41628

Синтез моделей тіла людини за дії допустимих напруг дотику

Лабораторная работа

Безопасность труда и охрана жизнедеятельности

Львів 2013 Мета роботи: розрахувати параметри моделі тіла людини за дії на неї довготривалих допустимих напруг. Загальні відомості про синтез моделей тіла людини Тіло людини як елемент електричного кола складається з декількох шарів з різними електричними характеристиками. За інших рівних умов напруженість електричного поля в тілі тим менша чим вища його електрична проникність що характеризує здатність тіла до поляризації.

Украинкский

2013-10-24

616.17 KB

1 чел.

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет «Львівська політехніка»

                                                                                                        Кафедра ЕПМС

Звіт

До лабораторної роботи №2

на тему: “ Синтез моделей тіла людини за дії допустимих напруг дотику ”

з дисципліни: “Теорія та практика електробезпеки”

 Виконав:

                                                                                    студент групи ЕТ-32

                                                                                    Пастущук А.М.

                                                                                    Прийняв:

                                                                                    Молнар М.М.

Львів 2013

Мета роботи:  розрахувати параметри моделі тіла людини за дії на неї довготривалих допустимих напруг.

Загальні відомості про синтез моделей тіла людини

Тіло людини, як елемент електричного кола, складається з декількох шарів з різними електричними характеристиками. Під дією електричного поля в тілі відбуваються процеси нагромадження зарядів на межах шарів (так званих зарядів абсорбції). Це явище називають міграційною поляризацією. Поляризація послабляє зовнішнє електричне поле. За інших рівних умов напруженість електричного поля в тілі тим менша, чим вища його електрична проникність, що характеризує здатність тіла до поляризації.

З врахуванням сказаного, модель тіла людини повинна мати вигляд, представлений на рис. 1.

Рис. 1. Модель тіла людини як об'єкта захисту в електричній мережі.

Опору Ri і ємності Сi відповідають властивості електропровідності і поляризації окремих елементів тіла, через які проходить електричний струмвідповідно. Опору Rn і ємності Сnвідповідають властивості тих елементів тіла, що відтворюють так називаний залишковий опір при необмежено великій напрузі дотику.Внутрішнє джерело uh відображає реакцію тіла людини на збудження, що з'явилося.

Структура тіла, що складається з окремих шарів, у якій кожен шар відображається в моделі за допомогою ланки з конкретними значеннями резистанса Ri і ємності Ci дає принципово нову можливість проведення безпечних експериментів. Її суть полягає в тому, що, змінюючи частоту прикладеної напруги можна шунтувати певні шари тіла внаслідок зменшення ємнісного опору і прикладати максимальні (із допустимих) напруги до заздалегідь обраних шарів і, тим самим, прогнозувати характер зміни параметрів у випадку дії реальної напруги дотику заданої частоти.

Запропонована модель тіла людини як елемента електричного кола являє собою ланцюгову n-ланкову схему, кожна j-та ланка якої складається з паралельно з'єднаних резистора rj і конденсатора cj (рис. 2), що дозволяє врахувати явища електропровідності і поляризації в окремих ділянках тіла.

Рис. 2. Схема заміщення (модель) тіла людини.

         Програма роботи

1.Зібрати схему лабораторної установки згідно рис.3.

Рис. 3. Схема лабораторної установки для зняття частотної характеристики тіла людини

2. Ввімкнути тумблером “Сеть” напругу живлення генератора.

3. Ввімкнути тумблером “Сеть” напругу живлення вольтметра V вихідної напруги генератора.

4. Ввімкнути тумблером “Сеть” напругу живлення міліамперметра мА для реєстрації струму через тіло людини.

Перемикач дискретного вибору вихідної напруги встановити в положення 1,5В.

5. Потенціометром плавного регулювання вихідної напруги встановити на виході генератора напругу 2 В і проконтролювати її значення за показом вольтметра V.

6. Ручку “Множитель частоты” встановити в положення 1 ручкою плавного регулювання частоти встановити вихідну частоту сигналу генератора рівну 20 Гц.

7. Піддослідному покласти долоні обох рук на електроди циліндричної форми з площею F=0,8 см2 і тримати їх до закінчення знімання частотної характеристики тіла з електродами даної площі.

8. Записати в таблицю 1 покази приладів.

9. Аналогічно провести виміри на інших вихідних частотах генератора Г3-100.Вихідна частота генератора плавно змінюється ручкою регулювання частоти, дискретно ручкою “Множитель частоты”.

10. Повторити виміри для площі поверхні електродів F=0,8 і F=9,6 см2

11. Для кожного виміру порахувати опір тіла людини за виразом , дані записати в табл. 1.

Таблиця №1

U, В

f, Гц

I,А

Zroz, ом

Zexp, Ом

F, см2

10

50

0,000016

625000

617406,6

0,8

10,2

100

0,000027

377777,8

387683,7

0,8

10

200

0,000044

227272,7

223269,4

0,8

10

500

0,000095

105263,2

106588,6

0,8

10

1000

0,00016

62500

62181,3

0,8

10

2000

0,000285

35087,72

34419,2

0,8

8,95

5000

0,000593

15092,75

15640,1

0,8

8,96

10000

0,000933

9603,43

9341

0,8

8,97

20000

0,00158

5677,215

5710,5

0,8

9,06

50000

0,00294

3081,633

3084,6

0,8

9,27

100000

0,00427

2170,96

2175,7

0,8

Рис.4  Графік залежності експериментального і розрахункового опору від частоти для площі електродів 0,8 см2

Рис.5 Схема заміщення (модель) тіла людини для площі електродів 0,8 см2

Таблиця №2

U, В

f, Гц

I,А

Zroz, ом

Zexp, Ом

F, см2

5,09

50

0,000021

242381

241745,8

9,6

5,2

100

0,000038

136842,1

137676,8

9,6

5,09

200

0,0000712

71488,76

71925,2

9,6

5,08

500

0,000169

30059,17

30110,4

9,6

5,07

1000

0,000309

16407,77

16246,6

9,6

5,07

2000

0,000569

8910,369

8996

9,6

4,53

5000

0,00108

4194,444

4175,7

9,6

4,53

10000

0,00174

2603,448

2592,9

9,6

4,53

20000

0,002575

1759,223

1771,6

9,6

4,57

50000

0,00399

1145,363

1143,9

9,6

4,7

100000

0,005

940

936,6

9,6

Рис6 Графік залежності експериментального і розрахункового опору від частоти для площі електродів 9,6 см2

Рис.7 Схема заміщення (модель) тіла людини для площі електродів 9,6 см2

Висновки:

Дослідження дії електричного струму на людину непрямими методами в широкому діапазоні зміни факторів впливу можливо на основі моделювання явищ, що обумовлюють таку дію.

Експерименти на математичних моделях дозволяють значно скоротити необхідну кількість фізичних експериментів на людях, а також одержати результати в широкому діапазоні зміни параметрів, – як людини, так і факторів дії. Особливо важливими будуть результати математичних експериментів у діапазоні напруг, що при фізичному експерименті можуть бути небезпечними для життя і здоров'я людини.

Параметри лінійної моделі визначаються за частотною характеристикою тіла людини шляхом порівняння отриманого експериментального значення модуля повного опору тіла людини на частоті і модуля комплексного опору схеми заміщення ,

Частотні характеристики знімаються на напрузі до 5 В, коли ще не виявляється природна нелінійність вольтамперних характеристик тіла людини, отримані моделі адекватно відтворюють параметри тіла людини в діапазоні малих напруг; у випадку дії великих напруг це відтворення буде наближеним.

З зміною стану організму змінюються значення опору на всіх частотах. Найбільші зміни мають місце у випадку дії постійної напруги (напруги нульової частоти). Значна зміна опору тіла на постійній напрузі пояснюється тим, що основна частина резистанса тіла припадає на верхній шар шкіри, стан якого зв'язаний зі зміною стану організму і довкілля.

.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

61732. Сочинение по картине В.Д. Поленова «Первый снег» («Ранний снег») 16.17 KB
  Подготовка учащихся к восприятию картины а Какой сейчас месяц ноябрь К какому времени года относится ноябрь к поздней осени Какие изменения происходят в природе характерные поздней осени Небо солнце осадки почва...
61733. Образование глаголов из других частей речи 12.33 KB
  На какие вопросы отвечают выписанные глаголы Какую часть называем глаголом III Постановка темы урока Мы продолжим изучать глаголы будем упражняться в их распознавании среди других частей речи и образовывать глаголы...
61734. Употребление глаголов в неопределенной форме 14.27 KB
  Часы услышала она голос. Что Часы Я сказал: снимите часы В моё жилище запрещено входить в часах.Оля сняла часы и положила их под камень у входа.
61735. Однокоренные слова с чередующимися согласными звуками в корне 20.12 KB
  Что такое корень слова Какие слова называются однокоренными Что такое чередование согласных звуков Где оно наблюдается Почему появляются чередующиеся согласные в корне Какие согласные звуки могут чередоваться...
61736. Общеупотребительные и необщеупотребительные слова 19.44 KB
  Обогатить словарный запас учащихся новой лексикой; способствовать развитию устной и письменной речи. Задачи: обучающие: формулировать понятия различать общеупотребительные и необщеупотребительные слова в частности профессионализмы. развивающие: совершенствовать умение воспринимать новую информацию в обобщенном виде; работа с толковым словарем; развитие устной и письменной речи.
61739. Имена склоняются, а глаголы… 27.78 KB
  Молодцы Теперь вспомните что такое глагол Как могут изменяться глаголы Глаголы в каком времени изменяются по родам Как изменяются глаголы в настоящем и будущем времени Сегодня на уроке мы узнаем как называется изменение глаголов в настоящем и будущем времени по лицам и числам.
61740. Различие безударных окончаний имён прилагательных женского и среднего рода в именительном падеже 43.4 KB
  Цель: научить различать окончания имён прилагательных женского и среднего рода. Вспомните какую тему вы изучали на предыдущих уроках имя прилагательное Что такое имя прилагательное часть речи которая обозначает признак предмета...