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

0 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

32531. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕКТОРНЫХ ГРАФИЧЕСКИХ РЕДАКТОРОВ НА УРОКАХ ГЕОМЕТРИИ 378 KB
  Паркет называется правильным если он составлен из равных правильных многоугольников.3 Примеры правильных паркетов дают заполнения плоскости: а квадратами рисунок 1; б равносторонними треугольниками рисунок 2; в правильными шестиугольниками рисунок 3. Докажем что других правильных паркетов не существует. Действительно углы правильного гаугольника равны 180 Заполним таблицу состоящую из углов  правильных n угольников.
32532. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧИТЕЛЯ-ПРЕДМЕТНИКА 1.5 MB
  Для отображения даты подходящей будет ориентация текста под углом в 90 градусов для всей третьей строки и горизонтальное и вертикальное выравнивание по центру а для ячейки S3 ещё и с переносом по словам. Вообще полученный список имеет смысл запомнить на будущее поскольку он наверное потребуется ещё не раз и в других таблицах связанных с классом. Поскольку сдвиг будет производиться вертикально вниз то во всех фигурирующих в формуле адресах цифровая составляющая увеличится на единицу для следующей строки затем ещё на единицу для...
32533. Использование графического редактора для решения задач на разрезание 351 KB
  Рассмотрим линии разбивающие фигуру Ф на части из которых можно составить фигуру Ф' и кроме того линии разбивающие фигуру Ф на части из которых можно составить фигуру Ф . Те и другие линии разбивают фигуру Ф на более мелкие части из которых можно составить как фигуру Ф' так и Ф . Доказанная теорема позволяет в принципе разрезать один из двух равновеликих многоугольников на части и сложить из них другой многоугольник. Фигура будет разрезана на две части вдоль прямой линии.
32534. Использование графического редактора для изображения пространственных фигур 299 KB
  Показывается как построить треугольник по его трем элементам биссектрису угла серединный перпендикуляр прямую параллельную данной и т. Возьмем правильный шестиугольник рис. Получим шестиугольник изображенный на рисунке 1 б. Получим шестиугольник изображенный на рисунке 1 в который и будет искомой параллельной проекцией исходного правильного шестиугольника.
32535. Этапы проектирования и разработки ЭС 41 KB
  Поскольку ППС программа то к процессу его разработки можно применить те технологические принципы которые используются при создании программных систем с учетом специфики будущего применения такого рода программ. Исходным пунктом при создании ППС является определение цели обучения. Очень ответственным с точки зрения разработки ППС является уровень детализации учебных вопросов на котором производится содержательный анализ вопросов выбор способа достижения учебных целей и принимается решение об автоматизации той или иной части учебной...
32536. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ 106.5 KB
  Разработка и использование ЭС образовательного назначения ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ЭС. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ Специфика разработки программных средств. Разработка программных средств имеет ряд специфических особенностей Прежде всего следует отметить некоторое противостояние: неформальный характер требований к ПС постановки задачи и понятия ошибки в нем но формализованный основной объект разработки  программы ПС. Этот творческий характер разработки ПС сохраняется до самого ее конца.
32537. ДИАЛОГ УЧАЩИХСЯ С ЭВМ. ОБЩЕПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДИАЛОГА. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБЩЕНИЯ 74.5 KB
  Разработка и использование ЭС образовательного назначения ДИАЛОГ УЧАЩИХСЯ С ЭВМ. Система должна оказывать поддержку попыткам обучаемых научиться общению с системой и не вызывать раздражения у учащихся принуждая их вести диалог если они этого не хотят. Широкое использование фактического диалога может отрицательно сказаться на отношении учащихся к. Не допускайте отрицательных оценок мышления памяти внимания учащихся.
32538. РАЗРАБОТКА ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА 129.5 KB
  Окна подразделяются на первичные и вторичные. Прочие порождаемые им окна относятся ко вторичным которые в свою очередь могут быть дочерними и всплывающими. Внережимные и дочерние окна служат для организации параллельных ветвей диалога. Пользователь может выбирать активное окно переключаясь между дочерними и внережимными или первичным и внережимными окнами если дочерние окна отсутствуют.
32539. ВЫБОР ФОРМ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ 470 KB
  ВЫБОР ФОРМ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ЭС применяются разнообразные формы представления информации: текст и гипертекст графика и гиперграфика видео анимация звук интерактивные трехмерные изображения. По способу формирования изображения они подразделяются на матричные растровые векторные и функциональные. Пиксель является минимальным адресуемым элементом матричного изображения. При любом увеличении качество векторного изображения не меняется.