14.9 用电安全

来源： 课堂笔记 §5.1.11

危险的不直接是电压，而是通过人体的电流强度。

✎ 为何是电流而非电压？ 造成伤害的是流动的电流（它刺激神经/肌肉、加热组织）。给定电压下电流多大，由欧姆定律 $I=U/R_{\text{人体}}$ 决定。人体电阻并不固定：干皮肤电阻高（→ 电流小），湿/出汗皮肤电阻小得多（→ 电流大——所以浴室/潮湿环境触电格外危险）。同一电压可以无害也可以致命，取决于 $R$。

作为粗略参考值，取人体电阻 $R_{\text{人体}}\approx 1000\mathrm{\Omega }$（1 kΩ）。这样仅电网电压就能驱动致命电流：$I=U/R_{\text{人体}}=230\text{V}/1000\mathrm{\Omega }=230\text{mA}$——远超生命危险阈（见下表）。

✎ 为何取 ≈ 1000 Ω——又为何只是参考值？ 人体内部电阻（手到手、不含皮肤）大致为 1 kΩ；主要部分和巨大的离散来自皮肤：干燥时为几 kΩ 到数十 kΩ，潮湿/出汗时只剩几百 Ω。所以对不利（危险）情形就用小值 $\approx 1000\mathrm{\Omega }$ 估算——此时电流最大。✎ 交流电比直流电更危险： 50 Hz 的电网交流电特别容易激发神经和肌肉，几乎必然在心脏的敏感期击中它（→ 心室纤颤，参 §14.10）；下面的阈值即针对这种交流电——直流电的阈值约高 2–4 倍。

✎ 课堂谜题：气球带 10 000 V，摸它为什么没事？而 230 V 插座可能致命？ 由 $U=E/Q$ 得 $E=U\cdot Q$。摩擦起电的气球：电压虽高（${10}^4$ V），电荷却极小（$\sim {10}^{-9}$ C）→ 能量只有 $E={10}^4\cdot {10}^{-9}={10}^{-5}$ J，一瞬间放完，只觉刺痛。电池（课堂例子：$100$ V、${10}^{-3}$ C）→ $E=0,1$ J，已是气球的一万倍；电网更能持续驱动几十毫安的电流流过身体数秒——按下表这正是致命区间。静电「电压高」不等于「危险」：关键是能维持多大的电流、流多久。

电流强度	作用	✎ 为何 / 发生什么
1 mA	感知阈	能感到刺麻（神经有反应）
10 mA	摆脱阈	肌肉痉挛——无法再松手放开导体（危险，因接触持续）
≈ 50 mA 起	生命危险阈	电流可使心脏失律（心室纤颤）→ 危及生命

✎ 致命阈值到底取哪个数？ 各来源给出的数字略有差异——课堂笔记写 80 mA，许多教科书写 50 mA。二者指的是同一区间：约从 50 mA（50 Hz 交流）流过胸腔起就有心室纤颤之虞；~50–100 mA 区间确定危及生命。没有截然的界限，因为后果还取决于电流路径（是否经过心脏）、持续时间与频率。口试用法：**「约 50 mA 起危及生命」**是通行的标准说法。