Площадь тела человека около 1 м с какой силой

То, как переменный ток воздействует на тело человека, зависит главным образом от его частоты. То есть при посадке экранный эффект у авиалайнера начинает заметно ощущаться пилотом на высоте соизмеримой с шириной крыла В, сопоставимой с высотой стоек шасси. Из закона Архимеда можно вывести, что тела, имеющие плотность меньшую, чем плотность жидкости, будут в ней плавать положительная плавучесть. Определить высоту балкона над землей и скорость мяча в момент падения.

Повреждения электрическим током от искусственных источников возникают в результате прохождения его через тело человека. Симптомы варьируют от ожогов кожи до повреждений внутренних органов и других мягких тканей, нарушений ритма сердца и остановки дыхания. Диагноз ставится на основании анамнеза, клинических критериев и данных определенных лабораторных исследований. Лечение заключается в поддерживающих мероприятиях с агрессивным лечением тяжелых повреждений.

Несмотря на то, что в домашних условиях связанные с электричеством несчастные случаи например, касание электрических выходов или удар током небольшого прибора редко приводят к значительным повреждениям или последствиям, в США ежегодно регистрируется около смертельных исходов, обусловленных воздействием тока высокого напряжения.

Если у Тебя есть ЭТО то у тебе Хорошая Генетика ( 4 ПРИЗНАКА)

Переменный ток часто меняет направление; этот тип тока обычно снабжает электрические розетки в домах США и Европы. Постоянный ток не меняет своего направления; этот ток вырабатывается батареями. Дефибрилляторы и кардиовекторы обычно подают постоянный ток.

Если вы умеете так делать, значит, вы — один на миллион!

То, как переменный ток воздействует на тело человека, зависит главным образом от его частоты. Так как переменный ток низкой частоты вызывает сильное мышечное сокращение тетанию , которое приводит к невозможности отнять руку от источника тока и соответственно увеличивает продолжительность его воздействия, подобный ток может быть более опасным, чем переменные токи высокой частоты, и в 3—5 раз опаснее постоянного тока такого же напряжения и силы. Постоянный ток, как правило, вызывает однократное конвульсионное сокращение, которое часто отбрасывает пострадавшего от источника тока.

Как для переменного, так и для постоянного тока характерна закономерность: чем выше напряжение В и сила тока А , тем серьезнее возникающая электротравма при одной и той же длительности воздействия. Ток в домах США имеет от В стандартный электрический выход до В применяется для больших приборов, например, холодильник, сушилка. Ожоги различают по глубине поражения поверхностное и глубокое неполнослойное Прочитайте дополнительные сведения , а ток низкого напряжения — В — мышечную тетанию и «примораживание» к источнику тока.

Максимальная сила тока, которая может не только вызвать сокращение мышц сгибателей руки, но и позволит кисти отпустить источник тока, называется «отпускающим током». Величина «отпускающего тока» зависит от мышечной массы человека. Для мужчины с массой тела 70 кг отпускающий ток составит 75 миллиампер мА для переменного тока и около 15 мА для постоянного. Переменный ток низкого напряжения с частотой 60 Гц, проходивший через грудную клетку даже в течение доли секунды, может вызвать фибрилляцию желудочков Фибрилляция желудочков ФЖ Фибрилляция желудочков вызывает нескоординированное дрожание желудочков с отсутствием эффективного сокращения.

Она вызывает незамедлительное синкопе и смерть в течение нескольких минут. Прочитайте дополнительные сведения при такой низкой силе тока, как 60— мА; для постоянного тока требуется около — мА. Если ток воздействует непосредственно на сердце например, через сердечный катетер или электроды кардиостимулятора , 1мА переменного или постоянного тока может вызвать фибрилляцию желудочков.

Поражение тканей при воздействии электротока в первую очередь обусловлено превращением электрической энергии в тепловую, что приводит к термическому повреждению. Если сопротивление кожи высоко, в ней может быть рассеяно больше электрической энергии, что приводит к большим ожогам кожи, но меньшим повреждениям внутренних органов.

Если сопротивление кожи мало, то ожоги кожи менее обширны или отсутствуют, и большее количество электрической энергии передается на внутренние структуры. Таким образом, отсутствие внешних ожогов не исключает электротравму, а тяжесть внешних ожогов не определяет тяжесть электротравмы. Отсутствие внешних ожогов не исключает электротравму, а тяжесть внешних ожогов не определяет тяжесть электротравмы. Повреждение внутренних тканей зависит от их сопротивления, а также от плотности электрического тока ток на единицу площади; энергия концентрируется, когда тот же самый ток проходит через меньшую площадь.

Например, когда электрическая энергия входит через руку прежде всего через ткани с низким сопротивлением, например мышцы, сосуды, нервы , то плотность электрического тока увеличивается в суставах из-за значительной доли площади поперечного сечения сустава, состоящей из тканей с высоким сопротивлением например, кость, сухожилия , что снижает площадь тканей с низким сопротивлением; таким образом, повреждение тканей с низкой сопротивляемостью более тяжелые в суставах.

Путь прохождения тока через тело пострадавшего определяет, какие структуры повреж-дена. Поскольку переменный ток меняет направление, обычно используемые обозначения «вход» и «выход» не вполне приемлемы; более точными являются термины «источник» и «земля».

Рука является наиболее типичным «источником», за ней следует голова. Стопы — наиболее типичная точка «земля». Ток, проходящий по пути «рука-рука» или «рука-нога», как правило, проходит через сердце и может вызвать аритмию Обзор аритмий Здоровое сердце бьется регулярным, скоординированным образом благодаря тому, что электрические импульсы в сердце генерируются и распространяются миоцитами с уникальными электрическими свойствами Прочитайте дополнительные сведения.

Этот путь тока более опасный по сравнению с прохождением тока нога-нога. Ток, проходящий через область головы, может вызвать повреждение центральной нервной системы. Напряженность электрического поля — это сила электричества в участке, к которому она применяется. Он, наряду с фактором Коувенховена Факторы Ковенховена Повреждения электрическим током от искусственных источников возникают в результате прохождения его через тело человека.

Симптомы варьируют от ожогов кожи до повреждений внутренних органов и Прочитайте дополнительные сведения , также определяет степень повреждения тканей. И на-оборот, если рассматривать в первую очередь напряжение, а не силу электрического поля, небольшие или незначительные травмы могут быть классифицированы как повреждения от высокого напряжения. Например, удар током, полученый зимой от шарканья ногой по ковру, соответствует напряжению в тысячи вольт, но вызывает несущественную травму. Воздействие электрического поля может вызвать повреждение клеточной мембраны электропорация , даже когда энергии недостаточно для того, чтобы вызвать любые тепловые повреждения.

Воздействие электрического поля низкого напряжения приводит к появлению немедленного неприятного ощущения шок , но редко к серьезным или необратимым повреждениям. Воздействие электрического поля высокого напряжения вызывает тепловые или электрохимические повреждения внутренних тканей.

Повреждения могут включать следующее. Повреждения при воздействии электрического поля высокого напряжения могут обусловить массивный отек, который по мере свертывания крови в венах и отека мышц может привести к развитию компартмент-синдрома Компартмент-синдром При компартмент-синдроме увеличивается тканевое давление внутри фасциального пространства, что приводит к развитию тканевой ишемии.

Самым ранним симптомом является боль, не пропорциональная Массивный отек может быть причиной гиповолемии и артериальной гипотензии. Деструкция мышц может привести к рабдомиолизу Рабдомиолиз Рабдомиолиз — это клинический синдром, при котором разрушаются ткани скелетнаых мышц. Симптомы и признаки включают мышечную слабость, миалгию и красновато-коричневую мочу, хотя эта триада признаков Прочитайте дополнительные сведения и миоглобинурии, а также к электролитным нарушениям.

Миоглобинурия, гиповолемия и артериальная гипотензия увеличивают риск развития острого повреждения почек Острое повреждение почек ОПП Острое повреждение почек представляет собой внезапное снижение функции почек в течение нескольких дней или недель, вызывающее накопление азотистых соединений в крови азотемия с или без снижения Последствия нарушения функции органов не всегда коррелируют с объемом разрушенной ткани например, фибрилляция желудочков сердца Фибрилляция желудочков ФЖ Фибрилляция желудочков вызывает нескоординированное дрожание желудочков с отсутствием эффективного сокращения.

Прочитайте дополнительные сведения может возникнуть на фоне относительно небольшой деструкции ткани. Ожоги Ожоги Ожоги — повреждения кожи и других мягких тканей в результате термических, лучевых, химических и электрических воздействий. Прочитайте дополнительные сведения могут иметь четко очерченные границы на коже, даже когда ток проходит неравномерно в более глубоко расположенные ткани. Возможны тяжелые непроизвольные сокращения мышц Дистонии Дистониями называют стойкие непроизвольные мышечные сокращения антагонистических групп мышц в одной области тела, приводящие к появлению устойчивого аномального положения тела или резким скручивающим Прочитайте дополнительные сведения , судороги Судорожные припадки Эпилептический приступ — это патологичеcкая неконтролируемая электрическая активность в клетках серого вещества коры головного мозга, приводящая к временному нарушению его нормальной работы Прочитайте дополнительные сведения , фибрилляция желудочков Обзор аритмий Здоровое сердце бьется регулярным, скоординированным образом благодаря тому, что электрические импульсы в сердце генерируются и распространяются миоцитами с уникальными электрическими свойствами Прочитайте дополнительные сведения или остановка дыхания Обзор остановки дыхания Overview of Respiratory Arrest Остановка дыхания и остановка сердца являются независимыми, но при отсутствии лечения одно неминуемо приводит к другому.

Прочитайте дополнительные сведения вследствие поражения центральной нервной системы или паралича мышц. Повреждения головного мозга, спинного мозга и периферических нервов могут привести к различным неврологическим нарушениям. Остановка сердца Остановка сердца Остановка сердца происходит вследствие прекращения его механической активности, что приводит к отсутствию циркуляции кровотока.

После остановки сердца прекращается кровоснабжение жизненно важных Прочитайте дополнительные сведения может возникнуть без ожогов как, например, при несчастных случаях в ванной, когда влажный заземленный человек контактирует с сетевым током В, например, от фена или радио.

Маленькие дети, которые кусают или сосут вытянутые провода, могут получить ожог рта и губ. Такие ожоги могут стать причиной косметических деформаций и нарушить рост зубов, нижней и верхней челюстей. Магнитные силовые линии по своей природе замкнуты, поэтому логичнее предложить соленоид рис.

В этой геометрической форме можно реализовать одновременно искусственную гравитацию и радиационную защиту. Вот почему эта конфигурация заслуживает особого внимания. Коаксиальный тороид — магнитный экран в разрезе: 1 — траектория отражаемой частицы; 2 — внешняя оболочка; 3 — внутренняя оболочка с обитаемым отсеком.

Идеальной, полностью замкнутой формой для магнитного поля является коаксиальный тороид. Ток течет по сверхпроводящей поверхности, выполненной из сверхпроводника NbзSn. Ток может протекать как вдоль коаксиальной линии, так и поперек. С точки зрения массорасхода сверхпроводящего материала для создания поля нужной индукции обе схемы эквивалентны, однако магнитное поле ведет себя по-разному.

Однако остается внешнее поле, которое грозит разорвать тороид под влиянием гигантских сил. В связи с этим и внешнее поле приходится компенсировать по схеме «тороидального полого кабеля» см. Во втором случае магнитное поле концентрируется исключительно внутри «тороидального соленоида» рис.

Для компенсации этого поля также приходится вводить второй, внешний «тороидальный соленоид» см.

В любом случае результат одинаков: в зазоре между поверхностями тороидального соленоида создается поле, достаточное для отклонения протонов.

Представим конструкцию экрана как два вложенных «тороидальных соленоида». Токи по внешней и внутренней оболочкам текут в противоположных направлениях вдоль образующих окружностей и равны по значению. На рис. Из этих параметров находим ларморовский радиус г «околосветового» протона. В первом приближении необходимую магнитную индукцию тороидального соленоида В находят как. Оба тороида, внешний и внутренний, отталкиваются один от другого.

На них действуют силы Ампера, которые определяют по формуле. Конечная формула для вычисления минимально необходимой общей массы магнитного экрана М в зависимости от R0 и r с учетом вышеизложенного имеет следующий вид:. По этой формуле были рассчитаны зависимости общей массы М защиты от R0 и r рис.

Кроме того, магнитная защита находится в глубоком вакууме, что облегчает охлаждение. Из приведенных данных можно сделать вывод о возможности минимизации общей массы М табл. Минимум общей массы т см. Защищаемый объем составляет м , что намного лучше в сравнении с конструкцией J.

Hoffman [12]. Необходимая для работы. Несмотря на то что магнитная защита явно выигрывает перед пассивной, это слишком много для современных ракетоносителей. Примечание: У1 — защищаемый объем; У2 — полный объем системы; Е — энергия магнитного поля; dсп — толщина сверхпроводящего слоя на внутренней поверхности внешнего тороида; Мш — масса алюминия; Мк — масса кевлара; Мсп — масса сверхпроводника; М — общая масса защиты.

Электростатическая защита. Идея отражать заряженные протоны и ядра электрическим полем не нова [14]. В NASA давно ведутся исследования этого метода. Однако до сих пор проектировщики так и не смогли предложить разумную концепцию [10]. Предполагается заряжать оболочку космического аппарата до положительного потенциала в 2 ГэВ, выстреливая электронным пучком в космическое пространство. Проектировщики так и не объяснили, как они будут заряжать оболочку аппарата.

Всевозможные схемы, в которых положительный и отрицательный заряды сепарированы на электродах, также не выдерживают критики, поскольку межпланетная плазма является хорошим проводником тока, а следовательно, заряженный конденсатор моментально разрядится.

Вероятно, решение этих проблем может быть найдено, если применить принцип «двойных оболочек», как в случае магнитной защиты [13, 14]. Здесь подходит и коаксиальный тороид, и просто вложенные сферы рис.

Положительный заряд на внутренней сфере собственно и создает защитное электрическое поле, а отрицательный на внешней компенсирует его до нуля вне защитного экрана.

Внешняя оболочка одновременно не пускает межпланетную плазму внутрь устройства, предотвращая таким образом разряд сферического конденсатора.

Электрическое поле не проникает внутрь защищаемого пространства в силу эффекта «клетки Фарадея». Внутренняя поверхность внешней сферы и внешняя поверхность внутренней сферы покрыты диэлектриком, который способен выдержать диэлектрический пробой. Отметим, что толщина изоляции-диэлектрика на обкладках может быть любой, лишь бы ее электрическая прочность на пробой была больше напряженности электрического поля.

С увеличением радиуса внешней сферы напряженность поля резко падает в обратно квадратичной зависимости, что снижает требования к электрической прочности внешней оболочки. Она может быть сделана даже из тонкой полимерной пленки, которая металлизирована слоем алюминия толщиной 1 мкм на внешней стороне от защищаемого объема, т.

Тоньше брать пленку нежелательно ввиду ее эрозии метеоритной пылью. Энергия такого конденсатора составит 4 ГДж, что соответствует энергии всего кг водородно-кислородного топлива. Таким образом, электростатический экран обладает всеми преимуществами перед «магнитной бутылкой», описанной ранее.

Это связано с тем, что тонкий слой металла — носитель электрического заряда — намного лучше тяжелого сверхпроводника — носителя электрического тока, который может работать только при очень низких температурах.

Можно рассчитать массу такой защиты, если предположить, что между сферами введены силовые штанги из плавленого кварца, опуская пока детали конструкции. Чтобы уравновесить электростатическое притяжение, требуются штанги с общей минимальной площадью сечения этого материала, которая выражается через уравнение.

Массой металлизированного слоя пренебрегаем.

Тогда формула общей массы электростатической защиты будет следующей:. Конечно, реально такая конструкция будет намного тяжелее, и непонятно, как избежать изгиба штанг. Кроме того, такая конструкция позволяет увеличивать потенциал защищаемой сферы только путем увеличения ее радиуса ввиду ограниченной электрической прочности диэлектрика.

Отметим, что электростатический экран имеет три недостатка. Во-вторых, непонятно, как предотвратить ускорение электронов, которые будут проникать через пленку, и в-третьих — как зарядить такой суперконденсатор? По-видимому, нужен другой способ уравновесить силу притяжения.

Например, можно использовать для этого центробежную силу. В этом случае, однако, придется изменить конфигурацию «конденсатора»: он должен быть цилиндрическим. Внутренний металлический цилиндр покрыт толстым слоем изолятора из плавленого кварца, а на его поверхности расположены элементы металлические сегменты, проволочки или пленка , которые инкапсулированы в слой полимерного диэлектрика-изолятора. Сегменты крепятся на внутренней поверхности внешней оболочки, которая до раскрытия щита-зонтика прижата к внутренней оболочке и находится в сложенном состоянии рис.

Вначале в сложенном состоянии такой конденсатор заряжается до относительно низкого напряжения кВ при толщине изолятора из плавленого кварца 1 мм. Затем цилиндр обкладка начинает быстро вращаться, и в конце концов металлические сегменты отрываются от цилиндра. При удалении такой импровизированной обкладки емкость конденсатора начинает уменьшаться.

При постоянстве заряда на обкладках разность потенциалов и между ними начинает расти, одновременно увеличивается и энергия 8 конденсатора, что выражено следующими формулами:. Рассмотрим конкретный пример без обсуждения возможности технической реализации. Для отрыва заряженных сегментов от поверхности цилиндра сила. Примем приемлемой массу внешней оболочки кг, что соответствует толщине пленки из фторопласта 1,6 мм.

Подвижные сегменты соединены с вращающимся цилиндром тонкими кварцевыми тросами. Между собой сегменты связаны прочной полимерной пленкой, металлизированной снаружи. При раскрытии «кокона» остатки газа ионизируются, а ионы притягиваются к обкладкам, образуя вакуум.

Для защиты от электронов, которые могут стекать с заряженных сегментов внутрь «кокона», можно создать обратную разность потенциалов между сегментами и металлизированной пленкой. Заряженный сегмент будет играть роль запирающей сетки рис. Металлизированная пленка в роли запирающей сетки для электронов, стекающих с заряженных сегментов: 1 — пленка внешней оболочки; 2 — заряженный сегмент;. На стационарные, невращающиеся цилиндры можно разместить сверхпроводящие соленоиды, которые будут отталкиваться один от другого, уравновешивая силу притяжения.

Однако трудно представить соленоид переменной площади с криогенной системой, что необходимо для описанного процесса зарядки.

В литературе иногда встречаются идеи создать вокруг положительно заряженного цилиндра облако электронов, где электростатическая сила притяжения уравновешивается силой Ло-. Однако при этом забывается, что при движении по окружности электроны будут быстро терять энергию вследствие синхротронного и циклотронного излучений.

Поэтому предложенный метод кажется оптимальным. Интересная особенность электростатического экрана заключается также в том, что он способен не только отражать заряженные частицы, которые летят вдоль силовых линий электрического поля, но и отклонять эти частицы, если они летят поперек этих линий, т. Рассмотрев проблему электрической прочности диэлектриков, получаем достаточно неожиданный вывод. Любой метеорит, который проникнет внутрь «кокона», моментально подвергнется деструкции вследствие электрического пробоя.

Этот процесс сопровождается поглощением энергии электрического поля. Электрический пробой будет продолжаться до тех пор, пока материал метеорита не превратится в газ, а потом в плазму.

При стекании электронов на метеорит с поврежденной металлизированной пленки дополнительно возникает очень большая энергия для его разрушения. Указанный процесс будет сопровождаться разрядкой конденсатора. Однако после этого его можно будет починить и, «залатав дыры», снова зарядить. Таким образом, электростатическая защита обещает быть не только легкой, но и способной защитить космический аппарат от небольших метеоритов, которые трудно обнаружить и уж тем более от которых трудно уйти большому кораблю путем маневров.

Однако этот процесс имеет негативное последствие. Электроны образующейся плазмы с энергией 2 ГэВ устремятся к защищаемому отсеку. В силу релятивистских эффектов их масса будет близка к массе протонов, и защита от них представляет собой проблему.

99 % людей сдаются, пытаясь выполнить любой из этих 18 трюков!

Очевидно, что из-за спровоцированных метеоритами потоков радиации рискованно размещать жилой отсек внутри «электростатической защиты». Возможно, элементы защиты придется размещать снаружи защищаемого объема рис. Нужно отметить также, что в отличие от магнитного поля заряженные частицы будут отклоняться одновременно и при движении вдоль силовых линий электрического поля, и при движении поперек них.

Вероятно, что электростатическая защита будет представлять собой конструкцию, в которой обкладки конденсаторов расположены не параллельно, а ортогонально поверхности защищаемого аппарата. Конечно, остаются трудности инженерно-технического характера при конструировании, нужны дополнительные исследования топологии такой системы.

Возможность повышения разности потенциалов между обкладками конденсатора при ограниченной электрической. Для создания напряжения 2 ГВ расстояние между обкладками составит всего 3,3 м. Кроме того, можно заменить одиночный конденсатор с гигантским напряжением рис. Здесь преимущество видится в том, что пониженное напряжение каждого из них облегчает процесс их зарядки, например, от известных генераторов типа Ван-дер-Граафа, которые способны создавать напряжение до 20 МВ.

В представленной схеме см. Возможно, что новые достижения в этом случае будут связаны с изготовлением более совершенных диэлектриков, имеющих повышенную электрическую прочность. Приведенный материал свидетельствует о перспективности этого направления, о реальной возможности сконструировать универсальную защиту, одновременно от радиации ГЛ и от метеоритов.

Интегральный поток заряженных частиц галактических лучей и их энергия. Для всех видов защиты важен следующий вопрос: от протонов и заряженных ядер какой энергии нужно защищаться?

Известна формула интегрального количества частиц ГЛ, пролетающих через квадратный метр-стерадиан в секунду:. При воздействии на организм энергия самих частиц, в отличие, например, от альфа-излучения, здесь не принципиальна, так как они не поглощаются биологическими тканями, а полностью их пронизывают, покидая организм. Из формулы 1 следует, что отражение экраном частиц с энергией до 2 ГэВ снижает дозу радиации только в 2 раза, до 6 ГэВ — в 7 раз, до 10 ГэВ — в 15 раз.

Это нужно иметь в виду при конструировании защитных экранов, особенно для длительных полетов к таким планетам, как Юпитер и Сатурн, Уран и Нептун. На основании рассмотренного материала можно сделать вывод, что создание надежной защиты от космической радиации в принципе возможно. Для современной космонавтики технически приемлемым могут быть электростатические экраны, которые обещают быть не только легкими, но и способными защищать космический корабль от небольших метеоритов.

Разработка таких устройств, их испытание в космосе является предметом фундаментальных исследований. Однако очевидно, что без радиационной защиты межпланетные пилотируемые полеты невозможны.

Проблема космической радиации стоит достаточно остро и для пилотируемых полетов к Луне, которые планируются в рамках российской лунной программы. Реализация этой программы представляет собой первый шаг к длительным межпланетным перелетам, в первую очередь к полету на Марс. Из этого следует сделать вывод, что разработка и испытания радиационной защиты космических аппаратов должны быть проведены уже в рамках российской лунной программы.

Это позволит России вернуть себе лидирующее место в освоении космоса, вывести мировую космонавтику из стагнации, наполнить ее новым содержанием. В заключение автор выражает особую благодарность Юджину Паркеру Eugene Newman Parker, Professor Emeritus, The University of Chicago за дружеское понимание, плодотворную научную дискуссию и конструктивную критику обсуждаемого проекта. Защита космического аппарата от воздействия фрагментов мелкого космического мусора.

Новая концепция защиты космических аппаратов от микро-метеороидов и орбитального мусора. Доклады Академии наук, , т. Пилотируемая экспедиция на Марс. Москва, Российская академия космонавтики им. Циолковского, , с. Space Answers. Солнечная активность.