγούμενου σεναρίου είχε Ηλεκτρεγερτική Δύναμη ίση με αυτή που υπάρχει στις κοινές πρίζες, δηλαδή Ε = 220V, τι θα συνέβαινε;
Απάντηση:
Το σώμα μας συνδέεται σε σειρά στο κύκλωμα. Ο νόμος Ohm δίνει

Σοβαρή πιθανότητα θανάτου γι αυτό και συναντάμε και το σήμα

στα ταμπελάκια…
Αν όμως δεν είμαστε βρεγμένοι η αντίσταση μπορεί να γίνει R = 10000 Ω, οπότε

Έντονοι μυϊκοί σπασμοί, δυσκολία αναπνοής, πιθανότητα λιποθυμίας…

Γ) Η διαδρομή που ακολουθεί το ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του σώματος

Κατά την ηλεκτροπληξία το ρεύμα ακολουθεί τη διαδρομή της μικρότερης αντίστασης, και επειδή ο ανθρώπινος οργανισμός έχει ορισμένα όργανα και ιστούς με διαφορετική αγωγιμότητα, η διαδρομή μπορεί να εκτιμηθεί με βάση τη θέση των σημείων επαφής και την εσωτερική αγωγιμότητα του σώματος.

Γ₁) Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαδρομή του ρεύματος:
1. Σημεία Επαφής: Η είσοδος και η έξοδος του ρεύματος στο σώμα είναι καθοριστικοί παράγοντες. Για παράδειγμα:
-Αν κάποιος αγγίξει ένα ηλεκτροφόρο καλώδιο με το χέρι και στέκεται στο έδαφος, το ρεύμα πιθανόν να περάσει μέσω του χεριού, του κορμού και των ποδιών.
-Αν κάποιος αγγίξει δύο σημεία με διαφορετική τάση (π.χ., δύο ηλεκτροφόρα καλώδια), το ρεύμα θα περάσει απευθείας από το ένα χέρι στο άλλο, περνώντας μέσα από τον κορμό.
2. Αγωγιμότητα των Ιστών: Διάφοροι ιστοί έχουν διαφορετική ηλεκτρική αντίσταση. Οι ιστοί με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό και ηλεκτρολύτες, όπως το αίμα και οι μύες, είναι καλύτεροι αγωγοί από τον ξηρό ιστό, όπως τα οστά. -Το ρεύμα είναι πιθανό να ακολουθήσει τη διαδρομή με τους μύες και τα αιμοφόρα αγγεία, αποφεύγοντας τα οστά και τους ιστούς με υψηλότερη αντίσταση.
3. Διαδρομή μέσω Κρίσιμων Οργάνων: Η πιο επικίνδυνη διαδρομή είναι αυτή που περνάει μέσω της καρδιάς, γιατί μπορεί να προκαλέσει καρδιακή αρρυθμία ή ανακοπή. Οι διαδρομές που είναι συχνά επικίνδυνες περιλαμβάνουν:
-Χέρι σε χέρι (περνάει από την καρδιά)
-Χέρι σε πόδι (περνάει από την καρδιά και το στήθος)

Γ₂) Πρόβλεψη της Διαδρομής:
Η διαδρομή μπορεί να προβλεφθεί βασιζόμενη στη θέση των σημείων επαφής και την κατεύθυνση του ρεύματος. Μερικά παραδείγματα:
–Χέρι σε Χέρι: Το ρεύμα πιθανόν να περάσει μέσω των χεριών, των βραχιόνων, του θώρακα και της καρδιάς.
–Χέρι σε Πόδι: Το ρεύμα πιθανόν να περάσει από το χέρι, τον κορμό, την καρδιά, τον θώρακα και τα πόδια.

Συμπερασματικά:
Η διαδρομή του ρεύματος στο σώμα κατά την ηλεκτροπληξία δεν είναι εντελώς τυχαία και μπορεί να προβλεφθεί σε κάποιο βαθμό με βάση τη θέση των σημείων επαφής και την εσωτερική αγωγιμότητα του σώματος. Ωστόσο, οι ακριβείς λεπτομέρειες της διαδρομής μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τις συνθήκες και τα χαρακτηριστικά του ατόμου. Προληπτικά μέτρα και σωστή προστασία είναι απαραίτητα για την αποφυγή ηλεκτροπληξίας.

Ανδρέας Ριζόπουλος – https://ylikonet.gr/2025/01/11

https://physicsgg.me/2025/01/11/%cf%84%ce%b1-%ce%b2%ce%bf%ce%bb%cf%84-%ce%ae-%cf%84%ce%b1-%ce%b1%ce%bc%cf%80%ce%ad%cf%81-%cf%83%ce%ba%ce%bf%cf%84%cf%8e%ce%bd%ce%bf%cf%85%ce%bd/