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

80075. Моя родина (урок довкілля в 3 класі) 43 KB
  Сім’я, мов сонечко, зігріває дитину від народження і до кінця днів. Сім’я – це гніздечко любові і тепла для кожного з нас. У родині має панувати злагода і повага до близьких, менші повинні шанувати старших, особливо бабусь і дідусів.
80076. Н у що б, здавалося, слова… 62.5 KB
  Яка прекрасна українська мова Виплекана колоссям землею виспівана птахами звеличена письменниками. Мова Яка ти багатогранна ніжна чиста як промінчики сонця що яскравим сяйвом осипають землю добром радістю плодами Ти квітуєш пелюстками слів у морозних думах полину даєш поетові дужі крила...
80077. Складання розповіді з елементами опису калини 62 KB
  Вчити дітей складати і записувати розповідь з елементами опису за планом. Розвивати усне та писемне мовлення; уміння описувати рослину, зокрема, калину, використовуючи прикметники, порівняння, слова, вжиті в переносному значенні; пізнавальну діяльність, творчі здібності.
80078. Раз добром налите серце – вік не прохолоне А. Дімаров «Для чого людині серце» 60.5 KB
  Мета: удосконалювати навички правильного свідомого виразного читання читання за особами; учити самостійно визначати головну думку твору; формувати вміння прогнозувати розвиток подій у казці аналізувати порівнювати доводити свою думку; розвивати творчу уяву усне зв’язне мовлення...
80079. Вічне і живе Шевченкове слово 48.5 KB
  Збагатити знання учнів про життя і творчість Тараса Григоровича Шевченка. Шевченка ілюстрації малюнки запис пісень на вірші Шевченка виставка творів поета для дітей Кобзар карта України. рушник з портретом Шевченка Хід уроку Організація класу до уроку Емоційне налаштування на урок...
80080. Квітами барвистими луг цвіте 61 KB
  Мета: Вдосконалювати вміння правильно, виразно читати, за допомогою інтерактивних методів навчання; Формувати елементарні аналітико-синтетичні вміння у роботі над текстом; Розвивати усне мовлення першокласників; Виховувати дбайливе ставлення до рослин, бажання доглядати й оберігати їх.
80081. Множення чисел, що закінчуються нулями. Водойми України (Математика Я і Україна. Природознавство) 57 KB
  Мета уроку. Показати можливі форми запису при множенні чисел, які закінчуються нулями. Удосконалювати обчислювальні навички. Розвивати логічне мислення. Сформувати уявлення про водойми, дати поняття про джерело, річку, озеро, болото, море; навчити дітей їх розрізняти.
80082. Сложение и вычитание вида 430+50, 200+640, 20+640, 760-400, 760-40 57.5 KB
  Цели. Формировать умения применять общие правила сложения и вычитания круглых трёхзначных чисел; развивать умения решать составные задачи, развивать логическое мышление. внимательность, память, вычислительные и графические навыки, расширять кругозор о животных, о гороскопе; прививать интерес...
80083. Урок позакласного читання в 4 класі за історичною повістю Марка Вовчка «Кармелюк» 42.5 KB
  Мета уроку: прищеплювати любов до читання, цікавість до історичного минулого України; виховувати почуття національної гідності, повагу до історичного минулого України; вдосконалювати навички правильного, свідомого, виразного читання і самостійного читання мовчки; розвивати мислення...