試論人是怎樣被觸電的

畢文川

【摘要】觸電知識(shí)對(duì)于生活的重要性不言而喻，僅以課本內(nèi)容給學(xué)生講解已經(jīng)不能滿足社會(huì)的需求，對(duì)于觸電這部分的知識(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)拓展，增加學(xué)生的知識(shí)面，增強(qiáng)他們解決和解釋實(shí)際問題的能力。

【關(guān)鍵詞】觸電 ?人體電阻 ?實(shí)驗(yàn) ?電壓

觸電事件與人們的生活密切相關(guān)，初中物理有所涉及。多數(shù)學(xué)生對(duì)觸電事件僅停留在文字上，對(duì)其了解不深，抱有很多疑惑，教師在講解這部分內(nèi)容時(shí)應(yīng)對(duì)其適當(dāng)拓展，引用他們能夠接觸的現(xiàn)象，消除困惑，提升學(xué)生知識(shí)面，增強(qiáng)他們對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。

滬科版九年級(jí)物理113頁第二段這樣寫：通常所說的觸電，是指一定大小的電流通過人體所引起的傷害事故。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)1mA左右的電流通過人體時(shí)，會(huì)使人產(chǎn)生麻的感覺;超過10mA的電流就能使人感到劇痛，甚至神經(jīng)麻痹，呼吸困難，有生命危險(xiǎn);電流達(dá)到100mA時(shí)，3s就可使人窒息，心臟停止跳動(dòng)。大量事實(shí)表明：不高于36V的電壓才是安全電壓[1]。我們可以這樣告訴學(xué)生，讓人觸電并引起事故的是電流，也就是通過人體的電流要達(dá)到以上這些標(biāo)值。電流從哪里來？電流的產(chǎn)生需要電壓，所以書上緊跟著就表明“不高于36V的的電壓才是安全電壓”。人體接觸高于36V的電壓時(shí)可產(chǎn)生高于1mA的電流，也就引起的觸電[2]。

但有的學(xué)生聽完后就問：做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候我們看到電流表的示數(shù)達(dá)到1A甚至更多，但不小心摸到電路元件接線柱時(shí)卻沒有任何感覺，這該如何解釋呢？講到這里，我們先來說說人體的電阻。

一般情況下，人體電阻可按1000-2000歐考慮[3]。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)用是3-6V左右的直流電，當(dāng)人體接觸帶電體時(shí)，人體就被當(dāng)作一電路元件接入回路。若此時(shí)人體電阻按1000-2000歐考慮，那么通過人體電流的峰值約為：3mA-6mA，理論上來說此時(shí)人體會(huì)有麻的感覺。我們做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：

在氣溫為10攝氏度，空氣干燥的冬季中午14：30分。電路如右圖所示，a、b兩點(diǎn)已經(jīng)相連，使用可變直流電源，燈泡為“3.8V 0.2A”，使電壓為3.8V時(shí)，電表示數(shù)約0.2A;接著斷開a、b兩點(diǎn)，讓學(xué)生左右手分別接觸a、b兩點(diǎn)，燈不亮，電表無示數(shù)，人無任何不適感覺。從計(jì)算來看，人體接入電路后電流急劇減小至1mA以下，所以沒有感覺。用這一點(diǎn)，我們可以清楚的告訴學(xué)生：平時(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，雖然看到電流表示數(shù)已經(jīng)超過安全電流，但人不小心碰到電路中的導(dǎo)體時(shí)，由于電源電壓低，而人體電阻很大，所以產(chǎn)生的電流極小，遠(yuǎn)低于安全電流，所以是不會(huì)觸電的。為了驗(yàn)證人體是否在36V的電壓下會(huì)觸電，我們接著做另一個(gè)實(shí)驗(yàn)：

將燈泡更換成50歐姆的電阻，調(diào)節(jié)電壓至36V，c、d斷開，電流表示數(shù)為0.7A;接著筆者左右手分別接觸c、d兩點(diǎn)，此時(shí)Ucd=36V，但筆者仍然沒有任何感覺，讓學(xué)生試效果一樣;此時(shí)我們知道，36V的直流電壓并不能使人觸電。我們用同樣的方式使用交流電，學(xué)生卻在電壓至20V時(shí)就已經(jīng)有輕微的麻感覺，當(dāng)電壓達(dá)到36V時(shí)，手已經(jīng)有明顯的麻的感覺了。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生清楚地感知到觸電的真實(shí)性。

因此，為確定安全條件，往往不采用安全電流，而是采用安全電壓來進(jìn)行估算：一般情況下，也就是干燥而觸電危險(xiǎn)性較大地環(huán)境下（人體電阻大于或等于36000歐姆），安全電壓規(guī)定為36V;對(duì)于潮濕而觸電危險(xiǎn)性較大地環(huán)境（如金屬容器、管道內(nèi)施焊檢修），安全電壓規(guī)定為12V。這樣，觸電時(shí)通過人體的電流，可被限制在較小范圍內(nèi)，在一定的程度上保障人身安全。

那么，在實(shí)際生活中常見的觸電事件有哪些呢？比如冬天空氣干燥時(shí)，衣物與空氣摩擦后產(chǎn)生的靜電，使人接觸金屬導(dǎo)體或水時(shí)發(fā)生的觸電，會(huì)讓人產(chǎn)生麻或疼痛的感覺，但由于是瞬間事件，所以對(duì)正常人傷害不大，而對(duì)于本身就有疾病的人來說傷害還是很大的，例如老年人、患有及臟病的人，靜電會(huì)引起心律不齊，心慌胸悶等癥狀。這就說明，此時(shí)靜電導(dǎo)致人體的電流已經(jīng)超過1mA，即電壓達(dá)到36V以上（按最大電阻算）。實(shí)際上，摩擦所產(chǎn)生的電壓范圍在幾微伏到幾萬伏之間，但由于其所含電能只有幾焦耳，觸電只是瞬間事件，所以并未讓人至死。如果不想發(fā)生這樣的觸電，那就要在接觸導(dǎo)體（門把、水……）前，用手先摸一下墻壁，把身上帶的電導(dǎo)向大地，就不會(huì)發(fā)生觸電了。至于高壓電弧放電和跨步電壓觸電，由于電壓很高，我們是無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。但由于其本身交流電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過36V，對(duì)人傷害極大，所以學(xué)生也是能夠理解的。

通過對(duì)觸電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及知識(shí)的詳細(xì)介紹，使學(xué)生能夠準(zhǔn)確弄清觸電及觸電的危害，對(duì)于提高個(gè)人的思維與創(chuàng)新能力有很大的指導(dǎo)作用。物理源自生活，生活包含物理。讓學(xué)生以理論聯(lián)系實(shí)際，使物理與生活融為一體，不就是我們一直想得到的結(jié)果嗎！

【參考文獻(xiàn)】

[1]義務(wù)教育教科書，物理九年級(jí)全一冊(cè)[S].上海科學(xué)技術(shù)出版社，2013，113

[2]義務(wù)教育教科書，物理教學(xué)參考書[S].上海科學(xué)技術(shù)出版社，2013，76

[3]蘇景軍，薛婉瑜，安全用電[S].中國水利水電出版社，2004，15-17

[4]郭莉鴻，安全用電[S].中國電利出版社，2007，8-10