有人说，关于电气安全，Ït不是电压这会伤害你的，这是当前的“那么，为什么会有这样的标志呢?危险:高电压在变电站附近和大型电气设备上，而不是写着危险:大电流？
为什么这个标志是个笑话呢?
|
|
使用欧姆定律，解释为什么个人防护设备，如绝缘手套和靴子有助于减少触电的风险。
这种个人防护设备的目的是增加冲击路径的电阻。
欧姆定律有很多应用，电气安全只是其中之一。我发现，安全主题是突出某些(否则是抽象的)物理原则的绝佳场所。话题不仅有趣，而且对个人也很重要，因此学生的注意力很容易在讨论中获得和保持。
18世纪晚期，意大利解剖学教授路易吉·伽瓦尼(Luigi Galvani)发现，在电流的作用下，一只刚刚死去的青蛙的腿部肌肉会抽搐。伽伐尼的发现暗示了什么现象?换句话说，这告诉了我们有关生物肌肉纤维运作的什么信息?更重要的是，这对在电路附近工作的人有什么实际意义呢?
从本质上讲，肌肉纤维是由电信号“激活”的。我会让你知道这种效果对你有什么实际意义!
这个问题提供了一个极好的机会来讨论电安全的一个重要方面:非随意肌收缩。
一位名叫查尔斯·达尔齐尔的美国研究人员对人类和动物进行了实验，以确定电流对人体的影响。下面是他研究数据的表格:
|
|
重要提示:达尔齐尔的人体试验对象是健康状况良好的男性和女性，没有已知的心脏疾病或任何其他可能危及其安全的异常情况。换句话说，这些数据点代表的是最佳情况，并不一定反映健康状况较差的人面临的风险。
假设皮肤接触电阻为600 Ω(手出汗)，1000 Ω(脚对地接触)，50 Ω(身体内部电阻)，70 Ω(从人所在位置到地面接地点的土壤电阻)，且受害者为男性，计算下列电路达到每种列出的冲击条件(感知阈值、疼痛等)所需的电压量:
|
|
这道题不仅向学生介绍了在(健康的)人体中产生有害影响所必需的各种程度的冲击电流，而且也是对欧姆定律的一个很好的练习，并介绍(或回顾)串联电阻的概念。
为了满足病态的好奇心，加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的查尔斯·达尔齐尔(Charles Dalziel)在获得州政府拨款的情况下进行了实验，以研究亚致死电流对身体的影响。他的测试方法如下:健康的男女志愿者被要求一只手拿着一根铜线，另一只手放在一个圆形的黄铜板上。然后在导线和平板之间施加电压，使电子流过受试者的手臂和胸部。电流停止了，然后又在更高的电平上恢复。这里的目的是看受试者能承受多少电流，同时手还能压在铜板上。当达到这个阈值时，实验室助手用力握住受试者的手，使其与平板接触，电流再次增加。实验对象被要求松开手中的电线，看看在当前的水平上，不自主肌肉收缩(破伤风)阻止了他们这样做。对于每个受试者，实验使用直流和不同频率的交流进行。超过24名人类志愿者接受了测试，后来对心脏颤动的研究是用动物进行的。
考虑到达尔齐尔测试了徒手接触的效果冲击电流路径，他的数据与我在示意图中显示的场景(从头到脚)并不完全匹配。因此，计算出的各种手-脚冲击条件下的电压为大概只有．
解释为什么鸟儿栖息在电线上时，即使两只脚都碰到电线，它们也不会受到电击。解释为什么鸟类会触电，如果它们的翅膀连接两个不同的电力导体:
|
|
关于这两种场景的示意图，请参见下图:
|
|
也许解释这两种情况相对危险的最简单方法是通过电压。“安全”的鸟不会被电击，因为两脚之间的电压可以忽略不计(两只脚都踩在同一根电线上)。用低电阻(导电)导线直接连接在一起的点称为电常见，两者之间不应有明显的电压。
死鸟之所以会这样，是因为两个接触点之间有全源电压(每个翼尖接触不同的电线)。
接下来的问题，一种安全装置叫做法拉第笼保护里面的人不受电击。法拉第笼只不过是由间隔很近的金属条(或金属丝网)制成的笼子:
|
|
解释电共通点的原理如何保护法拉第笼内的人免受外部高压源的电击。讨论如何将这一原则应用于金属框架的汽车和飞机。
范德格拉夫发电机和特斯拉线圈的生动演示展示了法拉第笼的保护特性。当学生明白在电气公共点之间不可能存在大量的电压(至少在射频以下的频率!)，他们不仅准备好理解电气系统安全接地的目的，而且还配备了在电气故障排除中使用的极其重要的概念。
简单回答下列安全问题:
佩戴在电路周围的首饰的安全问题并不局限于可能造成电击的高压。低压电路也是一个问题，在低压电路中，大电流通过戒指或手镯(由连接两个导体和珠宝引起)会导致珠宝加热并灼伤皮肤。
一位名叫查尔斯·达尔齐尔的美国研究人员对人类和动物进行了实验，以确定电流对人体的影响。下面是他研究数据的表格:
|
|
重要提示:达尔齐尔的人体试验对象是健康状况良好的男性和女性，没有已知的心脏疾病或任何其他可能危及其安全的异常情况。换句话说，这些数据点代表的是最佳情况，并不一定反映健康状况较差的人面临的风险。
假设线对手接触电阻为1500 Ω，脚对地接触电阻为4400 Ω，身体内部电阻为50 Ω，从人所在位置到地接地点的土壤电阻为200 Ω，受害者为女性，计算下列电路达到每种列出的冲击条件(感知阈值、疼痛等)所需的电压量:
|
|
这道题不仅向学生介绍了在(健康的)人体中产生有害影响所必需的各种程度的冲击电流，而且也是对欧姆定律的一个很好的练习，并介绍(或回顾)串联电阻的概念。
为了满足病态的好奇心，加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的查尔斯·达尔齐尔(Charles Dalziel)在获得州政府拨款的情况下进行了实验，以研究亚致死电流对身体的影响。他的测试方法如下:健康的男女志愿者被要求一只手拿着一根铜线，另一只手放在一个圆形的黄铜板上。然后在导线和平板之间施加电压，使电子流过受试者的手臂和胸部。电流停止了，然后又在更高的电平上恢复。这里的目的是看受试者能承受多少电流，同时手还能压在铜板上。当达到这个阈值时，实验室助手用力握住受试者的手，使其与平板接触，电流再次增加。实验对象被要求松开手中的电线，看看在当前的水平上，不自主肌肉收缩(破伤风)阻止了他们这样做。对于每个受试者，实验使用直流和不同频率的交流进行。超过24名人类志愿者接受了测试，后来对心脏颤动的研究是用动物进行的。
鉴于达尔齐尔测试了手对手的冲击电流路径的影响，他的数据与我在示意图中展示的场景(手对脚)并不完全匹配。因此，计算出的各种手-脚冲击条件下的电压为大概只有．
在其他因素相同的情况下，在频率为60赫兹的情况下，哪一个更有可能引起有害的电击?是直流电还是交流电?一定要用研究数据来支持你的答案!
从触电的角度来看，交流已经被实验证明具有更大的危险比直流(所有其他因素相同)。参见Charles Dalziel的研究以获得支持数据。
一个常见的误解是，直流比直流更能产生有害的电击交流，在其他因素相同的情况下。事实上，在我发现Charles Dalziel的研究之前，这是我曾经自学过的(因为我从别人那里听过很多次)。其中的一种解释是用来支持直流的神话更危险的是,直流有能力比交流更容易导致肌肉破伤风。然而,在60赫兹,极性逆转发生得如此之快,没有人类肌肉放松快足以使冲击的受害者发布一个“热”线,所以交流电每秒停止多次对受害者没有好处。
如果一些学生对这里给出的答案反应不佳，不要感到惊讶!直流电比交流电更危险的说法是如此普遍，尤其是在对这一主题有一点背景知识的人当中，要反驳这一说法就会引发争议。这就是为什么我在问题中加入了用研究数据支持任何答案的条件。
这只是表明,电力有许多误解,从一个人传给另一个人作为“常识”,实际上很少或根本没有接地(闪电不会两次在同一个地方,发电需要的最小路径阻力,高电流比高压危险,等等,等等)。电学和电子学是一门科学，在科学上，实验数据是我们唯一的权威yabosports官网。科学中最重要的教训之一是，人类倾向于相信不正确的东西，甚至在确凿的证据面前，有些人还会继续捍卫错误的信念。
对于站在地面上的人，通过触摸电路中标记的任何点来确定是否存在电击危险:
|
|
解决这个问题的一个建议是让你的学生识别哪个电源导体是“热的”，哪个是“中性的”，然后识别电路中哪个点与一个或另一个电源导体在电方面是共同的。
以下建议来自一家电力公司发布的传单。阅读并评论他们关于掉落电线的说明:
你认为为什么建议采取以下行动?
这些都是作为一个整体来考虑的有趣点。我会让你们在课堂上一起找出这些问题的可能答案。
斜体文本直接取自普吉特海湾能源公司2005年4月的“能源智慧”邮件传单。我认为，提出的要点非常适合讨论电气安全和理论。就我个人而言，我对双脚拖着脚走路的建议表示怀疑。我认为全速奔跑是最安全的选择，在这种情况下，每次只有一只脚接触地面，你可以更快地离开危险区域。我很想知道在这方面是否有任何科学测试数据可用!
火花点火汽车发动机的点火系统能产生数万伏特的电压:比通常用于邻里间分配电力的电压水平还要高。虽然这能产生非常痛苦的电击，实际的电击危害它对一个人的姿态是最小的。这是为什么呢?
汽车点火系统几乎没有直接的冲击危险，因为两个因素:电阻高压电路固有的限制电流到一个相当低的值，即使没有人的身体在电路中的电阻;而且高压脉冲只持续很短的时间。
然而，这并不是说点火系统没有危害。其中一个主要的危险是电击在人体内产生的反应:即，在接近活动部件时，四肢的抽搐可能是危险的。强调危险往往是间接的:某些东西本身可能不足以伤害你，但你的身体对它的反应构成了更大的威胁。
过敏反应就是这一普遍原则的一个例子。这里的威胁是身体对过敏原的过度反应，而不是过敏原本身!
如果你在干燥的天气里用脚在铺着地毯的表面上磨擦，你就会产生一种由静电产生的电势，这种静电可能会达到数万伏特的量级!这会对你构成威胁吗，至少在原则上?
静电电荷很少造成电击危险，因为实际电荷量(以库仑)是如此之小，以致于产生的电流在放电时只能持续很短的时间。
这个问题是讨论的一个很好的起点时间作为确定触电危险的变量。要确定对人体的危害比简单地评估伏特、安培和欧姆还要多!
假设一个人赤脚站着的脚对地接触电阻为3kΩ，一个人的手与一根握住的电线的接触电阻为10kΩ，一个人的手对脚的体内电阻为500Ω。在这些条件下，如果电线和地面之间的电压是120伏，60赫兹交流电，一个人会处于多大的危险中?
根据查尔斯·达尔齐尔(Charles F. Dalziel)的研究，经过这个人的电流足以引起疼痛，但不足以导致随意肌肉失去控制。
这个问题不仅是欧姆定律的实践，也是研究冲击电流水平及其对人体影响的刺激因素。一定要在讨论期间提出一系列的问题，以探讨电流对人体的影响，为广泛的电流。换句话说，不要只把答案停留在“导致疼痛，但肌肉控制得以维持”，而是利用这段时间来调查当前对人体造成更多(或更少)严重影响的程度。
此外，一定要指出，被电击者的健康状况是重要的考虑因素。达尔齐尔的工作是基于健康的个体，他们已经进行了医学上的筛查。一个身体不健康的人在同样的情况下可能不会有同样的表现。
假设你是一名电工，你需要从一个大型电动机上断开电源导体。在接触裸露的导体之前，应采取什么步骤来确保没有触电危险?
后续问题:
这个问题涵盖了很多电气安全原则。一定要花足够的时间回答后续问题，以确保学生确切地理解为什么给出的步骤是必要的，以确保安全。
对于站在地面上的人，通过触摸故障电路中标记的任何点来确定是否存在电击危险:
|
|
这个问题的目的是让学生认识到，在电路中，由于某些线路故障，安全的条件可能会变成不安全的条件!
严重触电的受害者需要什么样的急救?解释为什么这种关注是必要的。
心肺复苏术。
事实上，CPR并不是触电受害者所需要的唯一关注，但它是最重要的。与您的学生讨论一些电对人体的影响，以及电可能对人体造成的各种伤害。
