Частота тока

Установлено, что в сопротивлении тела человека входит и емкостная составляющая:

,

где, .

Поэтому увеличение частоты приложенного напряжения сопровождается уменьшением полного сопротивления тела и ростом тока, проходящего через человека. С ростом тока проходящего через тело человека, опасность поражения возрастает, значит и повышение частоты должно вести к повышению такой опасности.

Однако такое предположение справедливо только в диапазоне частот от 0 до 50 Гц. В области частот от 0 до 50 Гц с уменьшением частоты значение неотпускающего тока возрастает и при частоте, равной нулю (постоянный ток), становится больше примерно в 3 раза (см. рис. 2).

Повышение частоты, выше этого диапазона, несмотря на рост тока, проходящего через тело человека, сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450-500 кГц, т.е. такие токи не могут поразить человека. Однако сохраняется, в этом случае, опасность ожогов при прохождении тока через тело человека и при возникновении электрической дуги.

За опасность поражения принята величина, обратная не отпускающему току при данной частоте, выраженная в процентах. За 100% взята опасность при 50 Гц как наибольшая во всей шкале частот.

Тогда опасность поражения при искомой частоте определяется из выражения

 

где, - неотпускающие токи при 50 Гц и искомой частоте f, мА.

Упрощенно изменение опасности тока с изменением частоты можно объяснить характером раздражающего действия тока на клетки живой ткани.

Если к клетке живой ткани приложить постоянное напряжение, то во внутриклеточном веществе, которое можно рассматривать как электролит, возникает электролитическая диссоциация, в результате чего будет происходить распад молекул на положительные и отрицательные ионы. Эти ионы начнут перемещаться к оболочке клетки, положительные ионы к отрицательному электроду, а отрицательные – к положительному. Такое явление вызовет нарушение нормального состояния клетки и протекающих в ней естественных биохимических процессов.

При переменном токе ионы будут перемещаться, следуя изменению полярности электродов.

Можно предположить, что в интервале частот от 0 до 50 Гц, большее нарушение естественного состояния клетки вызывает ток, при котором ион делает от одного до нескольких "полных" пробегов за единицу времени внутри оболочки клетки. За опасное состояние, предположительно, можно считать или один "полный" пробег ионов, или максимальное число "полных" пробегов, которые происходят при частоте 50 Гц. Поскольку ионы, как материальные частицы, обладают определенной скоростью перемещения в электролите, то при определенной частоте (очевидно 50 Гц) ион не успеет достигнуть оболочки клетки, за время изменения полярности. Такое положение будет отвечать, предположительно, меньшему нарушению нормального состояния клетки. При дальнейшем повышении частоты длина пути пробега ионов будет сокращаться и может наступить такой момент, когда движение ионов прекратиться, а следовательно, будет отсутствовать опасное нарушение состояние клетки. Такое положение возникает при частотах выше 450-500 кГц.