شوک الکتریکی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
شوک الکتریکی
A person who was affected by a nearby lightning strike. Note the slight branching redness travelling up his leg from the effects of the current.
آی‌سی‌دی-۱۰ T75.4

در حالت شوک الکتریکی، برق گرفتگی یا فره‌گرفتگی، گذشتن جریان الکتریکی از تن آدم باعث دریافت درد یا آسیب دیدگی در تن میشود. اگر خوش بخت بوده باشید گستره فره گرفتگی به دریافت خارش یا لرزش بسنده میکند. اما زمانی که در حال کار کردن بر روی خطوط توان بالا هستیم، نشانه‌ها فره گرفتگی میتوانند خیلی جدیتر باشند بگونه‌ای که درد، کم ارزش‌ترین آنها به شمار می‌آید.

شناسایی گذرگردش از تن به عامل‌های گوناگونی مانند ولتاژ، گردش، زمان گذر گردش، راه گردش در تن, بسامد و... بستگی دارد. اما روی هم رفته آستانه شناسایی برای گردش DC، اگر از دست بگذرد بین ۵ تا ۱۰ میلی آمپر و برای گردش AC با فرکانس ۶۰ هرتز بین ۱ تا ۱۰ میلی آمپر است.

این علامت نشان دهنده وجود تأسیسات ولتاژ بالاست.

بررسی دانشی رخداد برق گرفتگی[ویرایش]

چرخه الکتریکی از یک سرچشمه توان، راه گذر، بار الکتریکی و توانگیر تشکیل شده. راه گذر گردش از یک منبع تغذیه آغاز و به زمین پایان می‌گیرد. همیشه الکتریسیته یا گردش الکتریکی، کوتاه ترین راه را برای رسیدن به زمین پیدا می‌کند. از آنجا که ۷۰ درصد تن ما را آب تشکیل داده و آب رسانای بسیار خوبی برای گذر گردش الکتریکی می‌باشد پس هنگامی که انگشت ما با یک چرخه تماس دار تماس پیدا می‌کند یعنی کوتاه ترین راه برای گذر گردش پیدا شده است.[۱]

آثار برق گرفتگی[ویرایش]

عبور جریان الکتریکی از بافتهای زنده با توجه به جریان عبوری، نوع برق گرفتگی، مدت زمان برق گرفتگی و... میتواند آثار مختلفی را در پی داشته باشد و عمق آثار نیز با توجه به هر کدام از عوامل، متفاوت خواهد بود.

تاثیر جریان بر بر روی بدن انسان[۲]
شدت جریان به میلی آمپر اثر در جریان متناوب ۵۰ تا ۶۰ هرتز اثر در جریان دائم (مستقیم)
۱٫۵ تا ۰٫۶ احساس عبور جریان همراه با اندکی لرزش در انگشتان دست در این محدوده شخص جریان را احساس نمی‌کند
۲ تا ۳ لرزش شدید انگستان دست در این محدوده شخص جریان را احساس نمی‌کند
۵ تا ۷ تشنج دست‌ها درد با خارش، احساس گرما
۸ تا ۱۰ دست‌ها به سختی تکان می‌خورند ولی می‌توان آن‌ها را از الکترود جدا نمود، درد شدید در انگشتان و مفاصل دست‌ها، بی‌حسی دست‌ها احساس گرمای شدید
۱۱ تا ۱۲ تشنج عضلات تا شانه‌ها ادامه یافته و درد شدیدی احساس می‌شود. تماس با الکترودها را تا ۳۵ ثانیه می‌توان تحمل کرد احساس گرمای شدید
۱۳ تا ۱۴ امکان رها کردن الکترودها مشکل است و تماس با الکترودها را تا ۱۵ ثانیه می‌توان تحمل کرد احساس گرمای شدید
۱۵ رها کردن الکترودها غیر ممکن بوده و در دست‌ها تعرق به وجود می‌آید احساس گرمای شدید
۲۰ تا ۲۵ دست‌ها ناگهان فلج می‌شود، الکترودها را می‌توان رها کرد، درد شدید عارض می‌شود و تنگی نفس به وجود می‌آید احساس گرمای شدید همراه با اندکی انقباض در عضلات دست‌ها
۵۰ تا ۸۰ بند آمدن نفس، لرزش در بطن‌های قلب احساس ازدیاد شدت گرما همراه با انقباض عضلات، تشنج و سختی تنفس
۹۰ تا ۱۰۰ قطع تنفس که اگر بیش از سه ثانیه طول بکشد قلب فلج شده و حرکات بطن‌های قلب قطع می‌شود بند آمدن تنفس

آثار جدی و مهم برق گرفتگی بر روی بدن جانداران و به ویژه انسان دو دسته هستند:

سوختگی[ویرایش]

گذر گردش از تن به اندازه ۱ میلی آمپر را آستانه پایین دریافت برق گرفتگی می‌گویند. یک حس قلقلک پیدایش می‌کند اما این گردش اگر از ۱۰۰ میلی آمپر بیشتر باشد و ولتاژ تغذیه نیز به اندازه کافی بسیار باشد تن دچار ازدست دادن پاره تن می‌گردد. اگر ولتاژ چیزی بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ ولت باشد، به دلیل اُهم کم تن گردش بسیاری پیدایش می‌شود. اما همان اندازه کم ایستادگی در تن در برابر گذر گردش، مایه پیدایش گرمای بسیار و در پایان سوختگی بیرونی و درونی می‌شود.

تأثیر بر روی دستگاه عصبی[ویرایش]

اثر دیگر عبور جریان الکتریکی از بدن که از نظر مهلک بودن میتوان آن را پر اهمیت‌ترین اثر جریان الکتریکی بر روی بدن دانست، اثار آن بر روی سیستم عصبی است. منظور از سیستم عصبی، شبکهی بین سلولهای عصبی یا همان نرونهاست، که وظیفه آنها تنظیم فرایندهایی است که در اعضای بدن انجام میپذیرد. از جمله بخشهای مهم سیستم عصبی میتوان از مغز, نخاع و سلولهای حسی بدن را نام برد.

ارتباط بین سلولهای عصبی به وسیله جریان الکتریکی انجام میپذیرد. این سلولها برای برقراری ارتباط از سیگنالهای الکتریکی با جریان و ولتاژ بسیار پایین استفاده میکنند. به وسیله این سیگنالها دستور از سیستم عصبی به قسمتهای مختلف بدن مانند ماهیچهها یا غدد درون ریز میرسد. حال اگر جریان برق در بدن یک موجود زنده به اندازه کافی زیاد باشد، سیگنالهای الکتریکی فرستاده شده به وسیله مغز را خنثی خواهد کرد، بنابراین از ایجاد عکس العمل در بدن مصدوم جلوگیری خواهد کرد. همچنین عبور جریان الکتریکی از رگهای عصبی موجب به وجود آمدن حرکات غیر ارادی در بدن مصدوم خواهد شد به طوری که مصدوم نمیتواند هیچ اقدامی در مدت برق گرفتگی انجام دهد. این حالت زمانی که مصدوم هادی برق دار را به وسیله دست خود گرفته، میتواند خیلی خطرناک تر باشد چراکه ماهیچههای قرار گرفته بر روی ساعد که مسئول خم کردن انگشتان هستند از ماهیچههایی که مسئول صاف کردن انگشتها هستند قویترند. هنگام برق گرفتگی هر دونوع ماهیچه تلاش میکنند تا منقبض شوند اما در این حالت به علت قوی تر بودن ماهیچههای خمکننده پیروزی با آنهاست. اتفاقی که در این لحظه رخ میدهد این است که دست با تمام قوا مشت میشود، اگر زمانی که این اتفاق رخ میدهد هادی حامل جریان کف دست مصوم باشد، با مشت شدن دست هادی به دست چسبیده و هدایت الکتریکی بهتر برقرار خواهد شد. این میتواند موقعیت مصدوم را بیش از پیش خطر ناک کند. باید به این نکته اشاره کرد که در این حالت ول کردن هادی برای مصدوم غیر ممکن است.

افرادی که تجربه برق گرفتگی دارند احتمالاً با تشنجهای به وجود آمده در این حالت آشنا هستند. این تشنجها تنها در حالتی از بین خواهند رفت که عبور جریان از بدن متوقف شود. البته حتی پس از قطع برق نیز تا مدتی کنترل بعضی ماهیچهها برای مصدوم غیر ممکن است و همچنین عملکرد انتقال دهندههای عصبی تا مدتی مختل خواهد شد. از این قابلیت برای ساخت سلاحهای بی حرکت کننده استفاده میشود (توضیحات بیشتر در انتهای صفحه).

اثرات عبور جریان الکتریکی در بدن تنها به ماهیچههای حرکتی بدن محدود نمیشود. قلب و ششها دارای دیافراگمها یا دریچههایی هستند که عملکرد آنها را کنترل میکند. با عبور جریان از بدن سیگنالهای الکتریکی مغز برای این ماهیچهها خنثی خواهد شد و بدین ترتیب این ماهیچهها دچار عارضه "fibrillation" یا انقباض بی نظم عضلانی خواهد شد (در صورت AC بودن جریان). در این حالت قلب با سرعت بیشتر و با فشار کمتری میتپد به طوری که نمیتواند عمل رساندن خون به قسمتهای حساس بدن را انجام دهد. در هر حال نتیجه یک برق گرفتگی با شدت بالا، چه ایست قلبی باشد و چه خفگی مرگبار خواهد بود.

جریان الکتریکی از جهت نوع AC یا DC نیز میتواند آثار متفاوتی بر روی بدن داشته باشد. جریان DC همواره دارای مقداری ثابت است این خاصیت جریان DC میتواند موجب شود مصدوم در هنگام برق گرفتگی کاملاً فلج شود. بر عکس در جریان AC به خاطر تغییرات دائمی در بین هر سیکل، امکان فرار از حالت بیحرکت شدن بیشتر است. بنابر این از نظر بیحرکت کنندگی جریان DC از AC خطرناک تر است. اما تأثیرات جریان AC بر روی قلب میتواند مرگبارتر باشد چراکه جریان AC به راحتی قلب دچار حالت ضربان نا منظم (fibrillation) میکند و این در حالی است که جریان DC تنها موجب ایست قلبی میشود. در اینجا باید به این نکته اشاره کرد که امکان بازگشت برای قلبی که دچار ایست شده باشد از قلبی که دچار ضربان نامنظم شده باشد بیشتر است.

روشهای معالجه به وسیله شوک الکتریکی[ویرایش]

نمونه‌ای از دستگاه Defibrillator.

از شوک الکتریکی در برخی روشها برای معالجه بیماریهای خاص و با درنظر گرفتن ملاحظات استفاده میشود. بعضی از این روشها عبارت‌اند از:

  • برای معالجه برخی بیماریهای روانی در روانپزشکی: از شوک الکتریکی امروزه در روش ECT یا درمان با تشنج الکتریکی (Electroconvulsive therapy) استفاده میشود. هدف از معالجه در این روش به وجود اوردن یک حمله صرعی مصنوعی است، نه ایجاد شوک و یا تشنج فیزیکی. در ضمن باید به نکته اشاره کرد که به علت بیهوشی بیمار دردی در هنگام حمله احساس نخواهد کرد. امروزه از این روش بیشتر در مورد بیماران مبتلا به افسردگی شدید استفاده میشود از این روش همچنین برای درمان بیماریهای روانی دیگر مانند شیدایی (mania)، کاتاتونی (catatonia) و روان‌گسیختگی (schizophrenia) نیز استفاده میشود. درانتها باید به این نکته اشاره کرد که آثار درمانی این روش برای تقریباً نصف استفاده کنندگان زودگذر است.
  • به عنوان معالجه برای بیمارانی که دچار ضربان نامنظم قلب یا fibrillation هستند: در این روش از دستگاهی به نام defibrillator استفاده میکنند. دستگاه defibrillator یک درمان قطعی برای بیمارانی است که دچار ضربان نامنظم قلب هستند. این دستگاه یک جریان DC با مقدار مناسب را از قفسه سینه عبور داده و با خنثی کردن ضربان به قلب اجازه میدهد تا به طور طبیعی به ضربان منظم برسد.
  • به عنوان روشی برای کاهش درد: در این روش از دستگاهی با نام TranscutaneousElectrical Nerve Stimulator) TENS) استفاده میشود. این دستگاه یک شبیه‌ساز سیگنالهای عصبی است که آنها را از راه پوست به بدن انتقال میدهد. انتقال سیگنالها به وسیله دو یا چند الکترودها صورت میگیرد. این دستگاه به ویژه درمورد کاهش درد زایمان مورد استفاده قرار میگیرد. با این وجود عدهای از متخصصان زایمان استفاده این دستگاه را در کاهش درد زایمان بی اثر میدانند.
  • برای شرطی سازی: در این روش از شوک الکتریکی به عنوان یک تنبیه و برای شرطی سازی افراد دچار عقب ماندگی ذهنی استفاده میشود. این روش از جمله روشهای بحث انگیز در استفاده از شوک الکتریکی است و تنها در یک موسسه با نام Judge Rotenberg در ایالات متحده مورد استفاده قرار میگیرد. این موسسه همچنین از شوک الکتریکی به عنوان تنبیه برای کودکان میتلا به مشکلات رفتاری نیز استفاده میکند.
اسلحه Taser از شوک الکتریکی برای بیحرکت کردن هدف استفاده می‌کند.

استفاده از شوک الکتریکی به عنوان سلاح[ویرایش]

تفنگ شوک الکتریکی یا Taser نوعی اسلحه خاص برای ایجاد اغتشاش ماهیچهای و در نتیجه بی حرکت کردن فرد است. این اسلحه بر طبق اصول برق گرفتگی به طور ناگهانی و برای مدت بسیار کوتاهی ولتاژ بسیار بالا اما با جریان کم را بین دو الکترود خود ایجاد میکند. حال اگر فردی در تماس با اسلحه قرار داشته باشد سیستم انتقال عصبی او دچار اختلال شده و به این ترتیب فرد اختیار کنترل ماهیچههای خود را برای مدتی از دست خواهد داد این عملکرد با درد شدیدی برای فرد مورد حمله قرار گرفته همراه خواهد بود. برای اکثر مردم حداقل دو تا سه ثانیه طول میکشد تا تعادل خود را از دست بدهند. ولتاژ بین الکترودها وابسته به نوع سلاح بین ۵۰ kV تا ۱ MV خواهد بود اما ولتاژهای رایج برای این اسلحه بین۲۰۰ kV تا ۳۰۰ kV هستند.

منابع[ویرایش]

  1. دانشنامه مشانیر، شماره 63، سال 11
  2. «حفاظت و ایمنی در برق». در کارگاه تاسیسات برق. شرکت چاپ و نشر کتاب‌های درسی ایران، 1385. شابک ‎۹۶۴۰۵۰۹۵۷۴.