Který proud je nebezpečnější – stejnosměrný nebo střídavý? Výsledky výzkumu.

Otázka, který proud je nebezpečnější, zda stejnosměrný nebo střídavý proud, je poměrně akutní už desítky let. Ve slavné „válce proudů“ mezi Nikolou Teslou a Thomasem Edisonem bylo jedním z hlavních argumentů Thomase Edisona smrtelné nebezpečí střídavé energie. To se v praxi potvrzuje – nízkofrekvenční střídavý proud, který lze pozorovat v domácí zásuvce, může skutečně způsobit značné poškození zdraví i při relativně nízkém napětí, asi 50 Voltů.

Při stejných hodnotách stejnosměrného proudu může šok zůstat zcela bez povšimnutí. Ale střídavý proud se snadněji přepravuje, mění své napětí a dochází k menším ztrátám energie. Navíc se optimálně hodí pro napájení elektromotorů. Proto se používá v domácích sítích, i když zůstává smrtící.

Jaký je rozdíl mezi stejnosměrným a střídavým proudem

Než pochopíte, který proud je nebezpečnější – stejnosměrný nebo střídavý proud, měli byste pochopit, jaký je mezi nimi rozdíl. Hlavní rozdíl je v tom, že u stejnosměrného proudu probíhá pohyb elektronů směrově, kdežto u střídavého proudu se pohybují chaoticky.

V domácích podmínkách se střídavý proud používá nejčastěji k napájení žárovek, teče v zásuvkách a na rozvodném panelu. Stejnosměrný proud najdeme v LED podsvícení. U elektrických spotřebičů se střídavý proud obvykle převádí na stejnosměrný proud, zejména pokud jde o digitální elektroniku, protože usnadňuje přenos signálů v samotném zařízení.

Nebezpečné hodnoty pro lidi

Na otázku, který proud je nebezpečnější – stejnosměrný nebo střídavý, nelze jednoznačně odpovědět. To závisí na mnoha parametrech, jako je napětí, frekvence a proud v obvodu. Je třeba vzít v úvahu možné rozsahy těchto hodnot:

• Frekvence. V domácí elektrické síti je to 50 Hz. Při hodnotách 10-500 Hz je střídavý proud přibližně stejně nebezpečný, ale při hodnotách od 500 do 1000 Hz se toto nebezpečí výrazně zvyšuje. Ale proud s frekvencí nad 1000 Hz je již mnohem bezpečnější. Je třeba poznamenat, že DC bude mnohem méně nebezpečné (3-4krát), pokud je frekvence střídavého proudu 50 Hz nebo tak.
• Napětí. Které napětí – konstantní nebo střídavé – je nebezpečnější, lze pochopit pouze posouzením jeho velikosti. Pokud je napětí v síti menší než 400 Voltů, pak můžeme mluvit o jednoznačně vyšším nebezpečí střídavého proudu. Od 400 do 600 voltů představují obě odrůdy přibližně stejné nebezpečí. Při napětí výrazně nad 500 voltů se zvyšuje nebezpečí stejnosměrného proudu.
• Síla proudu. Pro střídavý proud je považováno za bezpečné, pokud je proud v síti menší než 10 mA pro stejnosměrný proud je tato hodnota přibližně 5x vyšší.

Jednotlivé případy

Je možné s jistotou říci, že stejnosměrný proud je bezpečný pouze tehdy, má-li nízké napětí. Jako příklad si můžete vzít známý lékařský postup – elektroforézu. Používá se k ovlivnění kůže nebo sliznic lidských orgánů ke zvýšení vstřebávání léků. Při elektroforéze se používá napětí 60 Voltů a proud v síti dosahuje 50 mA, přičemž člověk pociťuje pouze lehké brnění. Pokud se během tohoto postupu použije střídavý proud, může to ovlivnit zdraví člověka a způsobit poruchy srdečního rytmu.

Pokud se budeme bavit o vysokém napětí, tak odpověď na otázku, který elektrický proud je nebezpečnější, už nebude tak jednoznačná. Jsou známy případy, kdy vybití kondenzátoru při napětí na elektrodách asi 500 voltů vedlo k vážné poruše srdečního rytmu. Nebezpečí stejnosměrného proudu tedy není menší, pokud má vysoké napětí. Ale vysokonapěťový střídavý proud může být bezpečný, pokud má vysokou frekvenci.

Tesla svého času za účelem demonstrace prošel skrz sebe střídavý proud o napětí 100 kV a zůstal nezraněn. Stalo se to kvůli skutečnosti, že frekvence takového proudu byla více než 100 kHz. Střídavý proud nad 20 kHz je považován za bezpečný i při vysokém napětí.

Nebezpečí pro lidi

Hlavním nebezpečím je, že když dojde k úrazu elektrickým proudem, poškodí se nejen postižená místa, ale i orgány, které mu stojí v cestě. Expozice způsobuje některé potenciálně nebezpečné reflexní reakce (jako jsou svalové kontrakce), poškození nervového systému a mnoho dalších nevratných účinků.

Aktuální cesty

Bez ohledu na to, který proud je nebezpečnější – stejnosměrný nebo střídavý proud, bude stupeň poškození poměrně silně záviset na cestě, kterou prochází. Nejzranitelnější jsou srdce, plíce, mícha nebo mozek. Ale pokud jsou poškozeny jiné orgány, mohou nastat vážné následky. Cesty jsou různé. Hlavní jsou:

• Ruka – ruka. Přibližně 40 % všech případů. Asi 83 % lidí ztratí vědomí, když touto cestou prochází proud z domácí sítě.
• Pravá ruka – nohy. U pětiny všech případů porucha vědomí v 87 %.
• Levá ruka – nohy. 17 % všech případů. Ztráta vědomí v 80 %.
• Hlava – nohy. Pouze 5 % všech případů. Velmi nebezpečná cesta, v 88 % případů bude člověk s největší pravděpodobností potřebovat resuscitaci.
• Hlava – ruce. 4% případů, v 90% – ztráta vědomí.

Potenciální nebezpečí

Než uzavřeme diskusi o tom, který proud je nebezpečnější – střídavý nebo stejnosměrný proud, musíme pochopit, jak dochází k úrazu elektrickým proudem. Aby člověka zasáhl elektrický proud, musí se nějakým způsobem stát jedním z článků řetězu. To se může stát několika způsoby.

Nejběžnější je dotýkání se předmětů pod napětím. Mohou to být obnažené vodiče, vadné zásuvky nebo spotřebiče nebo kovové spotřebiče s poškozenou izolací. Nebezpečný je také současný kontakt s uzemněnými předměty, jako jsou topné trubky.

Navíc přímý dopad je nepovinnou podmínkou porážky. Problémy mohou nastat i při přiblížení se ke zdroji nebezpečí, zvláště pokud je vlhkost v místnosti dostatečně vysoká. V tomto případě může dojít k elektrickému oblouku.

Dalším potenciálním nebezpečím jsou stržené elektrické vedení ležící na zemi. Zóna potenciálního dopadu se nachází v okruhu 10 metrů od takového drátu. Nepřibližujte se k takovým drátům. Mezi oběma nohama může být dostatečný potenciál ke zranění. Navíc čím blíže je člověk ke zdroji napětí, tím je nebezpečnější. Pokud se vám náhodou podařilo dostat se do takové oblasti, měli byste se pro vlastní bezpečnost pohybovat v jednom souboru nebo na jedné noze.

Stejnosměrný proud nebo střídavý proud – který je nebezpečnější při stejném napětí?

Když se v dávné minulosti vedly spory o vhodnosti používání střídavého proudu, hlavním argumentem ve prospěch stejnosměrného proudu byla jeho větší bezpečnost při používání. Střídavý proud s napětím pouhých 50 voltů byl pro člověka již nebezpečný.

Mluvíme o tzv. „nízkofrekvenčním“ proudu. Co se týče stejnosměrného proudu, ten člověk při tak nízkém napětí ani nepocítí.

Ale právě nízkofrekvenční střídavý proud se dnes používá pro přenos na velké vzdálenosti. Je to dáno tím, že „střídavý proud“ je lépe transformován transformátory a při jeho přenosu na velké vzdálenosti jsou energetické ztráty několikanásobně menší.

Z tohoto důvodu je elektřina ze zásuvky pro člověka extrémně nebezpečná, protože obsahuje nízkofrekvenční proud.

Stejnosměrný nebo střídavý proud – co je při nízkém napětí nebezpečnější?

Pokud jde o nízké napětí, stejnosměrný proud není tak nebezpečný. Ve skutečnosti mnoho postupů zahrnuje použití stejnosměrného proudu o napětí nepřesahujícím 60 voltů.

Stejnosměrný proud nebo střídavý proud – který je nebezpečnější při stejném napětí?

Proud během takových postupů nepřesahuje 50 mA. Člověk proto cítí pouze mírné brnění a nic víc.

Stejnosměrný proud nebo střídavý proud – který je nebezpečnější při stejném napětí?

Pokud bychom se však v tomto případě bavili o střídavém proudu se zcela stejnými parametry, vedlo by to k vážným následkům. Můžeme tedy s jistotou říci, že při stejných hodnotách nízkého napětí je střídavý proud mnohem nebezpečnější než stejnosměrný proud.

Který proud je nebezpečnější při vysokém napětí – stejnosměrný nebo střídavý

Výše jsme uvažovali situace při použití nízkého napětí, jehož hodnota nepřesahuje 60 voltů. Ukázalo se, že při takovém napětí je „střídavý proud“ mnohem nebezpečnější než „stejnosměrný proud“. Stává se to ale i při zvýšení napětí například na 500 voltů?

Který proud je nebezpečnější při vysokém napětí – stejnosměrný nebo střídavý

Pokud jste radioamatér, pak vás pravděpodobně alespoň jednou zasáhl elektrický proud. kV kondenzátoru ale není střídavé napětí, pouze stejnosměrný proud. Dokonce se vyskytly případy, kdy si zásah kondenzátoru vyžádal urgentní hospitalizaci. Jak tedy vidíte, při zvyšujícím se napětí není stejnosměrný proud tak bezpečný, jak se na první pohled zdá.

Naopak „nebezpečí“ střídavého proudu s výrazným zvýšením napětí a frekvence znatelně klesá. Je dobře známo, že Tesla prováděl experimenty s vysokofrekvenčním proudem a napětím přes 100 000 voltů, přičemž svým tělem propouštěl takový vysoký výboj. Frekvence proudu v tomto případě překročila 100 kHz.

Který proud je nebezpečnější při vysokém napětí – stejnosměrný nebo střídavý

Proto na otázku, co je nebezpečnější, střídavý nebo stejnosměrný proud, může být odpověď následující: při napětí do 100 voltů je nebezpečnější střídavý proud. Pokud mluvíme o napětí nad 100 voltů, je méně nebezpečný pouze vysokofrekvenční proud s frekvencí alespoň 20 kHz.