Odpor lidského těla

Zde se dostáváme ke vztahu mezi proudem procházejícím tělem, dotykovým napětím a odporem (impedancí) lidského těla. Pro vzájemný vztah těchto veličin platí samozřejmě Ohmův zákon .

Velmi často se však ve spojení s odporem (R) lidského těla používá pojem impedance (Z) lidského těla, která je rovněž v Ohmech.

V technických specifikacích IEC/TS 60479, zabývajících se účinky proudů na lidi a hospodářská zvířata, jsou shrnuty výsledky různých měření impedancí, která byla provedena na tělech zvířat i lidí. Celková impedance lidského těla Z_T je přitom složena především z impedance místa na kůži, kterým proud do těla vtéká (Z_p1), impedance místa, z něhož proud z těla vystéká (Z_p2 ) a také z vnitřní impedance těla (Z₁), tj. impedance tkání trupu a končetin.

Obr. 1: Schéma impedance lidského těla

Impedance lidského těla má převážně charakter činného odporu (tj. bez kapacitních reaktančních složek, které můžeme zanedbat). Velikost odporu lidského těla přímo určuje  dráha proudu lidským tělem.

Hodnota impedance lidské kůže je závislá na řadě vnějších vlivů - napětí, kmitočet, doba průchodu proudu, plocha dotýkající se části pod napětím nebo tlak na tuto plochu, vlhkost a teplota kůže. Např. zpocená kůže má mnohem menší odpor než kůže suchá. Při hodnotě napětí okolo 50 V AC je impedance velká, při rostoucím napětí hodnota impedance značně klesá a od napětí 150 V výše méně závisí na vlhkosti a ploše dotyku. Od napětí kolem 200 V AC dochází k průrazu kůže a její impedanci je pak možno zanedbat.

Celková impedance těla se při dotykových napětích do 50 V velmi mění, a závisí tedy zejména na odporu kůže. Při vyšších napětích závisí na impedanci kůže stále méně a v podstatě se již rovná vnitřní impedanci těla. Závislost celkové impedance a odporu těla na napětí lze vyjádřit následujícím grafem.

Obr. 2: Statistické hodnoty impedance a odporu lidského těla

Jedná se přitom o impedanci měřenou pro dráhu proudu ruka – ruka při střídavém proudu 50/60 Hz, kdy dotyk s částmi pod napětím byl na velké ploše (50 až 100 cm²). Impedance je vyznačena čerchovanou čarou, odpor změřený za stejných podmínek při stejnosměrném proudu je vyznačen plnou čarou.

Křivky 5, 50 a 95 % znázorňují hodnoty, pro něž platí, že nižší hodnoty odporu nebo impedance těla má jen 5, 50 a 95 % lidské populace. Elektrotechnické předpisy vycházejí z křivek označených 5 %. Hlavní podíl na vnitřní impedanci těla mají končetiny (ruce a nohy), zvláště pak klouby. Naproti tomu odpor trupu je zanedbatelně malý.

Celková impedance těla měřená na dráze ruka – noha je nepatrně menší než na dráze ruka – ruka, takže pro praktické účely se předpokládá, že tyto impedance jsou stejné. Pro jiné dráhy proudu jsou impedance těla menší. Například celková impedance těla při dráze proudu mezi oběma rukama a dolní částí těla je jenom třetina hodnoty podle obrázku statistických závislostí měřené pro dráhu proudu ruka – ruka, impedance mezi oběma rukama a hrudí je pak méně než čtvrtina impedance pro dráhu ruka – ruka. Pokud se týká závislosti na kmitočtu proudu, pak čím vyšší je kmitočet, tím menší je závislost impedance na dotykovém napětí, takže pro napětí asi od 25 V výše a kmitočty nad 2 kHz je možno počítat s impedancí lidského těla asi jenom 600 Ω.

Zdroje

• ČSN EN 33 2000-4-41 ed.2. Elektrické instalace nízkého napětí - Část 4-41: Ochranná opatření pro zajištění bezpečnosti - Ochrana před úrazem elektrickým proudem. Praha: Český normalizační institut, 2007.
• KALÁB, Pavel a Miroslav STEINBAUER. UTEE FEKT VUT V BRNĚ. Bezpečnost v elektrotechnice. Brno, 2011. Dostupné z: http://www.utee.feec.vutbr.cz/files/predmety/El_kvalif/BBZ.pdf
• KŘÍŽ, Michal. Příručka pro zkoušky elektrotechniků: požadavky na základní odbornou způsobilost. 10., aktualiz. vyd. Praha: IN-EL, 2014, 247 s. Elektro (IN-EL). ISBN 978-80-87942-01-7.
• SOLID TEAM, s.r.o. Elektro v praxi: Právní předpisy, základní normy, silnoproud. 2014.

Obrázky

• Obr. 1, 2: KALÁB, Pavel a Miroslav STEINBAUER. UTEE FEKT VUT V BRNĚ. Bezpečnost v elektrotechnice. Brno, 2011. Dostupné z: http://www.utee.feec.vutbr.cz/files/predmety/El_kvalif/BBZ.pdf