Sähkövirta on hyvin samanlainen kuin veden virtaus, vain sen molekyylien sijaan, että se liikkuisi alas jokea, varautuneet hiukkaset liikkuvat johtimia pitkin.
Jotta sähkövirta voi virrata kehon läpi, sen on tultava osaksi sähköpiiriä.
DC ja AC
Sähkövirran vahingollisen vaikutuksen aste ihmiskehoon riippuu sen tyypistä.
Jos virta kulkee vain yhteen suuntaan, sitä kutsutaan tasavirraksi (DC).
Jos virta muuttaa suuntaa, sitä kutsutaan vaihtovirtaukseksi (AC). Vaihtovirta on paras tapa siirtää sähköä pitkiä matkoja.
AC, jolla on sama jännite kuin DC, on vaarallisempi ja aiheuttaa pahempia seurauksia. Sähkövirran vaikutus ihmiskehoon voi tässä tapauksessa aiheuttaa "käden lihasten jäätymisen". Eli tulee niin voimakas lihassupistus (tetania), jota ihminen ei voi voittaa.
Tapoja saadaosuma
Suora kosketus sähköön tapahtuu, kun joku koskettaa johtavaa osaa, kuten paljas lanka. Yksityiskodeissa tämä on mahdollista harvoissa tapauksissa. Epäsuora kosketus tapahtuu vuorovaikutuksessa minkä tahansa laitteen tai sähkölaitteen kanssa, ja toimintahäiriön tai säilytys- ja käyttösääntöjen rikkomisen vuoksi laitteen kotelo voi saada sähköiskun.
Hauska tosiasia: Miksi linnut eivät koskaan saa sähköiskua kaapeleiden päällä istumisesta?
Tämä johtuu siitä, että linnun ja virtajohdon välillä ei ole jännite-eroa. Loppujen lopuksi se ei kosketa maata, kuten mikään muu kaapeli. Näin ollen linnun ja kaapelin jännite ovat samat. Mutta jos linnun siipi yhtäkkiä koskettaa esimerkiksi pylväässä olevaa metallikäämitystä, sähköisku ei kestä kauan.
Iskun voima ja sen seuraukset
Katsotaanpa lyhyesti sähkövirran vaikutusta ihmiskehoon:
| Sähkövirta | Effect |
| Alle 1 mA | Ei havaittu |
| 1mA | pistely |
| 5mA | Pieni järkytys. Se ei satu. Henkilö päästää helposti irti nykyisestä lähteestä. Tahaton reaktio voi johtaa epäsuoraan loukkaantumiseen |
| 6-25 mA (naaras) | Tuskalliset shokit. Lihashallinnan menetys |
| 9-30 mA (mies) | "Julkaisematon" virta. Henkilö voidaan heittää pois virtalähteestä. Voimakas tahaton reaktio voi johtaa tahattomaan vammaan |
| 50 - 150 mA | Kova kipu. Hengityksen lopettaminen. Lihasreaktiot. Mahdollinen kuolema |
| 1–4, 3 A | Sydämen fibrillaatio. Hermopäätteiden vaurioituminen. Todennäköinen kuolema |
| 10 A | Sydänpysähdys, vakavat palovammat. Kuolema todennäköisesti |
Kun virta kulkee kehon läpi, hermosto saa sähköiskun. Iskun voimakkuus riippuu pääasiassa virran voimakkuudesta, sen reitistä kehon läpi ja kosketuksen kestosta. Äärimmäisissä tapauksissa sokki aiheuttaa häiriöitä sydämen ja keuhkojen normaalissa toiminnassa, mikä johtaa tajuttomuuteen tai kuolemaan. Sähkövirran vaikutuksen tyypit ihmiskehoon jaetaan sen mukaan, mitä komplikaatioita virta aiheutti keholle.
Elektrolyysi
Se on yksinkertaista: sähköisku vaikuttaa veren ja muiden nesteiden kemialliseen koostumukseen kehossa. Tämä vaikuttaa edelleen kaikkien järjestelmien toimintaan kokonaisuutena. Jos tasavirta kulkee kehon kudosten läpi useita minuutteja, haavauma alkaa. Vaikka nämä haavat eivät yleensä ole kuolemaan johtavia, ne voivat olla tuskallisia ja parantua pitkään.
Palovammoja
Sähkövirran lämpövaikutus ihmiskehoon ilmenee palovammojen muodossa. Kun sähkövirta kulkee minkä tahansa aineen läpi, jolla onsähkövastus, lämpöä vapautuu. Lämmön määrä riippuu hajaantuneesta tehosta.
Sähköiset palovammat ovat usein havaittavissa lähellä paikkaa, jossa virta pääsee kehoon, vaikka sisäiset palovammat ovat melko yleisiä ja voivat aiheuttaa pitkäaikaisia ja tuskallisia vammoja, elleivät ne ole hengenvaarallisia.
Lihaskrampit
Ärsyttävä ja stimuloiva eläviä kudoksia, sähköpurkaus tulee lihakseen, lihas alkaa luonnottomalla ja kouristavalla kutistua. Kehon toiminnassa esiintyy erilaisia häiriöitä. Näin ilmenee sähkövirran biologinen vaikutus ihmiskehoon. Ulkoisen sähköisen ärsykkeen aiheuttamalla pitkittyneellä tahattomalla lihasten supistumisella on yksi valitettava seuraus, kun sähköistä esinettä pitelevä henkilö ei pysty vapauttamaan sitä.
Hengitys- ja sydämenpysähdys
Kylkiluiden välisten lihasten (kylkiluiden väliset lihakset) on toistuvasti supistunut ja rentoutunut, jotta ihminen voi hengittää. Siten näiden lihasten pitkittynyt supistuminen voi häiritä hengitystä.
Sydän on lihaksikas elin, jonka täytyy jatkuvasti supistua ja rentoutua toimiakseen veripumppuna. Sydänlihasten pitkittynyt supistuminen häiritsee tätä prosessia ja johtaa sen pysähtymiseen.
Kammiovärinä
Kammiot ovat kammioita, jotka vastaavat veren pumppaamisesta sydämestä. Kun sähköisku tapahtuu, kammion lihakset muuttuvat epäsäännöllisiksi, epäjohdonmukaisiksinykiminen, minkä seurauksena sydämen "pumppaus"-toiminto lakkaa toimimasta. Tämä tekijä voi olla kohtalokas, jos sitä ei korjata hyvin lyhyessä ajassa.
Kammiovärinä voi johtua hyvin pienistä sähköisistä ärsykkeistä. Suoraan sydämen läpi kulkeva 20 μA virta riittää. Tästä syystä suurin osa kuolemista johtuu kammiovärinästä.
Luonnolliset puolustustekijät
Keholla on oma vastustuskykynsä sähkövirran ihmiskehoon ihon muodossa kohdistamille toimille. Se riippuu kuitenkin monista tekijöistä: kehon osasta (paksumpi tai ohuempi iho), ihon kosteudesta ja kehon alueesta, johon se vaikuttaa. Kuivalla ja märällä iholla on hyvin erilaiset vastusarvot, mutta ne eivät ole ainoa huomioitavaa sähköiskua käsiteltäessä. Leikkaukset ja syvät hankaukset vähentävät merkittävästi vastustuskykyä. Tietysti ihon vastus riippuu myös tulevan virran tehosta. Mutta silti on monia tapauksia, joissa ihon suuren vastuksen vuoksi henkilö ei epämiellyttävän sähköiskun lisäksi saanut yhtäkään sähkövammaa. Sähkövirran vaikutus ihmiskehoon ei aiheuttanut ei-toivottuja seurauksia.
Miten vältät sähköiskun
Sähköiskujen ehkäisy, erityisesti jokapäiväisessä elämässä, on turvallisen elämän edellytys. Eristystä käytetään kaikissa virtaa kuljettavissa osissa. Esimerkiksi kaapelit ovat eristettyjä sähköjohtoja, joten niitä voidaan käyttää ilman sähköiskun riskiä, ja koteloidut valokytkimet estävät pääsyn jännitteisiin osiin.
On olemassa erityisiä pienjännitelaitteita, jotka tarjoavat lisäsuojaa sähköiskuja vastaan.
RCD:t (jäännösvirtalaitteet) voivat lisätä sähköturvallisuutta. Sähkövirran vaikutus ihmiskehoon on tässä tapauksessa nolla. Tämä laite sammuttaa ei-toivotun vuodon sattuessa vaurioituneen sähköjohdon osan tai viallisen sähkölaitteen muutamassa sekunnissa, mikä paitsi säästää ihmistä virran vastaanottamisesta, myös suojaa häntä tulipalolta.
Difavtomat sisältää yllä kuvattujen ominaisuuksien lisäksi suojan ylikuormituksia ja oikosulkuja vastaan.
On tärkeää varmistaa, että kaikki kodin sähkötyöt tekee pätevä sähköasentaja, jolla on tekniset tiedot ja kokemus työn turvallisuuden varmistamiseksi.
Sähkön voima elävissä olennoissa
Sähkökemiallista energiaa tuotetaan jokaisen elävän organismin jokaisessa solussa. Eläimen tai ihmisen hermosto lähettää signaalinsa sähkökemiallisten reaktioiden kautta.
Käytännössä jokaisella sähkökemiallisella prosessilla ja sen teknologisella sovelluksella on roolinsa nykyajanlääketiede.
Frankensteinia käsittelevä elokuva käyttää sähkövirran erityisvaikutusta ihmiskehoon. Sähkön voima muuttaa kuolleen miehen eläväksi hirviöksi. Vaikka sähkön käyttö tällaisessa tilanteessa ei ole vielä mahdollista, sähkökemialliset voimat ovat välttämättömiä kehomme toiminnalle. Näiden voimien ymmärtäminen on auttanut suuresti lääketieteen kehitystä.
Sähkövirran toiminta: ensimmäiset kokeet
Vuodesta 1730 lähtien Stephen Grayn kokeiden jälkeen sähkövirran siirtämisestä etäisyyden yli, muut tutkijat havaitsivat seuraavan viidenkymmenen vuoden aikana, että sähköisesti varautuneen sauvan kosketus saattoi saada kuolleiden eläinten lihakset supistumaan. Tyypillinen esimerkki sähkövirran vaikutuksesta biologiseen kohteeseen on italialaisen lääkärin, fyysikon ja biologin Luigi Galvanin, jota pidetään yhtenä sähkökemian perustajista, kokeiden sarja. Näissä kokeissa hän lähetti sähkövirran hermojen kautta sammakon jalkaan, mikä aiheutti lihasten supistumisen ja raajan liikkeen.
Yhdeksännentoista vuosisadan lopussa jotkut lääkärit alkoivat tutkia sähkövirran vaikutusta ihmiskehoon, mutta eivät kuolleina, vaan elossa! Tämän ansiosta he pystyivät tekemään yksityiskohtaisempia karttoja lihasjärjestelmästä, joka ei ollut aiemmin saatavilla.
Sähköterapiaa ja temppuja
1700-luvun ja 1800-luvun alussa sähkövirtaa käytettiin kaikkialla. Lääkärit, tiedemiehet ja sarlataanit, jotka eivät aina eronneet toisistaan, käyttivät sähkökemiallisia iskuja hoitaakseen minkä tahansa sairauden, erityisesti halvauksen jaiskias.
Samaan aikaan ilmestyi tiettyjä esityksiä, sekä pelottavia että villiä iloa. Näiden ydin oli ruumiin elvyttäminen. Tässä onnistui Giovanni Aldini, joka sähkövirran avulla sai kuolleen miehen "herättymään henkiin": hän avasi silmänsä, liikutti raajojaan ja nousi ylös.
Nykyaikainen lääketiede
Sähkövirran vaikutusta ihmiskehoon voidaan käyttää hoidon (esim. fysioterapian) lisäksi myös terveysongelmien varhaiseen havaitsemiseen. Erityiset tallennuslaitteet muuttavat nyt kehon luonnollisen sähköisen toiminnan kaavioiksi, joita lääkärit käyttävät analysoidakseen poikkeavuuksia. Lääkärit diagnosoivat nyt sydämen poikkeavuuksia EKG:llä, aivohäiriöt sähköaivotutkimuksilla (EEG) ja hermotoiminnan menetystä elektromyogrammeilla (EMG).
Elämää sähkövirran kautta
Yksi dramaattisimmista sähkön käyttötavoista on defibrillointi, jota joskus esitetään elokuvissa sydämen "käynnistämisenä", joka on jo lakannut toimimasta.
Todellakin, lyhyen, merkittävän suuruisen purskeen laukaiseminen voi joskus (mutta hyvin harvoin) käynnistää sydämen uudelleen. Kuitenkin useammin defibrillaattoria käytetään rytmihäiriön korjaamiseen ja sen normaalin tilan palauttamiseen. Nykyaikaiset automatisoidut ulkoiset defibrillaattorit voivat tallentaa sydämen sähköisen toiminnan, määrittää värinänsydämen kammiot ja laske sitten potilaan tarvitsema virran määrä näiden tekijöiden perusteella. Monilla julkisilla paikoilla on nyt defibrillaattorit, jotta sähkövirta ja sen vaikutus ihmiskehoon tässä tapauksessa ehkäisee sydämen vajaatoiminnan aiheuttamia kuolemantapauksia.
On myös mainittava keinotekoiset sydämentahdistimet, jotka säätelevät sydämenlyöntejä. Nämä laitteet implantoidaan ihon alle tai potilaan rintakehän lihaksiin ja ne välittävät noin 3 V:n sähkövirtapulsseja elektrodin ja sydänlihaksen läpi. Tämä stimuloi normaalia sydämen rytmiä. Nykyaikaiset sydämentahdistimet voivat kestää jopa 14 vuotta ennen kuin ne on vaihdettava.
Sähkövirran vaikutuksesta ihmiskehoon on tullut yleistä, eikä vain lääketieteessä, vaan myös fysioterapiassa.
