Který proud je nebezpečnější – střídavý nebo stejnosměrný?

Především mějte na paměti, že střídavé i stejnosměrné napětí a proud jsou nebezpečné a nebezpečné. Obojí jsou naši přátelé a zároveň nejhorší nepřátelé, protože neminou, pokud jim dáte šanci.

Střídavý proud je sériovější zabiják, protože střídavý proud s nižší frekvencí (50 Hz v EU a 60 Hz v USA) je nebezpečnější než stejnosměrný proud, který má stejnou úroveň napětí. Jinými slovy, 230 V AC (resp. 120 V AC) je nebezpečnější než 230 V DC, resp. 120 V DC. Mějte však na paměti, že stejnosměrný proud má schopnost vás usmažit, tj. pokud říkáme, že střídavý proud je nebezpečnější, neznamená to, že stejnosměrný proud si s vámi bude pouze zahrávat.

Střídavé napětí a proud s nízkou frekvencí, tj. 50 Hz nebo 60 Hz, je nebezpečnější než střídavé napětí s vyšší frekvencí (např. 500 0r 600 Hz). Stejně tak tj. střídavé proudy a napětí jsou třikrát až pětkrát nebezpečnější než stejnosměrné, které mají stejnou úroveň napětí.

V případě stejnosměrného napětí a proudů způsobuje jednorázovou křečovitou kontrakci (trhavý a nekontrolovatelný proces, při kterém se svaly zkracují a napínají), která oběť odstrčí od zdroje stejnosměrného proudu nebo napětí, kterého se dotkla.

V případě střídavého napětí a proudu způsobuje tetanii (stav vyznačující se přerušovanými svalovými křečemi) nebo prodlouženou svalovou kontrakci, která vede ke ztuhnutí oběti (nebo části (částí) těla), která se dotkla zdroje střídavého napětí nebo proudu.

• Related Post: Proč se v elektronických obvodech používá stejnosměrný proud místo střídavého?

Vzhledem k tomu, že střídavý proud se chová jako střídavý, dochází u neuronů kardiostimulátoru k fibrilaci síní, což je nebezpečnější než stejnosměrný proud, kdy v případě úrazu elektrickým proudem dochází k zástavě srdce (v důsledku fibrilace komor). V tomto případě je větší šance, že se „zamrzlé srdce“ vrátí do normálních kolejí, ve srovnání s fibrilací srdce způsobenou střídavým proudem. V takových případech se jako pohotovostní lékařská služba používají defibrilační přístroje (které dodávají stejnosměrné jednotky k zastavení fibrilace a navrácení srdce do normálního stavu).

Všeobecně platí, že konečné rozhodnutí závisí na více faktorech, jako je například odolnost lidského těla, mokrá nebo suchá kůže nebo místo, tloušťka kůže, hmotnost, pohlaví, věk, úroveň proudu a napětí, frekvence atd.

• Related Post:

Pokud vezmeme v úvahu minimální úroveň střídavého a stejnosměrného napětí, za bezpečné se v případě přímého nebo nepřímého kontaktu s elektrickou instalací považuje 50 V střídavého napětí na suchu a 25 V na vlhkých a mokrých místech a až 120 V stejnosměrného napětí. Z výše uvedeného tvrzení a následující tabulky vyplývá, že střídavý proud a napětí jsou nebezpečnější než stejnosměrný proud.

Například v případě střídavého proudu je nejbezpečnější hranice 50V (nebo 25V ve vlhku), kdežto u stejnosměrného proudu je bezpečná hranice 120V DC. Stejné je to i v případě proudu, tj. pro stejný účinek na lidský organismus jsou potřeba nižší proudy ve srovnání se stejnosměrným proudem, který je nízký. Následující tabulka ukazuje historii střídavého a stejnosměrného proudu a jeho účinky na lidský organismus.

Vždy pamatujte: Proud zabíjí, ne napětí. Napětí však musí pohánět proud. Tj. za úraz elektrickým proudem jsou zodpovědné ampéry, nikoliv volty.

.

Proč je střídavý proud nebezpečnější než stejnosměrný?

Následují některé důvody, které ukazují, že střídavý proud je nebezpečnější než stejnosměrný.

RMS a špičková hodnota

V našich domácnostech se dodává 230 V AC (v EU) a 120 V AC v USA. Jedná se o efektivní nebo RMS napětí. To znamená, že dostupné střídavé napětí má stejný topný účinek jako 230V DC, respektive 120V AC.

Rovnice tohoto střídavého proudu je

V = Vm Sin ω t

Kde

• Vm = √2 VRMS
• ω = 2πf … (f = frekvence 50 0r 60 Hz)

Posazení hodnot a řešení pro napětí:

230 x √2 Sin x 2 (3.1415) x 50Hz x t

230 x √2 Sin x 314 x t Volty.

Teď špičková hodnota střídavého napětí nebo proudu, (to neplatí pro stejnosměrný proud kvůli střídavému sinusovému vlnění střídavého proudu).

VRMS = VPK /√2 nebo VRMS = 0,707 x VPK

Podobně,

IRMS = IPK /√2 nebo IRMS = 0.707 x IPK

Pomocí výše uvedeného vzorce zjistíme hodnotu špičkového střídavého napětí a proudu takto

VPK = √2 x VRMS a IPK = √2 x IRMS

Pro výpočet maximální nebo špičkové hodnoty střídavého napětí pro naše domácí napájení (kde domácí napájení je 230V nebo 120V AC)

VPK = 1.414 x 230V = 325V střídavého napětí (nebo 170V špičkového střídavého napětí v případě domácího napájení 120V střídavého napětí).

Výše uvedený výpočet ukazuje, že naše domácí napájecí napětí, které je 230V AC nebo 120V AC, jsou efektivní napětí a špičková napětí těchto efektivních napětí jsou 325V nebo 170V nebo 650 špičkových napětí nebo 320 špičkových napětí.
Přičemž stejnosměrné napětí má pouze efektivní hodnotu, která je kontaktní i.tj. 230V DC nebo 120V DC.

Jinými slovy, jak pro AC, tak pro DC, které mají stejnou úroveň napětí, AC se ukáže více o 325V nebo 170V, tj. jeho více, než se zdá, a ano, čím více napětí, tím větší šance na úraz elektrickým proudem. Stručně řečeno, k vyvolání stejného nebezpečného účinku jako u střídavého napětí a proudu je zapotřebí více stejnosměrného napětí nebo proudu.

• Související příspěvek: Rozdíl mezi střídavou a stejnosměrnou přenosovou soustavou

Kapacita

Tělo oběti působí jako izolační prostředí mezi živým vodičem a zemí, což vede ke kapacitě. Víme však, že kondenzátor blokuje stejnosměrný proud, zatímco střídavý proud jím může procházet. Podívejme se na to metamaticky,

• Frekvence ve stejnosměrném proudu = 0 Hz
• Frekvence ve střídavém proudu = 50 nebo 60 Hz.

Reakce ve stejnosměrném proudu:

XC = 1/2πfC v Ω

Pokud bychom „f = frekvenci“ dali jako nulu, pak by kapacitní reaktance (XC) byla nekonečná. Proto kondenzátor blokuje průchod stejnosměrného proudu.

Nyní odpor ve střídavém proudu (známý také jako impedance)

Impedance Z = √ (R2 + XC2)

Pokud bychom dali frekvenci jako 50 nebo 60 Hz, celková impedance (tj. odpor) by se snížila. Tímto způsobem má střídavý proud možnost kondenzátorem snadno procházet. To znamená, že střídavý proud je nebezpečnější než stejnosměrný v případě, kdy lidské tělo funguje jako kondenzátor.

Zkrátka impedance a odpor u stejnosměrného proudu je nižší než u střídavého, protože se snižuje, když se zvyšuje frekvence. Tím je střídavý proud škodlivější než stejnosměrný.

• Related Post:

  Frekvence

  Někteří mají představu, že stejnosměrný proud je při stejné úrovni napětí nebezpečnější než střídavý, protože střídavý proud díky frekvenci několikrát změní směr (tj. střídavý proud se dotkne nulové hodnoty 50 nebo 60krát) za sekundu a je šance, že oběť úraz přeskočí, zatímco u stejnosměrného proudu frekvence neexistuje.

  Uvažujeme-li nyní frekvenci 60 nebo 50 Hz, podívejme se, jak rychle střídavý proud mění svůj směr.

  T = 1/f

  T = 1/60Hz = 0,20 sekundy.

  Z toho vyplývá, že se střídavý proud dotýká nulového bodu v po každé nule.20 sekundách, přičemž lidský mozek není o tolik rychlejší (kromě neúmyslných funkcí), aby reagoval na elektrický šok a přesunul se zpět od zdroje napětí.

  • Related Post:

  Frekvence 50 nebo 60 Hz hraje důležité pravidlo a účinek elektrického šoku na lidský organismus. Například nízké napětí asi 25 V AC s frekvencí 60 Hz jsou škodlivé (mokré a vlhké tělo).

  Poznámka: Střídavé i stejnosměrné napětí a proudy jsou nebezpečné. Nedotýkejte se vodičů pod napětím. V případě úrazu elektrickým proudem se pokuste odpojit napájení a odtlačit tělo oběti od zdroje (mějte na paměti, že byste měli být před tímto úkonem řádně izolováni). V případě opravy nebo odstraňování poruch volejte pouze odborníka na elektrotechniku. V případě nouze volejte co nejdříve místní úřad.

  • Vše o elektrických ochranných systémech, zařízeních a jednotkách
  • Transformátory Systém požární ochrany – příčiny, typy & Požadavky
  • Ochrana nadzemních vedení – poruchy & Ochranná zařízení
  • Kabely Ochrana přívodů – poruchy typy, příčiny & Diferenciální ochrana

  .