莫芳 杨永德
【关键词】人体电阻;实验测量;电流
一、直流电流过人体实验
实验电路如下图一所示:
实验设备:汉晟普源HSPY-1000-005,输出电压0到1000V,稳压可调,电流0到160mA,稳流可调。
实验步骤:选择没有心脏病的受试者,双手大拇指在湿手帕上润湿,放松捏紧电线,电压从0V开始慢慢上调,受试者描述实验过程的肢体感觉,实验人员分别记录下受试者在感觉有电流、产生痛感、承受极限这三个节点时的电压值和电流值。
实验人员:一名培训过的测试员调节电压,一名实验数据记录员,旁边还有一名安全员。
实验对象:15名男性和15名女性。实验数据录入excel表格,由电脑进行实验数据的处理。
从以上15名男性和15名女性的测试数据可以看出:女性的平均人体电阻大于男性,女性的电流感觉灵敏度高于男性,男性的电流耐受度大于女性。
随着电压的增高,人体电阻急剧减少,人体电阻有电容特性,电压的持续升高,人体电阻有可能如同电容一样,承受不住到达极限而崩溃,流过人体的电流突然增大,会烧伤人體皮肤血管和神经,这是触电造成电伤的机理。
在试验过程中,电压升高,大拇指发热现象较普遍。
二、交流电流过人体实验
实验电路如下图二所示
实验设备与方法:交流调压器输出0到380V,两个数字万用表,一个测量交流电压,一个用来测量交流电流,通过欧姆定律,用加在人左右手之间的电压除以流过人体的电流,得到人体电阻的测量值。
实验过程与上面的直流电类似,也是测量三个重要电流值(感觉电流,痛感电流,耐受电流)。
通过实验发现一个有趣的现象:在交流电情况下,男性和女性的人体电阻非常接近,感觉电流非常接近,考虑到男性体重普遍高于女性,单位质量时电阻小于男性,女性电容特性明显。
三、有待进一步研究的问题
在交流电实验中,发现在感觉电流与痛感电流之间,普遍存在一个舒服电流,这个电流流过人体,感觉很好,并且女性舒服感觉强于男性。这个电流也有个体差异,利用好这个电流,可以开发相应的医疗设备,利用电流缓解疼痛,增强体质。还可以利用更高频率的电流来测试,可能会发现一些更有趣的现象,期待有机会进一步探索。
总结:开发安全用电一体化专项教材,提高技校生的学习兴趣,是一项创造性的工作。让学生亲密接触电流,了解电的特性,排除对电的恐惧感,增强对电的好奇心,让电“摸得着,看得到”,使电类专业的学生对电来“电”,俗话说“兴趣是最好的老师”,这样的探究性学习,学生才能在学习和职业道路上走得更远。