Применяемое оборудование

 
      

Рис.2 Схема лицевой  панели стенда

      Работа выполняется на стенде, лицевая панель которого изображена на рис.2. Включение стенда осуществляется выключателем "Сеть". Перед включением ручка потенциометра "Регулировка выходного напряжения" должна находиться в крайнем левом положении. О готовности стенда к работе свидетельствует загорание сигнальной лампы после включения стенда. В соответствии с заданием режим работы стенда устанавливается нажатием соответствующей кнопки на переключателе "Режим измерения". Род и частота переменного тока устанавливаются нажатием соответствующих кнопок в блоках "Выбор рода тока" и "Частота", а напряжение, приложенное к телу человека, и ток, проходящий через человека по пути рука-рука, измеряются соответственно вольтметром и миллиамперметром, размещенными на лицевой панели стенда. В зависимости от значения протекающего тока предел измерения миллиамперметра может быть изменен с помощью переключателя "Предел измерения прибора, мА".

      По  окончании работы стенд отключается  выключателем "Сеть".

Указания  по технике безопасности

 

1. Запрещается включать стенд без предварительной проверки собранной схемы преподавателем или лаборантом.

2. Запрещается  собирать и разбирать заданную  схему при включенном электропитании.

3. При  обнаружении неисправностей в  работе стенда следует немедленно  прекратить работу, отключить стенд от сети и сообщить об этом преподавателю.

Порядок выполнения работы

 

    1. Определение пороговых  ощутимых токов.

    После включения стенда установить переключатели - "Режим измерения" в положение "Измерение порога", "Выбор  рода тока" в положение " " ~ " и Частота " в положение " 0,05 кГц".

    Плавным поворотом ручки потенциометра "Регулировка  выходного напряжения" увеличить напряжение, приложенное к телу человека, и, тем самым, увеличить ток, протекающий через человека по пути рука-рука. В момент загорания транспаранта "Порог ощущения" зафиксировать значение I_h по миллиамперметру. Установив кнопочный переключатель "Выбор рода тока" в соответствующее положение, аналогичным образом определить значения постоянного и выпрямленного пороговых ощутимых токов. При этом переключатель "Частота" должен быть установлен в положении "0,05 кГц", так как выпрямительный блок работает на этой частоте.

    Измеренные  значения пороговых ощутимых токов  занести в табл.3 

    2. Определение зависимости  сопротивления тела человека от частоты приложенного напряжения Z_h(f).

    Установить  переключатели - "Режим измерения" в положение " "R_f" Выбор рода тока" в положение "~". Изменяя частоту тока от 0,01 до 10 кГц с помощью переключателя "Частота" записывать показания вольтметра (напряжение U_h, приложенное к телу человека) при каждом значении частоты. При этом, воздействуя на ручку потенциометра " Регулировка выходного напряжения", поддерживать в течение всего опыта постоянное значение тока, протекающего через тело человека I_h, равное 4мА.

    Измеренные  значения U_h и вычисленной величины Z_h = U_h / I_h для каждой точки замера заносятся в табл.4. 

    3. Определение зависимости  сопротивления тела  человека от значения  приложенного напряжения при частоте 50 Гц, т.е. зависимости Z_h(U_h).

    Установить  переключатель "Режим измерения" в положение " R_h(U). ", а переключатель "Частота" - в положение "0,05кГц". Измеряя напряжение с помощью потенциометра "Регулировка выходного напряжения" от 1 до 50 В, записывать показания миллиамперметра, т.е. значения тока I_h, протекающего через тело человека. Вычислить значения Z_h = U_h / I_h для каждой точки замера и внести их в табл.5. 

    4. Определение параметров  эквивалентной схемы  сопротивления тела  человека R_в, R_н, С_н производить в следующем порядке:

    а) сопротивление внутренних тканей R_в определить по выражению (1.4), для чего из табл. 3 взять значение Z_h, соответствующее частоте тока f = 10кГц;

    б) активное сопротивление наружного  слоя кожи Rн определить экспериментально. Для этого включить стенд, переключатель "Выбор рода тока" установить в положение " = ", переключатель "Частота" - в положение "0,05 кГц", переключатель "Режим измерения" - в положение "Измерение порога" и при    I_h =2 мА записать значение U_h. Вычислить R_ho, зная значение R_в, по выражению (1.3) вычислить R_н;

    в) ёмкость C_н определить для двух значений частоты 50 и 500 Гц или для других, указанных преподавателем значений, по выражению (1.6).  В выражение 1.6 подставить значения Z_h взятые из табл.3, а значение R_h принять равным R_ho.

    Полученные  результаты сводятся в табл.6.

Содержание  отчета

 

Отчет должен содержать:

1. Принципиальную  схему включения человека в  цепь электрического тока.

2. Измеренные  значения пороговых ощутимых  токов (табл.3).

 

Таблица 3.

 

    3. Измеренные и вычисленные значения  U_h и Z_h, необходимые для определения зависимости сопротивления тела человека от частоты тока, протекающего через него, сведенные в табл.4, и график Z_h(f), построенный в полулогарифмическом масштабе. 

Таблица 4.

 

    4. Измеренные и вычисленные значения U_h, I_h, Z_h, необходимые для определения зависимости сопротивления тела человека от значения приложенного напряжения, сведенные в табл.5 и график Z_h(U_h) .

Таблица 5.

 

    5. Эквивалентную схему сопротивления  тела человека, основные расчетные выражения и результаты расчета параметров этой схемы для двух значений частоты тока (табл.6). 

Таблица 6.

 

   6. Выводы о влиянии рода, частоты  тока и значения напряжения, приложенного к телу человека на его сопротивление. 
 
 
 

Контрольные вопросы

 

    1. Какие факторы определяют степень  отрицательного воздействия электрического тока на организм человека?

    2. Назовите значения пороговых  ощутимых и пороговых неотпускающих  токов: переменного (f =50Гц) и постоянного.

    3. Какой ток называют фибрилляционным  и каково его пороговое значение?

    4. Какие факторы влияют на значение  электрического сопротивления тела человека?

    5. Составьте эквивалентную схему  сопротивления тела человека  и поясните физическую сущность элементов, входящих в эту схему.

    6. Как можно представить эквивалентную  схему сопротивления тела человека постоянному току?

    7. Как изменяется сопротивление тела человека с изменением частоты приложенного напряжения? Назовите причину этого изменения.

    8. Как изменяется сопротивление  тела человека при изменении  значения приложенного напряжения? Почему эта зависимость имеет  нелинейный характер?

    9. Как определяются параметры элементов  эквивалентной схемы электрического сопротивления тела человека?

    Литература

 

    Долин П.А. Основы техники безопасности в  электроустановках. М.: Знак, 2000. Глава 1, стр. 5-48.