กระแสไฟฟ้าคล้ายกับการไหลของน้ำมาก แทนที่จะเป็นโมเลกุลที่เคลื่อนที่ไปตามแม่น้ำ อนุภาคที่มีประจุจะเคลื่อนที่ไปตามตัวนำ
เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกาย จะต้องเป็นส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้า
DC และ AC
ระดับความเสียหายของกระแสไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์จะขึ้นอยู่กับประเภทของกระแสไฟฟ้า
ถ้ากระแสไหลในทิศทางเดียวเรียกว่ากระแสตรง (DC).
ถ้ากระแสเปลี่ยนจะเรียกว่าสลับกัน (AC) กระแสสลับเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกล
AC ที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากับ DC นั้นอันตรายกว่าและทำให้เกิดผลที่เลวร้ายกว่า การกระทำของกระแสไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์ในกรณีนี้สามารถทำให้เกิดผลกระทบจากการ "แช่แข็งกล้ามเนื้อของมือ" นั่นคือจะมีการหดตัวของกล้ามเนื้ออย่างรุนแรง (tetany) ซึ่งบุคคลจะไม่สามารถเอาชนะได้
วิธีรับตี
การสัมผัสโดยตรงกับไฟฟ้าจะเกิดขึ้นเมื่อมีคนสัมผัสส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เช่น ลวดเปลือย ในบ้านส่วนตัว เป็นไปได้ในบางกรณี การสัมผัสทางอ้อมจะเกิดขึ้นเมื่อมีการโต้ตอบกับอุปกรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าใดๆ และเนื่องจากการทำงานผิดพลาดหรือละเมิดกฎของการจัดเก็บและการใช้งาน ตัวเครื่องอาจตกตะลึงได้
เรื่องน่ารู้: ทำไมนกไม่เคยถูกไฟฟ้าดูดจากการนั่งบนสายเคเบิล
เนื่องจากไม่มีความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าระหว่างนกกับสายไฟ เพราะมันไม่สัมผัสพื้นเหมือนสายเคเบิลอื่นๆ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของนกและสายเคเบิลจึงตรงกัน แต่ถ้าจู่ ๆ ปีกของนกสัมผัสกัน เช่น เหล็กม้วนบนเสา ไฟฟ้าช็อตจะใช้เวลาไม่นาน
แรงกระแทกและผลที่ตามมา
ลองพิจารณาผลกระทบของกระแสไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์โดยสังเขป:
| กระแสไฟ | เอฟเฟกต์ |
| ต่ำกว่า 1 mA | ไม่รับรู้ |
| 1mA | รู้สึกเสียวซ่า |
| 5mA | ตกใจนิดหน่อย. มันไม่เจ็บ บุคคลจะปล่อยวางแหล่งที่มาปัจจุบันได้อย่างง่ายดาย ปฏิกิริยาโดยไม่สมัครใจอาจส่งผลให้เกิดการบาดเจ็บทางอ้อม |
| 6-25 mA (หญิง) | กระแทกอย่างเจ็บปวด. สูญเสียการควบคุมกล้ามเนื้อ |
| 9-30 mA (ชาย) | "ยังไม่เผยแพร่" ปัจจุบัน บุคคลนั้นสามารถถูกโยนออกจากแหล่งพลังงานได้ ปฏิกิริยาที่ไม่สมัครใจที่รุนแรงอาจนำไปสู่การบาดเจ็บโดยไม่สมัครใจ |
| 50 ถึง 150 mA | ปวดมาก. หยุดหายใจ. ปฏิกิริยาของกล้ามเนื้อ การเสียชีวิตที่เป็นไปได้ |
| 1 ถึง 4, 3 A | ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ. ความเสียหายต่อปลายประสาท ความตายที่น่าจะเป็นไปได้ |
| 10 A | หัวใจหยุดเต้น แผลไฟไหม้รุนแรง. มีโอกาสตายมากที่สุด |
เมื่อกระแสไหลผ่านร่างกาย ระบบประสาทจะเกิดไฟฟ้าช็อต ความเข้มของแรงกระแทกขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสเป็นหลัก เส้นทางผ่านร่างกาย และระยะเวลาของการสัมผัส ในกรณีที่รุนแรง การช็อกจะทำให้การทำงานปกติของหัวใจและปอดหยุดชะงัก ส่งผลให้หมดสติหรือเสียชีวิต ประเภทของการกระทำของกระแสไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์นั้นแบ่งตามความยุ่งยากที่กระแสทำให้เกิดกับร่างกาย
อิเล็กโทรไลซิส
ง่ายมาก: ไฟฟ้าช็อตจะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของเลือดและของเหลวอื่น ๆ ในร่างกาย ซึ่งจะส่งผลต่อการทำงานของทุกระบบในภาพรวมต่อไป หากกระแสตรงไหลผ่านเนื้อเยื่อของร่างกายเป็นเวลาหลายนาที แผลจะเริ่มขึ้น แผลเหล่านี้แม้จะไม่ร้ายแรงถึงตาย แต่ก็อาจเจ็บปวดและใช้เวลานานในการรักษา
ไหม้
ผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์ปรากฏออกมาในรูปของการเผาไหม้ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านสารใดๆ ที่มีความต้านทานไฟฟ้าความร้อนถูกปล่อยออกมา ปริมาณความร้อนขึ้นอยู่กับพลังงานที่กระจายไป
แผลไฟไหม้จากไฟฟ้ามักจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนที่สุดใกล้กับบริเวณที่เข้าสู่ร่างกาย แม้ว่าการไหม้ภายในจะพบได้บ่อยและหากไม่ถึงขั้นเสียชีวิต อาจทำให้เกิดการบาดเจ็บในระยะยาวและเจ็บปวดได้
กล้ามเนื้อเป็นตะคริว
เนื้อเยื่อที่มีชีวิตระคายเคืองและกระตุ้น การปล่อยไฟฟ้าเข้าสู่กล้ามเนื้อ กล้ามเนื้อเริ่มหดตัวอย่างผิดปกติและกระตุก มีการรบกวนการทำงานของร่างกายต่างๆ นี่คือลักษณะที่ปรากฏของผลกระทบทางชีวภาพของกระแสไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์ การหดตัวของกล้ามเนื้อโดยไม่สมัครใจเป็นเวลานานที่เกิดจากการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าจากภายนอกมีผลเสียอย่างหนึ่งเมื่อบุคคลที่ถือวัตถุไฟฟ้าไม่สามารถปล่อยมันได้
ระบบทางเดินหายใจและหัวใจหยุดเต้น
กล้ามเนื้อระหว่างซี่โครง (กล้ามเนื้อระหว่างซี่โครง) ต้องเกร็งและผ่อนคลายซ้ำๆ เพื่อให้บุคคลหายใจได้ ดังนั้นการเกร็งของกล้ามเนื้อเป็นเวลานานอาจรบกวนการหายใจ
หัวใจเป็นอวัยวะกล้ามเนื้อที่ต้องหดตัวและผ่อนคลายอย่างต่อเนื่องเพื่อทำหน้าที่ปั๊มเลือด การหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจเป็นเวลานานจะขัดขวางกระบวนการนี้และนำไปสู่การหยุดทำงาน
หัวใจห้องล่าง
โพรงคือห้องที่ทำหน้าที่สูบฉีดเลือดจากหัวใจ เมื่อเกิดไฟฟ้าช็อต กล้ามเนื้อหัวใจห้องล่างจะไม่สม่ำเสมอไม่คงที่กระตุกส่งผลให้ฟังก์ชั่น "ปั๊ม" ในหัวใจหยุดทำงาน ปัจจัยนี้อาจถึงแก่ชีวิตได้หากไม่ได้รับการแก้ไขในระยะเวลาอันสั้น
ภาวะหัวใจห้องล่างเต้นผิดปกติอาจเกิดจากสิ่งเร้าไฟฟ้าขนาดเล็กมาก กระแส 20 μA ที่ไหลผ่านหัวใจโดยตรงก็เพียงพอแล้ว ด้วยเหตุนี้เองที่การเสียชีวิตส่วนใหญ่เกิดจากภาวะหัวใจห้องล่างเต้นผิดปกติ
ปัจจัยป้องกันตามธรรมชาติ
ร่างกายมีภูมิต้านทานต่อการกระทำของกระแสไฟฟ้าที่มีต่อร่างกายมนุษย์ในรูปของผิวหนัง อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ ส่วนของร่างกาย (ผิวหนาขึ้นหรือบางลง) ความชื้นของผิวหนัง และพื้นที่ของร่างกายที่ได้รับผลกระทบ ผิวแห้งและเปียกมีค่าความต้านทานต่างกันมาก แต่ไม่ใช่สิ่งเดียวที่ควรพิจารณาเมื่อต้องรับมือกับไฟฟ้าช็อต บาดแผลและรอยถลอกลึกช่วยลดความต้านทานได้อย่างมาก แน่นอนว่าความต้านทานของผิวหนังจะขึ้นอยู่กับพลังของกระแสไฟที่เข้ามาด้วย แต่ก็ยังมีหลายกรณีที่เนื่องจากความต้านทานสูงของผิวหนังบุคคลนอกเหนือจากไฟฟ้าช็อตที่ไม่พึงประสงค์ไม่ได้รับบาดเจ็บทางไฟฟ้าเพียงครั้งเดียว การกระทำของกระแสไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์ไม่ได้ทำให้เกิดผลที่ไม่พึงประสงค์ใดๆ
วิธีป้องกันไฟดูด
การป้องกันไฟฟ้าช็อตโดยเฉพาะอย่างยิ่งในชีวิตประจำวัน เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับชีวิตที่ปลอดภัยฉนวนใช้สำหรับชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น สายไฟเป็นสายไฟที่มีฉนวนหุ้ม ทำให้ใช้งานได้โดยไม่เกิดไฟฟ้าช็อต และสวิตช์ไฟชนิดบรรจุกล่องป้องกันการเข้าถึงชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้า
มีอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงต่ำพิเศษที่ป้องกันไฟฟ้าช็อตเพิ่มเติม
RCD (อุปกรณ์กระแสไฟตกค้าง) สามารถให้ความปลอดภัยทางไฟฟ้าเพิ่มเติม ผลกระทบของกระแสไฟฟ้าต่อร่างกายมนุษย์ในกรณีนี้จะเป็นศูนย์ อุปกรณ์นี้ในกรณีที่เกิดการรั่วไหลที่ไม่พึงประสงค์ จะปิดส่วนที่เสียหายของการเดินสายไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่ผิดพลาดภายในไม่กี่วินาที ซึ่งจะช่วยไม่ให้บุคคลได้รับกระแสไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังป้องกันพวกเขาจากไฟไหม้
Difavtomat นอกเหนือจากคุณสมบัติที่อธิบายไว้ข้างต้นแล้ว ยังมีการป้องกันโอเวอร์โหลดและไฟฟ้าลัดวงจร
งานไฟฟ้าที่ทำในบ้านเป็นงานโดยช่างไฟฟ้าที่ผ่านการรับรองซึ่งมีความรู้ด้านเทคนิคและประสบการณ์เพื่อให้แน่ใจว่างานจะปลอดภัย
พลังของไฟฟ้าในสิ่งมีชีวิต
พลังงานไฟฟ้าผลิตขึ้นในทุกเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ระบบประสาทของสัตว์หรือมนุษย์ส่งสัญญาณผ่านปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี
ในทางปฏิบัติทุกกระบวนการไฟฟ้าเคมีและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีมีบทบาทในความทันสมัยยา.
ภาพยนตร์เกี่ยวกับแฟรงเกนสไตน์ใช้กระแสไฟที่มีต่อร่างกายมนุษย์โดยเฉพาะ พลังแห่งไฟฟ้าเปลี่ยนคนตายให้กลายเป็นสัตว์ประหลาดที่มีชีวิต แม้ว่าการใช้ไฟฟ้าในบริบทดังกล่าวยังไม่สามารถทำได้ แต่แรงไฟฟ้าเคมีก็จำเป็นสำหรับร่างกายของเราในการทำงาน การทำความเข้าใจพลังเหล่านี้ได้ช่วยพัฒนายาอย่างมาก
การกระทำของกระแสไฟฟ้า: การทดลองครั้งแรก
ตั้งแต่ปี 1730 หลังจากการทดลองของ Stephen Gray ในการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะไกล ในอีก 50 ปีข้างหน้า นักวิจัยคนอื่นๆ ค้นพบว่าการสัมผัสของแท่งประจุไฟฟ้าอาจทำให้กล้ามเนื้อของสัตว์ตายหดตัว ตัวอย่างทั่วไปของอิทธิพลของกระแสไฟฟ้าที่มีต่อวัตถุชีวภาพคือชุดของการทดลองโดยแพทย์ นักฟิสิกส์ และนักชีววิทยาชาวอิตาลี ลุยจิ กัลวานี ซึ่งถือเป็นหนึ่งในบรรพบุรุษผู้ก่อตั้งของไฟฟ้าเคมี ในการทดลองนี้ เขาส่งกระแสไฟฟ้าผ่านเส้นประสาทไปยังขาของกบ ซึ่งทำให้กล้ามเนื้อหดตัวและขยับแขนขาได้
ปลายศตวรรษที่ 19 แพทย์บางคนเริ่มศึกษาผลกระทบของกระแสไฟฟ้าต่อร่างกายมนุษย์ แต่ไม่ตาย แต่มีชีวิตอยู่! ซึ่งช่วยให้พวกเขาทำแผนที่รายละเอียดเพิ่มเติมของระบบกล้ามเนื้อที่ก่อนหน้านี้ไม่พร้อมใช้งาน
การรักษาด้วยไฟฟ้าและเทคนิค
ในช่วงศตวรรษที่สิบแปดและต้นศตวรรษที่สิบเก้า กระแสไฟฟ้าถูกใช้ทุกที่ แพทย์ นักวิทยาศาสตร์ และนักปราชญ์ ต่างใช้ไฟฟ้าช็อตเพื่อบำบัดโรคต่างๆ โดยเฉพาะอัมพาตและอาการปวดตะโพก
ในขณะเดียวกันก็มีการแสดงเฉพาะปรากฏขึ้น ทั้งน่ากลัวและนำไปสู่ความสุขอย่างล้นเหลือ สาระสำคัญของสิ่งเหล่านี้คือการชุบชีวิตศพ Giovanni Aldini ประสบความสำเร็จในเรื่องนี้ ซึ่งด้วยความช่วยเหลือของกระแสไฟฟ้าทำให้คนตาย "มีชีวิต": เขาลืมตาขยับแขนขาและลุกขึ้น
ปัจจุบันในการแพทย์แผนปัจจุบัน
ผลของกระแสไฟฟ้าที่มีต่อร่างกายมนุษย์ นอกเหนือจากการรักษา (เช่น กายภาพบำบัด) ยังสามารถนำมาใช้เพื่อตรวจหาปัญหาสุขภาพในระยะเริ่มต้นได้อีกด้วย อุปกรณ์บันทึกพิเศษได้เปลี่ยนกิจกรรมทางไฟฟ้าตามธรรมชาติของร่างกายเป็นแผนภูมิ ซึ่งแพทย์จะใช้เพื่อวิเคราะห์ความผิดปกติ ขณะนี้แพทย์วินิจฉัยความผิดปกติของหัวใจด้วยคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECGs) ความผิดปกติของสมองด้วยคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEGs) และการสูญเสียการทำงานของเส้นประสาทด้วยคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (EMGs)
ชีวิตผ่านกระแสไฟฟ้า
การใช้ไฟฟ้าอย่างน่าทึ่งอย่างหนึ่งคือการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า บางครั้งแสดงในภาพยนตร์ว่า "กำลังเริ่ม" หัวใจที่หยุดทำงานแล้ว
อันที่จริงการกระตุ้นให้เกิดการระเบิดครั้งสำคัญในบางครั้งอาจทำให้หัวใจเริ่มใหม่ (แต่ไม่บ่อยนัก) อย่างไรก็ตาม มักใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจเพื่อแก้ไขภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะและฟื้นฟูสภาพปกติ เครื่องกระตุ้นหัวใจภายนอกแบบอัตโนมัติสมัยใหม่สามารถบันทึกกิจกรรมทางไฟฟ้าของหัวใจโพรงของหัวใจแล้วคำนวณปริมาณกระแสที่จำเป็นสำหรับผู้ป่วยตามปัจจัยเหล่านี้ สถานที่สาธารณะหลายแห่งในขณะนี้มีเครื่องกระตุ้นหัวใจเพื่อให้กระแสไฟฟ้าและผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ในกรณีนี้สามารถป้องกันการเสียชีวิตที่เกิดจากความผิดปกติของหัวใจ
ควรกล่าวถึงเครื่องกระตุ้นหัวใจเทียมที่ควบคุมการเต้นของหัวใจด้วย อุปกรณ์เหล่านี้ถูกฝังไว้ใต้ผิวหนังหรือใต้กล้ามเนื้อหน้าอกของผู้ป่วย และส่งกระแสไฟฟ้าประมาณ 3 V ผ่านอิเล็กโทรดและกล้ามเนื้อหัวใจ สิ่งนี้ช่วยกระตุ้นจังหวะการเต้นของหัวใจปกติ เครื่องกระตุ้นหัวใจสมัยใหม่สามารถอยู่ได้นานถึง 14 ปีก่อนที่จะต้องเปลี่ยน
การกระทำของกระแสไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์ได้กลายเป็นเรื่องธรรมดา ไม่เพียงแต่ในทางการแพทย์ แต่ยังรวมถึงกายภาพบำบัดด้วย
