6) Вигляд і частота струму.

Через високий опір роговий шар можна умовно вважати діелектриком. Проте через пори, що включають вологу і забруднення, а також різних пошкоджень шкіри існує витік струму. Спрощений опір тіла людини можна представити у вигляді еквівалентної схеми (див. мал. 5.3).

R - опір зовнішніх тканин (шкіри); R - опір внутрішніх тканин;

С – електрична ємність, утворена струмопровідною частиною і шкірою (роговий шар) людини в місцях їх зіткнення.

Малюнок 5.3 - Еквівалентна схема опору тіла людини

Наявність складової місткості опору тіла людини пояснює нерівність опору змінному і постійному струмам. Опір тіла людини постійному струму більше, ніж змінному струму. В теж час, постійний струм такої ж сили, що і змінний частотою 50 – 60 Гц менш небезпечний для людини. Ця властивість характерний при напругах до 500 В. При більш високих напругах постійний струм стає більш небезпечним. Небезпека змінного струму росте при збільшенні частоти від 0 до 50 – 60 Гц, з подальшим зростанням частоти небезпека змінного струму для життя людини зменшується. Струми високої частоти викликають опіки шкірного покриву людини.

5.3 Методичні вказівки по організації самостійної роботи студентів

Для підготовки до лабораторної роботи необхідно вивчити наступні питання:

- фізична модель опору тіла людини електричному струму;

- складові опору тіла людини;

- залежність опору тіла людини від величини прикладеної напруги, роду струму, частоти змінного струму, площі і станів ділянки шкіри, що знаходиться в електричному контакті із струмопровідними частинами електроустановки, що знаходиться під напругою, фізіологічних чинників конкретної людини, властивостей навколишнього середовища.

- еквівалентну схему опору тіла людини і визначення значень її складових;

- оцінка ризику поразки людини електричним струмом.

5.4 Опис лабораторної установки.

Робота проводиться на універсальному лабораторному стенді до складу якого входить генератор синусоїдальних коливань фіксованої частоти в діапазоні від 20 Гц до 150 кГц з можливістю плавного регулювання вихідної напруги, вбудований міліамперметр, набір RC ланцюжків, що моделюють повний електричний опір тіла людини в різних зовнішніх умовах. Еквівалентна площа контактного переходу між струмопровідними частинами і тілом людини в моделі вибрана 25 см2 и12,5 см2. Вимірювання напруги проводиться зовнішнім вольтметром ВУ-15.

Установка частоти коливань проводиться перемикачами «Частота» і «Множитель». Грубе і плавне регулювання вихідної напруги проводиться здвоєним потенціометром «Рег. выхода». Вибір досліджуваної схеми заміщення тіла людини здійснюється перемикачем «Модель», а еквівалентної площі контактного переходу між струмопровідними частинами і тілом людини тумблером «S1-S2» відповідно 25 см² и12,5 см².

5.5 Порядок проведення вимірювань.

Дослідження залежності опору тіла людини електричному струму від частоти струму

1. Отримати у викладача дозвіл на проведення вимірювань і номер варіанту

Таблиця 5.2 – Варіанти завдання до лабораторної роботи

Номер варіанту	1	2	3	4	5	6	7
Номер моделі	1	3	4	2	3	2	1
Величина струму, мА	0,4	0,3	0,2	0,5	0,1	0,4	0,3
Частота струму, кГц	2,0	1,0	3,0	2,0	4,0	1,0	0,5

2. Включити тумблер «Сеть» на стенді.

3. Підключити вольтметр ВУ-15 до панелі стенду за допомогою вимірювальних провідників.

4. Включити вольтметр для вимірювання змінної напруги кнопкою «» на його передній панелі, а перемикач меж вимірювання встановити в положення «30» по шкалі V .

5. Потенціометри «Рег. выхода» встановити в крайнє ліве положення, при цьому стрілка на вольтметрі повинна знаходитися в положенні нуль.

6. За допомогою перемикачів «Частота» і «Множитель» на стенді встановлюйте частоту струму відповідно до таблиці 5.3, а за допомогою потенціометрів «Рег. выхода» кожного разу виставляйте задану по варіанту величину сили струму через тіло людини. Значення напруги дотику визначте по вольтметру і занесіть в таблицю 5.4.

Вимірювання проведіть в обох положеннях тумблера «S1-S2».

Значення опору людини електричному струму визначити по формулі

Ih = (5.1)

де Ih – струм, що приходить через тіло людини;

U – напруга, прикладена до тіла людини;

Z – комплексний опір тіла людини.

Результати розрахунків занести в табл. 5.3.

Таблиця 5.3 – Напруга дотику і повний опір тіла людини при силі струму I = мА.

Частота струму, Гц	Логарифм частоти	Напруга дотику і повний опір тіла людини
		S1=25 см2		S2=12,5 см2
		U, В	Z, кОм	U, В	Z, кОм
20	1,3
30	1,48
40	1,6
50	1,7
60	1,78
80	1,9
100	2,0
200	2,3
400	2,6
500	2,7
1000	3,0
2000	3,3
4000	3,6
6000	3,7
10000	4,0
20000	4,7

Дослідження залежності опору тіла людини електричному струму від сили струму

За допомогою перемикачів «Частота» і «Множитель» на стенді встановите частоту струму відповідно до варіанту, а за допомогою потенціометрів «Рег. выхода» кожного разу виставляйте задану по величину силу струму через тіло людини. Значення напруги дотику визначте по вольтметру і занесіть в таблицю 5.4.

Таблиця 5.4 – Напруга дотику і повний опір тіла людини при частоті струму f = кГц.

Сила струму, mA	Площа контактного переходу
	Sl= 25 см2		S2=12,5cм2
	U, В	Z, кОм	U, В	Z, кОм
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6