试论人是怎样被触电的

2015-05-30 17:15毕文川
俪人·教师版 2015年4期
关键词:触电实验

毕文川

【摘要】触电知识对于生活的重要性不言而喻,仅以课本内容给学生讲解已经不能满足社会的需求,对于触电这部分的知识应当适当拓展,增加学生的知识面,增强他们解决和解释实际问题的能力。

【关键词】触电  人体电阻  实验  電压

触电事件与人们的生活密切相关,初中物理有所涉及。多数学生对触电事件仅停留在文字上,对其了解不深,抱有很多疑惑,教师在讲解这部分内容时应对其适当拓展,引用他们能够接触的现象,消除困惑,提升学生知识面,增强他们对物理学习的兴趣。

沪科版九年级物理113页第二段这样写:通常所说的触电,是指一定大小的电流通过人体所引起的伤害事故。实验表明:当1mA左右的电流通过人体时,会使人产生麻的感觉;超过10mA的电流就能使人感到剧痛,甚至神经麻痹,呼吸困难,有生命危险;电流达到100mA时,3s就可使人窒息,心脏停止跳动。大量事实表明:不高于36V的电压才是安全电压[1]。我们可以这样告诉学生,让人触电并引起事故的是电流,也就是通过人体的电流要达到以上这些标值。电流从哪里来?电流的产生需要电压,所以书上紧跟着就表明“不高于36V的的电压才是安全电压”。人体接触高于36V的电压时可产生高于1mA的电流,也就引起的触电[2]。

但有的学生听完后就问:做实验的时候我们看到电流表的示数达到1A甚至更多,但不小心摸到电路元件接线柱时却没有任何感觉,这该如何解释呢?讲到这里,我们先来说说人体的电阻。

一般情况下,人体电阻可按1000-2000欧考虑[3]。学生做实验时用是3-6V左右的直流电,当人体接触带电体时,人体就被当作一电路元件接入回路。若此时人体电阻按1000-2000欧考虑,那么通过人体电流的峰值约为:3mA-6mA,理论上来说此时人体会有麻的感觉。我们做了一个实验:

在气温为10摄氏度,空气干燥的冬季中午14:30分。电路如右图所示,a、b两点已经相连,使用可变直流电源,灯泡为“3.8V 0.2A”,使电压为3.8V时,电表示数约0.2A;接着断开a、b两点,让学生左右手分别接触a、b两点,灯不亮,电表无示数,人无任何不适感觉。从计算来看,人体接入电路后电流急剧减小至1mA以下,所以没有感觉。用这一点,我们可以清楚的告诉学生:平时做实验时,虽然看到电流表示数已经超过安全电流,但人不小心碰到电路中的导体时,由于电源电压低,而人体电阻很大,所以产生的电流极小,远低于安全电流,所以是不会触电的。为了验证人体是否在36V的电压下会触电,我们接着做另一个实验:

将灯泡更换成50欧姆的电阻,调节电压至36V,c、d断开,电流表示数为0.7A;接着笔者左右手分别接触c、d两点,此时Ucd=36V,但笔者仍然没有任何感觉,让学生试效果一样;此时我们知道,36V的直流电压并不能使人触电。我们用同样的方式使用交流电,学生却在电压至20V时就已经有轻微的麻感觉,当电压达到36V时,手已经有明显的麻的感觉了。通过实验,学生清楚地感知到触电的真实性。

因此,为确定安全条件,往往不采用安全电流,而是采用安全电压来进行估算:一般情况下,也就是干燥而触电危险性较大地环境下(人体电阻大于或等于36000欧姆),安全电压规定为36V;对于潮湿而触电危险性较大地环境(如金属容器、管道内施焊检修),安全电压规定为12V。这样,触电时通过人体的电流,可被限制在较小范围内,在一定的程度上保障人身安全。

那么,在实际生活中常见的触电事件有哪些呢?比如冬天空气干燥时,衣物与空气摩擦后产生的静电,使人接触金属导体或水时发生的触电,会让人产生麻或疼痛的感觉,但由于是瞬间事件,所以对正常人伤害不大,而对于本身就有疾病的人来说伤害还是很大的,例如老年人、患有及脏病的人,静电会引起心律不齐,心慌胸闷等症状。这就说明,此时静电导致人体的电流已经超过1mA,即电压达到36V以上(按最大电阻算)。实际上,摩擦所产生的电压范围在几微伏到几万伏之间,但由于其所含电能只有几焦耳,触电只是瞬间事件,所以并未让人至死。如果不想发生这样的触电,那就要在接触导体(门把、水……)前,用手先摸一下墙壁,把身上带的电导向大地,就不会发生触电了。至于高压电弧放电和跨步电压触电,由于电压很高,我们是无法进行实验的。但由于其本身交流电压远远超过36V,对人伤害极大,所以学生也是能够理解的。

通过对触电进行实验及知识的详细介绍,使学生能够准确弄清触电及触电的危害,对于提高个人的思维与创新能力有很大的指导作用。物理源自生活,生活包含物理。让学生以理论联系实际,使物理与生活融为一体,不就是我们一直想得到的结果吗!

【参考文献】

[1]义务教育教科书,物理九年级全一册[S].上海科学技术出版社,2013,113

[2]义务教育教科书,物理教学参考书[S].上海科学技术出版社,2013,76

[3]苏景军,薛婉瑜,安全用电[S].中国水利水电出版社,2004,15-17

[4]郭莉鸿,安全用电[S].中国电利出版社,2007,8-10

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