Исследование электрического сопротивления тела человека

Федеральное агентство по образованию и науке  Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования  Рязанский Государственный Радиотехнический Университет

Кафедра безопасности жизнедеятельности и  экологии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа № 2

Исследование  электрического  сопротивления  тела человека 

Бригада №2 
 
 
 

                                                        Подготовила:

             Проверил:

Шилин А.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рязань 2010 г. 
 

Цель  работы: получить сведения о действии электрического тока на организм человека и о факторах, влияющих на исход поражения человека электрическим током; исследовать электрическое сопротивление тела человека. 
 

Теоретические сведения

   Исследование  электрического сопротивления тела человека осуществляется на лабораторном стенде, общая схема которого приведена на рис. 1. В состав стенда входят генератор напряжения U_h(t), измеритель тока I_h и две пары электродов площадью S₁ и S₂. 
 

Рис. 1 Общая схема лабораторного стенда 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

В работе может быть использован упрощённый вариант эквивалентной схемы цепи протекания электрического тока через тело человека (Рис. 2).

Рис. 2 Эквивалентная  схема цепи протекания эл. тока через  тело человека 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   На  рис. 2 обозначено: 1 – электроды; 2 –  эпидермис; 3 – внутренние ткани и органы тела человека, включая дерму;  İh – ток, протекающий через тело человека; Ůh – напряжение, приложенное к электродам; RН  – активное сопротивление эпидермиса;  CН – ёмкость условного конденсатора, обкладками которого являются электрод и хорошо проводящие ток ткани тела человека, расположенные под эпидермисом, а диэлектриком – сам эпидермис; RВН – активное сопротивление внутренних тканей, включая дерму. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ход работы. 

Для расчета  Z_h используем формулу: z_h = 10³ U_h /(М I_o), кОм. При расчете U_h=1 В.  
 

Таблица 1.

 
 

Для расчета  Z_h используем формулу: z_h = 10³ U_h /(М I_o), кОм.  

Таблица 2.

 
 

Графики зависимостей Z_h=F₁(f) и Z_h=F₂(f) для электродов с площадью S₁ и S₂: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 3. Графики зависимостей Z_h = F₁(f) и Z_h= F₂(f) 
 

График зависимости  R_h= F(U_h) представлен на рисунке 4 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 4. График зависимости R_h=F(U_h) 
 
 
 
 
 

1. Из таблицы 2 при U_h=1 В находим сопротивление тела человека постоянному току → R_h= 200 кОм
2. Из таблицы 1 для площади электродов S₂: Z_h=Z_hB на верхней частоте f_B = 90 кГц

Полагая, что X_HB<<R_BH, принимаем R_BH=Z_hB→ R_BH= 0.8 кОм

3. На основе полученных значений Rh и RВН определяем сопротивление наружного слоя кожи по формуле R_H= (R_h-R_BH)/2→ R_H=(200-0.8)/2=99.6 кОм
4. Значение емкости C_H с точностью, достаточной для приближенной оценки, можно определить по следующей методике:

• Z_cr = → Z_cr= =12.6 кОм
• Из таблицы 1 для площади электродов S₂ ближайшее к величине Z_cr значение сопротивления Z_h=Z_hf = 9.1 кОм → f = 500 Гц

 

• Значение  емкости определяется по формуле  

 
 

С_H= 1/(2*3.14*0.5*99.6)* =0.0705

• На частоте f_в= 90 кГц емкостное сопротивление вычисляется по формуле

                        Х_нв= 1/(2πf_вC_н)→ Х_нв = 1/(2*3.14*90*0.0705) = 0.025 кОм 

     Как видно из расчетов, соотношение Х_нв<<R_BH выполняется (X_НВ = 0,025 кОм, R_ВН = 0,8 кОм). 
 

Таблица 3. Итоговые результаты расчетов 

 

Вывод: В ходе работы было исследовано электрическое сопротивление тела человека и получены сведения о действии электрического тока на организм человека.