現(xiàn)代社會中,電無處不在。直流電已經(jīng)十分廣泛地融入到人們的生活之中。無論生活起居出行,還是人們的行為向?qū)?、思想觀念,都與電有著密不可分的聯(lián)系。電流的種類也很多,直流電與交流電、強電與弱電等各不相同。但是,當(dāng)它們作用于人體時,會產(chǎn)生什么效果呢?這是我們必須關(guān)注和關(guān)心的問題。一般人都有這樣的常識,強電(電流較大)會對人體產(chǎn)生傷害,嚴重時會置人于死地,大家都很謹慎小心。但對于弱電及其他各種電流就知之甚少了,其實這些電流對人體也會產(chǎn)生一定的作用,有的對人有利,有的對人有害。了解它認識它也比較復(fù)雜,我們以直流電為例從以下幾個方面來進行闡述。
一、人體與直流電
人體是由各種機體組織構(gòu)成的。從電學(xué)性質(zhì)上來說,人體是電的良導(dǎo)體。當(dāng)人體與電路構(gòu)成一個閉合回路時,電流會通過人體,對人體產(chǎn)生作用。那么,人體是如何導(dǎo)電的呢?人體的導(dǎo)電性質(zhì)是十分復(fù)雜的。人體由皮膚、組織、體液、骨骼等組成,皮膚的導(dǎo)電性很差;體液屬于電解質(zhì),導(dǎo)電性很強;人體的致密組織主要由蛋白質(zhì)、脂肪及糖類組成,它們屬于電介質(zhì),基本不導(dǎo)電。因此,人體導(dǎo)電包括電解質(zhì)導(dǎo)電和電介質(zhì)導(dǎo)電兩種情形。電介質(zhì)導(dǎo)電只有在高頻電的作用下才會表現(xiàn)出來,所以在研究過程中,不能把人體當(dāng)做純電阻,而應(yīng)等效為阻抗。在直流和低頻電作用下,主要是皮膚和體液的電解質(zhì)導(dǎo)電,這時可把人體看做純電阻,人體的皮膚和體液的導(dǎo)電性又有不同,皮膚的電阻比體液大得多,通常把它當(dāng)做全身電阻。
根據(jù)電路的歐姆定律,在電壓一定的情況下,通過人體的電流大小取決于人體的阻抗。人體阻抗的大小受多種因素的影響,變化范圍也很大。例如,干皮膚的阻抗是10—300KΩ;濕皮膚的阻抗是1—10KΩ。而皮膚以外的其他組織的阻抗都比較小。
二、直流電對人體的作用
當(dāng)直流電通過人體時,能引起機體發(fā)生物理化學(xué)變化,并伴有多種多樣的復(fù)雜生理效應(yīng)。大致有如下幾種。
1.熱效應(yīng)
由于人體是電的良導(dǎo)體,當(dāng)電流通過人體時,必定會產(chǎn)生焦耳熱,導(dǎo)致機體溫度升高。
2.刺激效應(yīng)
一個足夠大的外加電流通過人體時,能夠在人體組織中形成局部電位,產(chǎn)生的電流能刺激神經(jīng)和激發(fā)動作電位,動作電位在神經(jīng)中傳播引起人體反應(yīng),甚至是電擊的痛覺。
3.電極化
位于機體組織中的電場,能夠引起細胞膜兩端的離子堆積。這種電極化最易發(fā)生在人體皮膚和神經(jīng)纖維末梢。
4.離子濃度變化
在外電場的作用下,帶電離子發(fā)生運動,離子的濃度會發(fā)生變化。離子濃度的變化使細胞膜的通透性發(fā)生改變,從而引起一系列生理反應(yīng)。
5.電解作用
由于人體中的所有細胞都浸沒在淋巴液、血液和其他體液中,在直流電的作用下,組織液內(nèi)的離子在電場力的作用下分別向民性電極移動,在電極處形成新物質(zhì)。
三、醫(yī)學(xué)上常用的直流電療法
在醫(yī)學(xué)上,利用直流電可以達到治療某些疾病的目的。如:
1.直流電療法
用較低電壓的直流電通過人體,可以起到治療人體某些疾病的作用。如:消炎鎮(zhèn)痛,鎮(zhèn)靜或興奮作用,對自主神經(jīng)或內(nèi)臟功能的調(diào)節(jié)作用,對血壓或肌張力的調(diào)節(jié)作用,電解拔毛等。
2.直流電離子透入療法
利用直流電對離子的作用,將藥物離子從體外導(dǎo)入到體內(nèi),從而達到治療的目的。
3.心臟除顫器
正常情況下,心臟會有節(jié)律地跳動,保證人體進行正常的血液循環(huán),但是由于心肌沖動起源異常,或存在多源性興奮灶等原因,會引起間歇性或持續(xù)性心律失常。心臟除顫器就是用電能治療嚴重心律失常,特別是消除心室顫動的儀器。
四、安全用電的常識
人體是一個導(dǎo)體,當(dāng)1mA的電流通過人體時,就會有發(fā)麻的感覺。當(dāng)電流超過10mA時,人體就有生命危險,通電的時間越長,危害就越大。從電壓的角度來闡述此問題,人體的安全電壓不超過36V,但是,由于人體各部分電阻不同,導(dǎo)電方式不同,電流通過的人體臟器不同,因而對人體的危害會有較大的差異。
我們使用的交流電與直流電有很大的不同,對于我國普遍使用的220V50Hz交流電,如果不小心觸電,就會很危險。一般來說,交流電超過65V就會對人體安全構(gòu)成威脅。