Ei jännite voi tappaa ihmistä, vaan virta tappaa. Ihmisiä on kuollut jo 42 voltin jännitteellä. Aika on myös tekijä. Jo 0,1 ampeerin virta 2 sekunnin ajan voi olla tappava. Koska jännite = virta x vastus, virta riippuu kehon vastuksesta. Korvien välinen sisäinen vastus on vain 100 ohmia, kun taas sormesta varpaaseen mitattuna se on noin 500 ohmia.
Sähköiskuja kuvataan usein fyysisissä komedioissa. Teko etenee tavalliseen tapaan: koominen päähenkilö tarttuu epähuomiossa johtoon, tietämättä sen läpi kulkevasta suuresta virrasta. Hän saa kuolettavan sähköiskun, jonka tuloksena on stereotyyppinen horjahdus, hiiltyneet kasvot ja hiukset pystyssä kuin tuulen kääntelemä sateenvarjo.
Kysymys siitä, miksi tämä kohtalokas onnettomuus koetaan humoristiseksi, on hämmentävä… mielenkiintoinen, mutta hämmentävä. Uskottava vastaus löytyy täältä. Tuo keskustelu on kuitenkin toistaiseksi epäolennaista. Meitä kiinnostaa se, miksi emme ylipäätään ole läpäisemättömiä sähkölle ja kuinka suuri osa siitä todella tappaa meidät.
Miksi korkeajännitettä pidetään vaarallisena?
Tämä on tietenkin turvallisuuden kannalta ratkaiseva tieto. Löydämme varovaisia viestejä sähkötauluista ja generaattoreista, joihin on painettu yleismaailmallisesti tunnustettu vaaran tunnus: kahden ristissä olevan luun yläpuolella kelluva ihmiskallo. Tähän symboliin liittyy tämän koneen luokitus, jossa korostetaan korkeaa jännitettä, jolla se toimii, ja kerrotaan, että kosketus siihen todennäköisesti tappaisi.
Jännitteen käyttö on asettanut meihin psykologisen suuntauksen. Uskomme, että 10 000 volttia olisi tappavampi kuin 100 volttia. Tämä on kuitenkin vain osittain totta. Sähköiskut toteutetaan usein käyttämällä kotitalouksien 110 voltin jännitteitä tai joissakin tapauksissa jopa 42 voltin jännitteitä!
Tietysti suurempi jännite vetää enemmän virtaa, mutta ei kaliiperi tapa meitä, vaan luoti, jonka se ampuu. Riippumatta jännitteestä, todellinen kuolinsyy on virta, joka pakotetaan kehon läpi.
Tämä on sama syy, miksi johdoissa lepäilevät linnut eivät saa sähköiskua. (Credits: palickam/)
Jännitettä ei kuitenkaan pidä hylätä kokonaan. Ilman jännitettä tai potentiaalieroa ei olisi lainkaan virtaa. Tästä syystä johtimessa roikkuminen ei aiheuttaisi sähköiskua, ellei koskettaisi maata. Johtimessa roikkuminen muodostaa johdon kanssa ekvipotentiaalin, kun taas maahan koskeminen luo välittömästi potentiaalieron, joka vetää lävitsemme valtavan virran.
Miten suuri virta siis tappaa meidät?
Sähköisku: Kuinka suuri virta tappaa sinut?
10 mA:n tai 0,01 A:n virta antaa voimakkaan sähköiskun, mutta se ei olisi tappava. Kun lähestymme 100 mA:aa tai 0,1 A:ta, lihassupistukset alkavat. On välttämätöntä ymmärtää, että sydämen alhaisen vastuksen vuoksi sen läpi kulkeva niinkin pieni kuin 10 mA:n suuruinen virta riittää tappamaan meidät.
Virta ei kuitenkaan koskaan pääse sydämeen, koska ihomme vastus on suurempi, jolloin se vaimentaa tämän virran kokonaan. Jos tämä mitättömän pieni virta pääsisi mitenkään sydämeen, se olisi lähes varmasti kohtalokas.
Kun virta kasvaa yli 1000 mA:n tai 1 A:n, lihassupistukset voimistuvat siinä määrin, että emme voi päästää irti langasta. Tämä sitkeys on ironisesti seurausta lihashalvauksesta. Tässä vaiheessa sydämessä esiintyy kammiovärinää, sydämen kammioiden koordinoimatonta ajoittaista nykimistä, joka tuottaa tehottomia sydämenlyöntejä, jotka voivat johtaa kuolemaan, jos apua ei kutsuta välittömästi.
Jatkuva virran kasvattaminen kohti 2000 mA:ta tai 2 A:ta aiheuttaa palovammoja ja tajuttomuutta. Sähköiskun aiheuttama lihassupistus on nyt niin voimakas, että sydän syöksyy puristuksiin. Altistuminen tällaiselle virran määrälle voi johtaa kauheisiin sisäisiin palovammoihin, ja puristukset voivat johtaa sydänpysähdykseen. Kuolema on mahdollinen.
Puristusmekanismi on kuitenkin suunniteltu niin, että se on yllättävän tuottoisa, sillä se suojaa sydäntä kammiovärinältä. Selviytymismahdollisuudet ovat vähäiset, mutta lunastettavissa, jos uhri saa välitöntä hoitoa. Defibrillaattorit ovat lääkinnällisiä laitteita, joita lääkärit hyödyntävät pelastaakseen iskuvaikeuksiin joutuneet uhrit.
Vaikutukset voidaan tiivistää taulukkomuodossa näin:
Miksi emme ole läpäisemättömiä virralle?
Vaikkakin tarvitaan tietty jännite, jotta virta saadaan kulkemaan, kehoomme tunkeutuvan virran määrä riippuu siitä, kuinka läpäisevää keho on virralle, tai yksinkertaisesti, sen resistanssista. Virrankestävyys vaihtelee sen mukaan, missä kunnossa iho on – onko se kuiva vai märkä. Sen arvioidaan olevan 1000 ohmia märällä iholla ja yli 5 000 000 ohmia kuivalla iholla.
Vastus vaihtelee myös kosketuspisteiden mukaan. Korvien välinen sisäinen vastus on vain 100 ohmia, kun taas sormesta varpaaseen mitattuna se on noin 500 ohmia. Tämän rajallisen resistanssin vuoksi emme ole läpäisemättömiä virralle.
Toinen merkittävä tekijä on aika. Koettelemuksen laajuus riippuu siitä, kuinka kauan keho altistuu tietylle virralle. Esimerkiksi yhden kymmenesosaampeerin suuruinen virta vain kahden sekunnin ajan voi olla kohtalokas.