Protecia la electrocutare

Protecia la electrocutare 1. Sigurana n domeniul electric

2. Drumul curentului n cazul electrocutrii

3. Legea lui Ohm (reconsiderare)

4. Practici de baz

5. Reacia n cazuri de urgen

6. Surse poteniale de pericol

7. Proiectarea aparatelor electrice

8. Utilizarea aparatelor de msur - multimetrul

Arsuri

Pe msur ce curentul electric curge printr-un material, orice opoziie n calea deplasrii electronilor (rezisten) are ca rezultat disiparea de energie, de obicei sub form de cldur. Acesta este efectul principal i cel mai uor de neles al electricitii asupra esutului viu: nclzirea acestuia datorit curentului. n cazul generrii unei cantiti suficiente de cldur, esutul poate prezenta arsuri. Fiziologic vorbind, efectul este asemntor celui cauzat de o flacr deschis sau orice alt surs de cldur ridicat, doar c electricitatea poate arde esutul n adncime, nu doar la suprafaa pielii, i poate afecta chiar i organele interne.

Sistemul nervos

Un alt efect al curentului electric asupra corpului, probabil cel mai periculos, este cel asupra sistemului nervos. Prin sistem nervos nelegem reeaua de celule speciale din corp denumite celule nervoase sau neuroni ce proceseaz i conduc o multitudine de semnale responsabile pentru controlul unui numr mare de funcii ale corpului. Creierul, coloana vertebral i organele de sim i motoare funcioneaz mpreun pentru a permite corpului s simt, s se deplaseze, s rspund i s gndeasc.

Comunicarea dintre celulele nervoase este asemenea unor traductoare: creaz semnale electrice (cureni i tensiuni mici) ca i rspuns la prezena unor compui chimici numii neurotransmitori, i elibereaz neurotransmitori atunci cnd sunt stimulai de un curent electric. Dac printr-un corp viu (uman sau altfel) trece un curent electric suficient de mare, acesta va nlocui impulsurile de intensitate mic generate n mod normal de neuroni, suprasolicitnd sistemul nervos i prevenind acionarea muchilor prin intermediul reflexelor i a semnalelor voite. n cazul n care muchii sunt excitai (acionai) de o surs extern de curent (oc electric), acetia se vor contracta involuntar, iar victima nu poate face nimic n aceast privin.

Tetanosul - imposibilitatea victimei de a se elibera de sub tensiune

Aceast situaie este cu att mai periculoas dac victima strnge conductorul aflat sub tensiune n mini. Muchii antebraelor responsabili pentru micare degetelor tind s fie mai bine dezvoltai pentru acei muchi responsabili cu contractarea degetelor dect pentru ntinderea lor; prin urmare, dac ambele seturi de muchi sunt excitate la maxim datorit curentului electric prezent prin mna victimei, muchii de contractare vor ctiga, iar persoana va strnge mna ntr-un pumn. n cazul n care conductorul atinge exact palma minii, aceast strngere va fora mna s prind strns firul n mn ducnd la o agravare a situaiei datorit contactului excelent dintre corp i fir prin intermediul minii. Victima nu va fi capabil s lase firul din mn fr un ajutor extern.

Din punct de vedere medical, aceast condiie de contracie involuntar a muchilor se numete tetanos, i poate fi ntrerupt doar prin oprirea curentului prin victim.

Chiar i dup ncetarea curentului, s-ar putea ca victima s nu-i recapete pentru o perioad de timp controlul voluntar asupra muchilor, pn la revenirea la normal a strii neurotransmitorilor. Acesta este i principiul aplicat la construcia pistoalelor tip Taser ce induc un oc electric asupra victimei prin intermediul a doi electrozi. Efectul unui oc electric bine poziionat poate imobiliza temporar (cteva minute) victima.

Fibrilaia i stopul cardiac

Dar efectele curentului electric asupra victimei nu se reduc doar la muchii braelor. Muchiul ce controleaz plmnii i inima (diafragma toracic) poate fi i el blocat de efectul curentului electric. Chiar i curenii mult prea slabi pentru a induce n mod normal tetanosul sunt suficieni pentru a da peste cap semnalele celulelor nervoase n aa msur nct inima s nu mai funcioneze corect ducnd la o condiie cunoscut sub numele de fibrilaie.

Inima aflat n fibrilaie mai mult trepideaz dect bate, i este ineficient n pomparea sngelui spre organele vitale din organism. n orice caz, n urma unui curent electric suficient de mare prin corp, exist posibilitatea decesului prin asfixiere sau stop cardiac. n mod ironic, personalul medical folosete un oc electric aplicat deasupra pieptului victimei pentru a porni inima aflat n fibrilaie.

Curentul alternativ este mai periculos dect cel continuu

Modul n care curentul alternativ afecteaz corpul viu depinde n mare msura de frecven. Frecvenele joase (50 i 60 Hz, folosite n Europa, respectiv SUA) sunt mai periculoase dect frecvenele nalte, iar curentul alternativ este de pn la cinci ori mai periculos dect curentul continuu la aceeai valoarea a curentului i a tensiunii. Curentul alternativ de frecven joas produce o contracie ndelungat a muchilor (tetanie, sau spasm muscular intermitent) ce blocheaz mna pe sursa de curent electric prelungind timpul de expunere la efectele acestuia. Curentul continuu este mult mai probabil s cauzeze doar o singur contracie, ce permite adesea victimei s se ndeprteze de locul pericolului.

Curentul alternativ, prin natura sa, tinde s duc pacemaker-ul inimii ntr-o stare de fibrilaie, n timp de curentul continuu tinde doar s opreasc inima. Odat ce ocul electric nceteaz, este mult mai uor de repornit o inim blocat dect una aflat n stare de fibrilaie. Acesta este i motivul pentru care echipamentul de defibrilaie folosit de personalul medical de urgena funcioneaz: ocul de curent produs de echipament este sub form de curent continuu i are ca i efect oprirea fibrilaiei inimii pentru a permite inimii s revin la normal.

Oricare ar fi cazul, curenii electrici suficieni de mari pentru a cauza contracia involuntar a muchilor sunt periculoi i trebuie evitai cu orice pre.

2. Drumul curentului n cazul electrocutrii

Pentru apariia electrocutrii sunt necesare dou puncte de contact

Dup cum am vzut deja, deplasarea continu a electronilor necesit prezena unui circuit nchis. Acesta este motivul pentru care ocul electric datorat electricitii statice este doar de moment: deplasarea electronilor este de scurt durat, pn cnd se reface echilibrul electric dintre cele dou obiecte. Aceste tipuri de ocuri limitate sunt rareori periculoase.

Fr existena a dou puncte pe corp necesare intrrii i ieirii curentului, nu exist riscul electrocutrii. Din acest motiv psrile pot sta pe liniile de nalt tensiune fr a suferi nicio electrocutare: contactul ntre acestea i circuit se realizeaz doar ntr-un singur punct electric.

Pentru ca electronii s circule printr-un conductor, este necesar prezena unei tensiuni pentru motivarea lor. Tensiunea electric este tot timpul relativ ntre dou puncte. Nu exist tensiune la sau pe un anumit punct dintr-un circuit; prin urmare, nu exist nicio tensiune aplicat psrii ce face contact cu circuitul n exemplul de mai sus ntr-un singur punct, prin urmare, nu exist nici curent. Da, chiar dac aceasta atinge circuitul cu ambele picioare, totui, ele ating acelai fir comun din punct de vedere electric. Din moment ce picioarele psrii ating acelai fir electric comun, nu exist diferen de potenial (tensiune) ntre cele dou puncte i nu exist nici curent.

Electrocutarea datorit nchiderii circuitului prin mpmntare

Aceste consideraii pot duce la formarea prerii (greite!) c nu putem fi electrocutai prin atingerea unui singur fir electric. Spre deosebire de psri, oamenii stau de obicei pe suprafaa pmntului atunci cnd ating un fir prin care trece curent electric. Adesea, o parte din sistemul de alimentare este conectat intenionat la pmnt, iar persoana ce atinge un singur fir, realizeaz de fapt contactul ntre dou puncte din circuit (firul i mpmntarea).

mpmntareaSimbolul mpmntrii (legrii la pmnt) este setul de trei linii orizontale cu lungimi descresctoare, aflat n partea stng-jos a circuitului de mai sus, precum i la piciorul persoanei curentate. n realitate, sistemul de mpmntare a sistemelor de alimentare const dintr-un conductor metalic ngropat n pmnt la o adncime mare pentru un contact maxim cu acesta. Acel conductor este conectat la rndul su ntr-un punct din circuit. Conectarea victimei la pmnt (mpmntare) se realizeaz prin piciorul acesteia, datorit faptului c acesta atinge pmntul.

Cteva ntrebri sunt binevenite:

Dac prezena unui punct de mpmntare n circuit poate duce la electrocutarea unei persoane, de ce l avem n circuit n primul rnd? Nu ar fi mai sigur un circuit fr mpmntare?

Persoana electrocutat probabil c nu este descul. Dac cauciucul i materialele din care este realizat nclmintea sunt materiale izolatoare, atunci de ce aceasta nu protejeaz persoanele electrocutate prin mpiedicarea formrii unui circuit nchis

Ct de bun conductor electric poate s fie pmntul? Dac putem fi electrocutai datorit curgerii curentului prin pmnt, de ce s nu folosim pmntul ca i conductor n circuitele noastre de putere?

Motivul legrii la pmnt a circuitelor (mpmntarea)

Ct privete prima ntrebare, prezena unui punct de mpmntare intenional asigur c cel puin contactul cu o parte din circuit este sigur. Dac persoana din cazul precedent ar fi s ating partea de jos a rezistorului, aceasta nu s-ar electrocuta, chiar dac picioarele sale vin n contact cu pmntul.

Deoarece partea de jos a circuitului este conectat la mpmntare n partea stng, conductorul din dreapta jos este comun din punct de vedere electric cu acesta, atunci cnd este atins precum n figura de mai sus. Din moment ce nu poate exista o diferen de potenial (tensiune) ntre dou puncte comune, asupra persoanei ce vine n contact cu firul nu va fi aplicat nicio tensiune iar aceasta nu va suferi niciun oc electric. Din acelai motiv, firul ce conecteaz circuitul la mpmntare nu are de obicei izolaie; orice obiect metalic ce vine n contact cu acesta se va transforma ntr-un punct electric comun cu pmntul, eliminnd orice pericol de electrocutare.

Legarea unui circuit la pmnt asigur faptul c exist cel puin un punct din circuit care dac este atins nu duce la electrocutare.

Defectul de mpmntare

Dar dac nu am lega circuitul deloc la pmnt? Nu ar nseamna acest lucru c atingerea oricrui fir ar fi la fel de sigur? Ideal, da. Practic ns, nu. S observm ce se ntmpl fr niciun fel de mpmntare.

n ciuda faptului c picioarele persoanei vin n contact direct cu pmntul, atingerea oricrui punct din circuit este sigur. Din moment ce nu se formeaz un drum complet/nchis prin corpul persoanei, nu este posibil trecerea niciunui curent prin corpul acesteia.

Totui, toate acestea se pot schimba radical n momentul formrii unei legturi accidentale cu pmntul, precum atingerea liniilor de nalt tensiune de ctre o creang ce duce la formarea unei legturi directe cu pmntul.

O asemenea conexiune accidental dintre conductorul circuitului i pmnt poart numele de defect de mpmntare. Cauzele defectelor de mpmntare pot fi numeroase i prin urmare nu pot fi luate toate n considerare la proiectarea liniilor electrice.

n cazul copacilor, este imposibil de prezis firul de contact accidental. Dac contactul se realizeaz ntre firul de sus, atunci aceste poate fi atins n siguran; dac n schimb contactul se realizeaz ntre copac i firul de jos, atunci atingerea acestui fir este cea care nu prezint riscul electrocutrii, adic exact invers fa de cazul precedent.

Precum am spus i mai sus, ramurile copacilor sunt doar o surs potenial ale defectelor de mpmntare. S considerm un circuit neconectat la pmnt, fr niciun contact accidental dintre copac i pmnt, dar de data aceasta avem doi oameni ce ating circuitul n dou puncte cu poteniale diferite.

n acest caz, contactul fiecrei persoane cu pmntul asigur nchiderea circuitului prin pmnt i prin ambele persoane. Chiar dac fiecare din cele dou persoane crede c se afl n siguran n momentul atingerii punctului respectiv din circuit, atingerea lor concomitent transform situaia de mai sus ntr-un scenariu periculos. De fapt, una dintre persoane reprezint defectul de mpmntare n acest caz, ceea ce face ca atingerea conductorului de ctre cealalt persoan s fie periculoas pentru ambii.

Acesta este motivul pentru care circuitele fr mpmntare sunt periculoase: tensiunea dintre oricare punct din circuit i pmnt este imprevizibil, deoarece este posibil apariia unui defect de mpmntare n orice moment n oricare punct al circuitului. n acest scenariu, doar pasrea este sigur, deoarece nu are niciun contact cu pmntul. Prin conectarea unui punct din circuit la pmnt, putem asigura sigurana atingerii cel puin n acel punct. Dei nu reprezint o msur de siguran 100%, tot este mai mare dect lipsa complet a mpmntrii.

Purtarea nclmintei adecvate

Pentru a rspunde celei de a doua ntrebri, nclmintea cu talp de cauciuc asigur ntr-adevr o anumit protecie la electrocutare prin prevenirea nchiderii circuitului ntre victim i pmnt. Cu toate acestea, majoritatea tipurilor de nclminte nu sunt proiectate pentru asigurarea siguranei electrice, avnd n majoritatea cazurilor o talp prea subire sau dintr-un material neadecvat.

De asemenea, orice umezeal, mizerie sau sruri conductive provenite de la transpiraie aflate pe suprafa sau ce strpung talpa nclmintei duce la compromiterea valorii izolaiei iniiale ale acesteia. Exist nclminte special conceput pentru lucrul la tensiune nalt, precum i preuri din cauciuc pentru stat, dar aceste echipamente speciale de lucru trebuiesc meninute uscate i ntr-o stare perfect de curenie pentru a-i dovedi eficiena.

n concluzie, nclmintea obinuit nu este o garania a proteciei la electrocutare atunci cnd intrm n contact cu un circuit electric.

Cercetrile efectuate asupra rezistenei contactului dintre corpul uman i pmnt au relevat aproximativ urmtoarele valori:

Contact prin intermediul minii sau piciorului protejat prin izolaie de cauciuc: 20 M

Contact prin intermediul piciorului protejat cu nclminte de piele (uscat): ntre 100 k i 500 k

Contact prin intermediul piciorului protejat cu nclminte de piele (ud): ntre 5 k i 20 k

Din cele de mai sus reiese c, fa de piele, cauciucul este un material izolator mult mai bun, iar prezena apei ntr-un material poros precum pielea, reduce semnificativ rezistena electric a acestuia.

Pmntul nu este un foarte bun conductor

Ca s rspundem i la a treia ntrebare, pmntul nu este un conductor foarte bun, cel puin nu atunci cnd este uscat. Acesta este un conductor mult prea slab pentru a putea susine un curent continuu pentru alimentarea unei sarcini. Totui, pentru accidentarea sau decesul unei persoane este suficient chiar i o cantitate foarte mic de curent, prin urmare chiar i conductivitatea slab a pmntului poate fi suficient pentru apariia situaiilor periculoase.

Unele suprafee de pmnt sunt materiale izolatoare mai bune dect altele. Asfaltul de exemplu, fiind o substan n mare parte uleioas, prezint o rezisten mult mai mare dect majoritatea tipurilor de piatr sau pmnt. Betonul pe de alt parte, posed o rezisten electric mic datorit coninutului su de ap i electrolit.

3. Legea lui Ohm (reconsiderare)

Curentul electric i electrocutarea

n cadrul teoriei proteciei la electrocutare este rostit adeseori fraza: Nu tensiunea omoar, ci curentul! Dei exist o urm de adevr n aceast zical, trebuie s nelegem mult mai multe despre pericolul electrocutrii dect att.

Principiul conform cruia curentul omoar este n esen corect. Curentul electric este cel responsabil de arderea esuturilor, blocarea muchilor i intrarea inimii n fibrilaie. Totui, curentul electric nu poate exista singur: trebuie s existe o anumit cdere de tensiune pentru motivarea deplasrii electronilor prin corpul victimei. Corpul persoanei are i el o anumit rezisten electric, rezisten ce trebuie luat de asemenea n considerare.

Conform legii lui Ohm, curentul este egal cu raportul dintre tensiune i rezisten:

Rezistena corpului victimei

Cantitatea de curent printr-un corp este egal cu raportul dintre valoarea tensiunii aplicate ntre dou puncte distincte de pe corp i rezistena electric oferit de acesta ntre cele dou puncte. Evident, cu ct valoarea tensiunii disponibile pentru mpingerea electronilor este mai mare, cu att acetia se vor deplasa mai uor (curent mai mare) pentru aceeai valoare a rezistenei.

De aici rezult i pericolul tensiunii nalte: tensiunea nalt nseamn un potenial mai mare de trecere a unor cantiti mari de curent prin corp. Invers, cu ct corpul ofer o rezisten electric mai mare mpotriva curentului, cu att deplasarea electronilor este mai lent (curent mai mic). Pericolul tensiunii se datoreaz pn la urm valorii rezistenei totale disponibile n circuit pentru mpiedicarea transferului de electroni prin corp.

Rezistena corpului nu este nici ea o valoarea fix. Aceasta variaz de la o persoan la alta i nu este aceeai de-a lungul timpului. Dintre factorii ce afecteaz rezistena total a unei persoane se numr procentul de grsime i gradul de hidratare al organismului.

Rezistena organismului depinde i de modul de realizare al contactului dintre fir i piele: ntre cele dou mini, ntre mn i picior, ntre cele dou picioare, ntre picior i cot, etc. Sudoarea, fiind un lichid bogat n sruri i minerale, este un conductor excelent de electricitate. La fel este i sngele. Prin urmare, contactul realizat cu o mn transpirat sau o ran deschis va reduce substanial valoarea rezistenei disponibile.

Dac msurm rezistena electric ntre cele dou mini, valoarea indicat de un multimetru va fi de aproximativ un milion de ohmi (1 M) (innd cele dou sonde, fiecare ntr-o mn). Multimetrul indic o rezisten mai mic dac strngem puternic sondele n mn dect atunci cnd le inem uor.

Efectele curenilor asupra corpului uman

Care este valoarea pentru care curentul este periculos? Rspunsul la aceast ntrebare depinde i el de civa factori. Fiecare corp este diferit din punct de vedere chimic, iar acest lucru duce la reacii diferite la trecerea aceluiai curent prin dou corpuri diferite. n ciuda acestor diferene, de-a lungul timpului s-au stabilit unele valori cu ajutorul testelor ce indic efectele curentului electric asupra organismului. Toate valorile curenilor sunt date n miliamperi (1 mA = 0.001 A) (C.A. = curent alternativ):

EFECT ASUPRA CORPULUI CURENT CONTINUU C.A (60 Hz) C.A. (10 kHz)

--------------------------------------------------------------------------

Senzaia uoar Brbai = 1.0 mA 0.4 mA 7 mA

de gdilire Femei = 0.6 mA 0.3 mA 5 mA

--------------------------------------------------------------------------

Pragul de Brbai = 5.2 mA 1.1 mA 12 mA

percepie Femei = 3.5 mA 0.7 mA 8 mA

--------------------------------------------------------------------------

Apariia durerii, Brbai = 62 mA 9 mA 55 mA

dar se poate menine Femei = 41 mA 6 mA 37 mA

controlul voluntar

al muchilor

--------------------------------------------------------------------------

Apariia durerii, Brbai = 76 mA 16 mA 75 mA

victima nu poate lsa Femei = 51 mA 10.5 mA 50 mA

firul din mn

--------------------------------------------------------------------------

Durere sever, Brbai = 90 mA 23 mA 94 mA

apar dificulti Femei = 60 mA 15 mA 63 mA

de respiraie

--------------------------------------------------------------------------

Posibilitatea Brbai = 500 mA 100 mA

apariiei fibrilaiei Femei = 500 mA 100 mA

inimii dup 3 secunde

--------------------------------------------------------------------------

Atenie, aceste date sunt doar aproximative, pentru c fiecare individ s-ar putea s reacioneze diferit la trecerea curentului prin organism. S-a sugerat chiar, c o valoarea a curentului de doar 17 mA (0,017 A!) este suficient n anumite condiii pentru inducerea fibrilaiei inimii atunci cnd este aplicat de-a lungul pieptului.

Rezistena i pericolul electrocutrii

S presupunem de exemplu c am prinde terminalele unei surse de tensiune alternativ la o frecven de 60 Hz cu ambele mini. Care este valoarea tensiunii necesare pentru a produce un curent de 20 mA (suficient pentru a face imposibil desprinderea voluntar de pe fir) n condiiile n care pielea este uscat i curat? Folosim pentru a determina aceast valoare:

inei minte c aceasta este situaia cea mai favorabil victimei (piele curat i uscat) din punct de vedere al siguranei electrice, iar valoarea tensiunii de 20 kV este valoarea necesar inducerii tetanosului. Pentru cauzarea unui oc electric dureros, este suficient o valoare mult mai mic a tensiunii! De asemenea, inei minte c efectele fiziologice ale curentului electric variaz n mare msur de la o persoan la alta, iar aceste valori calculate sunt doar aproximri.

Transpiraia minilor scade rezistena electric a corpuluiDac ne udm pe mini pentru a ncerca s simulm transpiraia, rezisten electric dintre cele dou mini scade pn la o valoare de aproximativ 17.000 de ohmi (17 k) (ncercai s folosii un multimetru n diferite scenarii pentru calcularea rezistenei electrice dintre diferite puncte ale corpului dumneavoastr!), atingnd cu doar un deget fiecare dintre cele dou sonde. O recalculare a tensiunii necesare inducerii unui curent de 20 mA, duce la urmtorul rezultat:

n aceast situaie realist, este nevoie de o cdere de tensiune de doar 340 de voli ntre cele dou mini pentru a induce un curent de 20 mA (vedei tabelul efectelor curentului asupra corpului).

Inelele sau brrile purtate pe mn se pot dovedi periculoaseTotui, este posibil apariia unui oc electric la o tensiune mult mai mic dect aceasta. n cazul n care rezistena electric a corpului scade i mai mult datorit contactului cu un inel purtat pe deget (un inel din aur n jurul degetului reprezint un contact excelent pentru apariia ocului electric), sau cu o suprafa de contact cu un corp metalic mare precum o eav sau mnerul unei scule de lucru, valoarea rezistenei poate scdea pn la valori n jurul a 1.000 de ohmi (1 k), caz n care chiar i o tensiune joas prezint un risc crescut de electrocutare:

n aceast situaie, sunt suficieni 20 V pentru producerea unui curent de 20 mA prin corpul victimei, suficient pentru inducerea tetanosului. Lund n considerare faptul c, teoretic, 17 mA sunt suficieni pentru inducerea fibrilaiei inimii, o rezisten electric de 1 k ntre cele dou mini face ca o cdere de tensiune de doar 17 V s fie extrem de periculoas

aptesprezece voli nu este o valoare foarte mare din punct de vedere al reelelor electrice. Desigur, aceasta este situaia cea mai proast posbil, cu o tensiune alternativ la 60 Hz i conductivitate excelent a corpului, dar utilitatea ei const n exemplificarea faptului c o tensiune foarte mic se poate dovedi periculoas n anumite condiii i situaii.

nghearea victimei pe fir

Nu este necesar ca aceste condiii de realizare a rezistenei electrice de 1 k s fie att de extreme precum a fost prezentat mai sus. Rezistena corpului poate scdea odat cu aplicarea tensiunii (n special dac tetanosul face ca victima s strng i mai bine conductorul n mn), astfel nct cu o tensiune constant, severitatea unui oc electric se poate agrava n timp dup contactul iniial. Ceea ce ncepe ca un oc uor - suficient pentru a nghea victima pe fir, astfel nct s nu-l poat lsa din mn - se poate transforma ntr-un oc suficient de sever pentru a cauza decesul pe msur ce rezistena corpului scade iar curentul corespunztor crete.

Variaia rezistenei corpului uman

Urmtoarele seturi de date au fost prelevate prin intermediul cercetrilor asupra valorilor rezistenei corpului ntre diferite puncte i condiii de contact:

----------------------------------------------------------------------------------------------------

| Scenariu | Rezistena electric | Rezistena electric |

| | (condiii uscate) | (condiii umede) |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

| Fir atins de deget | 40 k - 1 M | 4 k - 15 k |

| Fir prins n mn | 15 k - 50 k | 3 k - 5 k |

| Cleti metalici inui n mn | 5 k - 10 k | 1 k - 3 k |

| Contact cu palma minii | 3 k - 8 k | 1 k - 2 k |

| Bar metalic de 4 cm inut cu o mn | 1 k - 3 k | 0.5 k - 1,5 k |

| Bar metalic de 4 cm inuta cu ambele mini | 0.5 k - 1,5 k | 0.25 k - 0.75 k |

| Mn introdus n lichid conductor | 0.2 k - 0.5 k | |

| Picior introdus n lichid conductor | 0.1 k - 0.3 k | |

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Observai valorile rezistenei pentru scenariul contactului cu o bar groas de 4 cm. Rezistenta msurat n cazul contactului cu ambele mini este exact jumtate cazului de contact cu o singur mn.

Cu ambele mini pe bar, suprafaa de contact este de dou ori mai mare dect cu o singur mn. Aceasta este o lecie important de inut minte: rezistena electric dintre dou puncte de contact scade odat cu creterea suprafeei contactului, toi ceilali factori rmnnd constani. Dac inem bara metalic cu ambele mini, electronii au dou ci paralele de curgere dinspre bar spre corp i invers.

Conexiunea n paralel rezult tot timpul ntr-o rezisten electric total mai mic dect oricare dintre rezistenele conectate luate individual.

n industrie, valoarea de 30 V este considerat ca fiind pragul maxim de siguran; tot ce depete aceast valoare reprezint un potenial pericol de electrocutare.

Utilizarea unei singure mini

Drumul urmat de curent prin corpul uman este foarte important atunci cnd vorbim de efectele sale asupra organismului. Curentul afecteaz orice fel de esut/muchi prin care trece, i din moment ce muchii inimii i ai plmnilor sunt cei mai importani pentru supravieuire, ocurile de curent ce traverseaz pieptul trebuiesc privite ca fiind cele mai periculoase. Din aceast cauz, nchiderea circuitului prin mini (electrocutare) este cea mai probabil cauz a accidentelor i deceselor.

Pentru a veni n ntimpinarea acestor scenarii neplcute, este indicat s folosim o singur mn atunci cnd lucrm cu circuitele electrice alimentate la tensiuni ce pot pune viaa n pericol; cealalt mn se va ine departe de sursa de tensiune, preferabil n buzunar pentru a nu atinge din greeal circuitul.

Evident, cel mai sigur este s lucrm tot timpul pe un circuit electric nealimentat, dar acest lucru nu este tot timpul practic sau posibil. Pentru lucrul cu o singur mn, este indicat s folosim mna dreapt, i nu cea stng, din dou motive: majoritatea oamenilor sunt dreptaci (prin urmare ndemnarea este mai mare), iar inima este de obicei situat n partea stng sau la mijlocul pieptului. Desigur, stngacii vor folosi mna stng pentru c dei pericolul este mai mare n eventualitatea unui oc electric, ansele apariiei acestuia sunt mai mici datorit coordonrii crescute fa de mna dreapta a acestora.

Echipamente izolate electric

Contact direct

Cea mai bun protecie mpotriva electrocutrii este rezistena electric, iar aceasta poate fi adugat rezistenei corpului prin folosirea instrumentelor de lucru, echipamentelor, mnuilor i nclmintei izolate electric. Curentul prin circuit (factorul periculos la electrocutare) este raportul dintre tensiunea electric prezent i valoarea total a rezistenei n calea curgerii curentului. Valoarea total a rezistenelor conectate n serie este mai mare dect valoarea oricrei rezistene luat individual.

Persoanele ce intr n contact direct cu sursele de tensiune: curentul este limitat doar de rezistena corpului:

Utilizarea echipamentului de protecie

Circuitul echivalent pentru aceeai situaie, dar cu persoana n cauz purtnd mnui i nclminte de protecie (izolate electric).

Persoanele ce poart mnui i nclminte de protecie: curentul este limitat acum de valoarea total a rezistenei din circuit:

Deoarece curentul trebuie acum s treac prin nclminte, prin corp i prin mnui pentru a nchide circuitul spre baterie, suma tuturor acestor rezistene se opune trecerii curentului ntr-o msur mai mare dect oricare rezisten luat n parte.

Evitai liniile electrice de nalt tensiune

Sigurana este unul din motivele pentru care conductoarele electrice sunt de obicei acoperite cu izolaie de plastic sau cauciuc: pentru a crete substanial valoarea rezistenei dintre conductori i persoanele ce ar putea veni n contact cu acestea, oricare ar fi motivul. Din pcate, izolarea conductorilor din liniile electrice de nalt tensiune este mult prea scump datorit cantitii de izolaie necesar pentru protecia n caz de contact accidental; sigurana la electrocutare n acest caz este asigurat prin construirea i meninerea acestora la nlime (de aici i denumirea de linii electrice aeriene (LEA)), pentru a evita n primul rnd contactul accidental dintre acestea i persoanele neautorizate.

4. Practici de baz

Oprirea alimentrii cu energie electric

Dac este posibil, nchidei ntotdeauna alimentarea reelei electrice nainte de atingerea oricror elemente de circuit. Trebuie de asemenea asigurate toate sursele de energie nainte ca un sistem s poate fi considerat sigur. Asigurarea faptului c n circuit nu se afl energie periculoas (starea de energie zero) se face prin nlturarea energiei poteniale sau stocate din circuit.

ntreruptorul electric

Toate circuitele trebuiesc prevzute cu mecanisme de deconectare pentru asigurarea tensiunii din circuit. n unele cazuri, aceste dispozitive servesc un scop secundar n circuit, i anume, deschiderea automat a acestuia n cazul n care valoarea curentului depete valoarea nominal permis n circuit. n alte situaii, ntreruptoarele de deconectare sunt operate manual, nu automat. n ambele cazuri, acestea sunt utilizate pentru protecie i este necesar folosirea lor corespunztoare. Trebuie avut n vedere faptul c aceste dispozitive de deconectare trebuie s fie diferite fa de ntreruptoarele ce nchid i deschid circuitul n mod normal. Acestea sunt dispozitive de siguran pentru asigurarea strii de energie zero a circuitului.

Cu ntreruptorul n poziia deschis (precum n figur), continuitatea circuitului este ntrerupt i curentul din circuit este zero. Cderea de tensiune pe sarcin este i ea zero, deoarece ntreaga tensiune a sursei se regsete la bornele contactelor ntreruptorului deschis. Observai c nu este nevoie de nc un ntreruptor n partea de jos a circuitului. Datorit faptului c acea parte din circuit este conectat la mpmntare, ea este electric comun cu pmntul i nu sunt necesare msuri suplimentare de siguran.

mpmntri temporare

Pentru o siguran maxim a persoanelor ce lucreaz pe partea de sarcin a circuitului, se poate stabili o legtur temporar la pmnt a prii superioare a circuitului, pentru a ne asigura c nu este posibil n niciun fel apariia unei cderi de tensiune la bornele sarcinii.

Dup realizarea mpmntrii temporare, ambele pri ale sarcinii sunt conectate la pmnt, asigurnd o stare de energie zero la bornele acesteia.

Scurt-circuitarea temporar a sarcinii

Din moment ce existena mpmntrilor pe ambele pri ale circuitului nseamn practic scurt-circuitarea sarcinii cu un conductor, putem asigura circuitul prin exact aceast metod.

Indiferent de msura luat, ambele pri ale sarcinii se vor afla la acelai potenial, cel al pmntului, neexistnd nicio cdere de tensiune ntre oricare parte/born a sarcinii i persoanele ce lucreaz n acel loc prin intermediul pmntului. Aceast tehnic este des ntlnit atunci cnd se lucreaz la ntreinerea liniilor electrice de nalt tensiune din reeaua de distribuie a energiei electrice.

Chiar i dup luarea acestor msuri de siguran, trebuie s ne asigurm c ntr-adevr nu exist niciun fel de energie electric prezent n circuit. O modalitate este s acionm (nchidem) ntreruptorul motorului/becului/ sau oricrui alt element din circuit la care lucrm. Dac acesta pornete, nseamn c nc mai exist energie n circuit.

Folosirea aparatul de msur

n afar de asta, va trebui ntotdeauna s ne asigurm de prezen tensiunilor electrice periculoase din circuit cu ajutorul unui aparat de msur naintea atingerii directe a oricrui element sau conductor din circuit. Paii pentru asigurarea circuitului cu ajutorul aparatului de msur sunt urmtorii:

Asigurai-v c aparatul de msur folosit indic corect o cdere de tensiune cunoscut; folosii-l pentru a msura tensiunea unei bateri, de exemplu

Folosii aparatul de msur pentru determinarea prezenei oricrei tensiuni electrice periculoase din circuit, doar dup ce ai urmat pasul de mai sus

Este important s verificai nc odat funcionalitatea aparatului de msur pentru a v asigura c i acum indic valoarea corect; putei folosi aceeai baterie i n acest caz

Chiar dac aceste metode par exagerate sau chiar paranoice, cei trei pai de mai sus sunt o metod a crei eficien a fost demonstrat n practic. Exist tot timpul riscul ca aparatul de msur din dotare s fie defect chiar n momentul n care l folosii pentru determinarea tensiunilor potenial periculoase din circuit. Urmnd paii de mai sus, v putei asigura c nu suntei pclii de un aparat de msur stricat. Eventual, folosii un al doilea aparat de msur n cazul n care nu suntei absolut sigur de indicaia primului aparat.

Atingerea circuitului

ntr-un final, dup ce toate msurile de siguran au fost luate, atingerea direct a elementelor i conductorilor din circuit este permis. Atenie totui, chiar i dup ce toate msurile de siguran au fost urmate, este posibil ca nc s mai existe surse de tensiuni periculoase n circuit (dei este puin probabil). O ultim msur de precauie const n atingerea uoar i de scurt durat a circuitului cu partea anterioar a palmei nainte de prinderea oricrui element de circuit n mn. De ce? n cazul n care nc mai exist tensiune prezent ntre acel element i pmnt, atingerea acestuia duce la strngerea degetelor n pumn datorit efectului curentului electric asupra muchilor i la ndeprtarea persoanei de locul periculos. Acesta este ns ultima msur de siguran ce trebuie luat i nu prima, i nu trebuie folosit ca i metod alternativ de verificare a existenei tensiunilor periculoase n circuit.

5. Reacia n cazuri de urgen

Oprirea alimentrii cu energie electric

n ciuda tuturor msurilor de siguran luate, din cnd n cnd au loc i accidente neplcute. n majoritatea cazurilor acestea sunt urmarea nerespectrii procedurilor de siguran. Dar indiferent de natura lor, este bine ca cei ce lucreaz n domeniul sistemelor electrice s cunoasc msurile de prim ajutor ce trebuiesc acordate victimei electrocutrii.

Primul lucru atunci cnd observm o persoan ngheat pe circuit este s oprim alimentarea cu energie electric de la cel mai apropiat ntreruptor. Dac o a doua persoan vine n contact cu victima, exist riscul ca valoarea cderii de tensiune asupra ambelor persoane s fie suficient de mare pentru electrocutarea amndurora, ducnd la nghearea ambelor persoane pe circuit, nu doar a victimei iniiale.

Una dintre problemele acestei proceduri este imposibilitatea depistrii la timp a sursei de energie electric pentru salvarea victimei. Dac funcionarea inimii i respiraia victimei electrocutate sunt paralizate de curentul electric, durata de supravieuire este extrem de limitat. Dac ocul de curent este suficient de mare, carnea i organele interne ale victimei sunt fcute scrum ntr-un timp foarte scurt.

ndeprtarea victimei prin smulgere sau lovire

Dac nu se poate localiza ntreruptorul circuitului ntr-un timp suficient de scurt, se poate ncerca dezlipirea victimei de pe circuit prin smulgere sau lovire cu ajutorul unui lemn uscat(coad de mtur, de ex) sau orice alt material non-metalic, izolant, ce poate fi gsit n mprejurime. O metod bun de ndeprtare a victimei este folosirea unui prelungitor electric plasat n jurul corpului victimei i tragerea acesteia din preajma circuitului. inei minte c victima va strnge conductorul cu toat fora, prin urmare tragerea i dezlipirea acesteia de pe circuit nu va fi deloc uoar!

Acordarea ajutorului medical

Dup ndeprtarea victimei de la sursa de energie electric, cea mai mare problem din punct de vedere medical este respiraia i circulaia (pulsul). Pentru a preveni de-oxigenarea victimei, se vor aplica metodele de resuscitare cardio-pulmonara (RCP), dac salvatorul le cunoate, pn la sosirea unui echipaj medical specializat.

Dac victima este contient, aceasta trebuie inut pe loc pn la sosirea unui echipaj medical specializat la locul accidentului. Exist posibilitatea cderii victimei ntr-un oc fiziologic - o situaie n care circulaia sngelui nu este suficient, situaie diferit de cea a ocului electric - prin urmare, temperatura i confortul victimei trebuie s fie o prioritate. Este posibil ca un oc electric iniial insuficient pentru a cauza ntreruperea imediat a btii inimii, s cauzeze probleme i s duc la un infarct cteva ore mai trziu; victima va trebui s fie foarte atent la condiia ei general dup incident, ideal, sub supraveghere.

6. Surse poteniale de pericol

Scopul identificrii pericolelor poteniale

Cu siguran c exist un adevrat pericol de electrocutare atunci cnd lucrm ntr-un circuit electric. Totui, posibilitatea apariiei electrocutrii depete aceast grani datorit rspndirii aparatelor electrice n jurul nostru.

Dup cum am vzut, rezistena electric a corpului i a pielii este un factor foarte important atunci cnd vorbim de pericolul electrocutrii. Cu ct rezistena corpului este mai mare, cu att pericolul apariiei unui curent periculos pentru aceeai valoare a tensiunii este mai sczut, i invers.

Nu folosii aparate i dispozitive electrice n baie

Cea mai sigur modalitate de descretere a rezistenei pielii este udarea acesteia. Atingerea dispozitivelor electrice cu minile sau picioarele ude sau transpirate (apa srat este un conductor electric mult mai bun dect apa dulce) este periculoas. n cas, baia este locul cel mai periculos din acest punct de vedere; din aceasta cauz se recomand ca prizele s fie montate n afara bii iar pentru descurajarea utilizrii dispozitivelor electrice deasupra czii, chiuvetei sau a duului. Nu folosii niciodat telefoane (fixe sau mobile), radiouri, casetofoane, laptop-uri sau orice alte dispozitive electrice, alimentate fie direct de la reeaua de alimentare sau cu baterii, n incinta bii.

Tiai captul prelungitoarelor defecte pentru evitarea electrocutrilor

O alt surs potenial de pericol o reprezint prelungitoarele electrice folosite acas sau n industrie. Toate prelungitoarele trebuiesc verificate regulat; trebuie s ne asigurm c izolaia acestora nu este deteriorat sau crpat. O metod sigur de scoatere din funciune a prelungitoarelor deteriorate ce prezint risc de electrocutare este scoaterea acestora din priz i tierea prizei mascul (techer) ce se conecteaz n mod normal la priz de alimentare; n acest fel, ne putem asigura c nimeni nu va folosi acel prelungitor pn cnd nu este reparat. Aceast operaie este important mai ales n industrie, acolo unde mai muli oameni folosesc acelai echipament i nu toi cunosc pericolul la care se pot expune.

Nu punei n funciune aparate electrice defecte

Nu folosii niciodat un dispozitiv sau aparat electric dac acesta prezint probleme electrice de funcionare. Acesta trebuie scos imediat din funciune i nu trebuie refolosit pn la remedierea situaiei. La fel ca i n cazul prelungitoarelor, orice dispozitiv electric poate fi scos (temporar) din funciune prin tierea cablului de alimentare dup deconectarea din circuit (tierea techerului).

Evitai liniile electrice czute la pmnt i stlpii de nalt tensiune

Liniile electrice czute la pmnt sunt un real pericol de electrocutare i trebuiesc evitate n toate cazurile. Tensiunile prezente ntre liniile de alimentare sau ntre o linie de alimentare i pmnt sunt n mod normal foarte mari. Dac o linie electric se rupe iar conductorul metalic cade la pmnt, rezultatul imediat este producerea arcurilor electrice (scntei) suficient de puternice pentru smulgerea bucilor de ciment sau asfalt. Intrarea n contact cu o linie electric alimentat czut la pmnt este moarte sigur, dar exist i alte pericole ce nu sunt aa de evidente.

Cnd o linie atinge pmntul, circuitul electric se nchide prin pmnt, ceea ce duce la apariia unui curent prin acesta pn la cel mai apropiat punct de mpmntare din sistem.

Pmntul, fiind un conductor (chiar dac unul prost), va conduce curentul ntre linia czut la pmnt i cel mai apropiat punct de mpmntare, reprezentat de un conductor ngropat n pmnt pentru un contact ct mai bun. Datorit faptului c pmntul este un conductor electric mult mai slab dect conductoarele electrice de pe stlpi, majoritatea cderii de tensiune se va regsi ntre punctul de contact al cablului czut la pmnt i conductorul folosit pentru mpmntare; cderea de tensiune n lungul cablului electric va fi mult mai mic (cifrele din figur sunt foarte aproximative).

Dac distana dintre punctul de contact al liniei cu pmntul i locul mpmntrii este mic, atunci va exista o cdere mare de tensiune pe o distan relativ scurt. Prin urmare, o persoan ce st pe pmnt ntre aceste dou puncte este n pericol de electrocutare datorit diferenei de potenial dintre picioarele sale ( Curentul alege calea cea mai puin rezistent din punct de vedere electric).

Din nou, aceste cifre sunt foarte aproximative, dar ilustreaz foarte bine principiul conform cruia o persoan poate deveni victim a electrocutrii datorit unei linii electrice czute la pmnt fr s intre n contact direct cu aceasta!

Contactul cu pmntul

Un mod de a evita acest tip de electrocutare este ca atunci cnd observm o linie electric czut la pmnt s facem contact cu pmntul doar ntr-un singur punct; acest lucru l putem realiza alergnd (cnd alergm, doar un singur picior atinge pmntul deodat), sau, dac nu avem unde fugi, s stm ntr-un singur picior.

Desigur, dac putem s o facem, alegatul este cea mai bun opiune. Eliminnd contactul n dou puncte cu pmntul, nu va exista o diferen de potenial i nici o cdere de tensiune asupra corpului pentru pentru apariia unui potenial curent periculos prin organism.

7. Proiectarea aparatelor electrice

Conductorul de faz i conductorul neutru

Odat cu realizarea mpmntrii circuitului, cel puin un punct din circuit este comun cu pmntul i prin urmare nu prezint niciun risc de electrocutare. ntr-un sistem electric simplu, format din dou fire, conductorul conectat la mpmntare se numete neutru, iar conductorul aflat sub tensiune se numete faz.

Atingerea neutrului i a fazei

n ceea ce privete sursa de alimentare i sarcina propriu-zis, existena punctului de mpmntare nu are niciun efect asupra funcionrii circuitului. Acesta exist doar pentru sigurana persoanelor ce intr n contact cu circuitul, i nseamn o cderea de tensiunea de 0 voli ntre circuit i pmnt, tensiune la care atingerea circuitului este sigur. Conductorul aflat sub tensiune, n schimb, poate produce electrocutarea persoanelor ce vin n contact cu acesta n cazul n care alimentarea cu energie electric nu este ntrerupt n prealabil.

Este bine de neles aceast diferen de pericole ntre cei doi conductori ntr-un circuit electric simplu. Urmtoarele ilustraii sunt realizate pe baza unui circuit electric de apartament/cas tipic (folosind curentul continuu n acest caz pentru simplitatea prezentrii, i nu curent alternativ).

Carcase metalice neconectate la mpmntare

Dac lum, de exemplu, un aparat electric, precum un prjitor de pine, cu o carcas metalic, putem observa c teoretic acesta nu ar trebui s prezinte niciun pericol de electrocutare n cazul n care funcioneaz corespunztor. Firele metalice din interiorul aparatului ce conduc curentul spre elementul de nclzire sunt izolate fa de carcasa metalic, precum i ntre ele, cu un material plastic sau de cauciuc.

Totui, n cazul n care unul dintre firele existente n interiorul aparatului vine n contact direct cu carcasa metalic, potenialul electric al acesteia va fi egal cu cel al firului, iar atingerea carcasei va fi n acest caz la fel de periculoas precum atingerea direct a firului. Dac aceasta situaie duce sau nu la electrocutare depinde de natura firului ce atinge carcasa.

n cazul n care firul ce intr n contact cu carcasa metalic este faza (firul aflat sub tensiune), utilizatorul aparatului se afl ntr-un real pericol. Pe de alt parte, dac neutrul este cel ce atinge carcasa metalic, nu exist niciun pericol de electrocutare.

Utilizarea prizelor polarizate

Pentru a se asigura c primul caz este mai puin probabil dect cellalt, se ncearc n general proiectarea aparatelor electrice astfel nct riscul ca faza s intre n contact direct cu carcasa metalic s fie minim. Totui, aceast msur preventiv este eficient doar n cazurile n care polaritatea prizei poate fi garantat. Dac polaritatea acesteia poate fi inversat, atunci firul ce intr n contact cu carcasa poate la fel de bine s fie cel aflat sub tensiune.

Aparatele electrice proiectate astfel se folosesc la prizele polarizate, un picior al conectorului fiind mai lat iar cellalt mai ngust (prizele sunt i ele construite n acest fel). Prin urmare, conectorul nu poate fi introdus invers n priz, iar identitatea firelor din interiorul aparatului poate fi asigurat n acest fel. Acest lucru nu are niciun efect asupra funcionrii aparatului, ci servete doar ca i mijloc de siguran n utilizare.

Aparate electrice dublu izolate

O alt metod este realizarea carcasei exterioare a aparatului dintr-un material non-conductor. Astfel de aparate se numesc dublu-izolate, deoarece carcasa servete ca i izolaie adiional pe lng cea oferit de conductori. Dac se ntmpl ca un fir din interiorul aparatului s intre n contact cu carcasa, aceasta nu prezint niciun pericol de electrocutare pentru utilizator.

Conectarea direct a carcasei metalice la mpmntare

Iar o alt metod const n meninerea carcasei metalice, dar i adugarea unui al treilea conductor ntre punctul de mpmntare i carcasa metalic pentru asigurarea unei legturi directe i sigure ntre aceasta i pmnt.

Al treilea contact al conectorului prezent la captul cablului de alimentare asigur o conexiune direct ntre carcasa metalic a aparatului i pmnt. Cele dou puncte fiind n acest caz electric comune, nu poate exista nicio cdere de tensiune ntre ele. Dac firul aflat sub tensiune (faza) atinge accidental carcasa metalic, se va produce un scurt-circuit prin sursa de tensiune i firul de mpmntare, scurt-circuit ce va declana dispozitivele de protecie la supracurent. Utilizatorul aparatului se va afla n sigurana n tot acest timp.

Datorit acestui lucru, nu ndeprtai niciodat al treilea contact al prizei n cazul n care dorii s introducei un conector fr mpmntare ntr-o priz cu mpmntare. Aparatul va funciona n continuare fr nicio problem, dar, prin ndeprtarea acestui contact, nu va mai exista nicio legtur direct ntre carcasa metalic a aparatului i pmnt, existnd astfel un real pericol de electrocutare pentru persoanele ce vin n contact direct cu carcasa aparatului n cazul apariiei defectelor.

Detectarea diferenei de curent ntre faz i neutru

Asigurarea mpotriva electrocutrii se poate realiza i n alt parte, nu doar asupra aparatului electric.

n cazul unui aparat electric ce funcioneaz corespunztor, precum n figura de mai sus, valoarea curentului msurat prin faz ar trebui s fie exact aceeai cu valoarea curentului msurat prin neutru, datorit faptului c exist o singur cale pentru deplasarea electronilor. Dac nu exist nicio defeciune n interiorul aparatului, nu exist niciun pericol de electrocutare.

n schimb, dac faza atinge accidental carcasa metalic, va exista un curent prin persoana electrocutat i prin pmnt, ce reduce curentul prin neutru i amplific valoarea sa prin faz, ducnd la o diferen de curent ntre cele dou.

Diferena de curent ntre cei doi conductori, faz i neutru, va exista doar n cazul existenei unui curent prin mpmntare, caz n car exist o defeciune n sistem. O astfel de diferen a valorilor curenilor poate fi folosit pentru detectarea defeciunilor i a existenei pericolului de electrocutare. Dac folosim un dispozitiv pentru msurarea diferenei de curent dintre cei doi conductori, existena acesteia poate fi folosit pentru deschiderea unui ntreruptor i nchiderea alimentrii cu energie electric de la reea i prevenirea electrocutrii.

8. Utilizarea aparatelor de msur multimetrul

Multimetrul

Utilizarea corect i n condiii de siguran a unui aparat de msur este o deprindere extrem de important pentru orice electrician sau electronist. Aceast utilizare prezint un anumit risc de electrocutare datorit tensiunilor i curenilor prezeni n circuitul de msurat. Din aceast cauz, trebuie acionat foarte atent atunci cnd utilizm aparatele de msur.

Cel mai utilizat aparat de msur electric poart numele de multimetru. Denumirea vine de la faptul c aceste aparate sunt capabile s msoare o plaj larg de variabile, precum tensiune, curent, rezisten i altele. n minile unei persoane competente, multimetrul reprezint un instrument de lucru eficient dar i un dispozitiv de protecie. n minile unei persoane ignorante sau neatente, acesta poate deveni o real surs de pericol la conectarea ntr-un circuit alimentat.

Prezentarea general a unui multimetru

Cu siguran c exist o multitudine de modele, fiecare cu caracteristici diferite, totui, multimetrul prezentat aici este unul general, utilizat pentru prezentarea principiilor sale de baz.

Putem observa c afiajul este digital, din acest motiv, acest tip de multimetru mai poart numele de multimetru digital. Selectorul rotativ (setat pe poziia Off (nchis) n acest caz) se poate gsi n 5 poziii diferite: 2 poziii V (tensiune), 2 poziii A (curent), i o poziie (rezisten). De asemenea, poziia marcat cu o pereche de linii orizontale, paralele, una continu i cealalt ntrerupt, reprezint curentul continuu, iar poziia reprezentat cu ajutorul unei forme de und sinusoidale, reprezint curentul alternativ. Cu alte cuvinte, intern, multimetrul utilizeaz metode diferite pentru msurarea curentului i a tensiunii n curent continuu respectiv curent alternativ, de aici i necesitatea existenei a dou poziii pentru fiecare dintre cele dou variabile.

Pe suprafaa multimetrului exist trei prize n care putem introduce sondele de test. Sondele nu sunt altceva dect conductori speciali utilizai pentru realizarea legturii dintre circuit i multimetru. Conductorii sunt acoperiii de o izolaie colorat, neagr sau roie, pentru a preveni contactul direct, iar vrfurile sunt ascuite i rigide.

Sonda neagr va fi tot timpul introdus n priza neagr a multimetrului, cea marcat cu COM (comun). Sonda roie va fi introdus fie n priza marcat pentru tensiune i rezisten (V ) sau n cea pentru curent (A), n funcie de ce variabil dorim s msurm.

Utilizarea multimetrului - exemple

Msurarea unei tensiuni de curent continuu

Primul exemplu const din msurarea unei tensiuni de c.c. la bornele unei baterii. Observai prizele la care sunt conectate cele dou sonde ale multimetrului (V i COM) i faptul c selectorul este setat pe V n curent continuu.

Msurarea unei tensiuni de curent alternativ

Singura diferena const n schimbarea poziiei selectorului pe poziia V n curent alternativ. Din moment ce efectum tot o msurtoare de tensiune, sondele multimetrului vor rmne conectate n aceleai prize.

Surse de pericol

n ambele cazuri de mai sus, este extrem de important s nu atingem vrfurile celor dou sonde ntre ele, atunci cnd acestea se afl n contact cu punctele lor respective din circuit. Dac acest lucru are loc, se va forma un scurt-circuit, lucru pe care nu-l dorim.

Msurarea tensiunilor este probabil cea mai utilizat funcie a unui multimetru. Este cu siguran cea mai folosit metod pentru asigurarea mpotriva electrocutrilor, i din acest motiv, trebuie foarte bine neleas de ctre utilizatorul acestuia. Fiindc tensiunea este tot timpul relativ ntre dou puncte, aparatul de msur trebuie s fie conectat ntre dou puncte din circuit pentru a putea oferi un rezultat satisfctor. Acest lucru nseamn c ambele sonde trebuie inute de minile utilizatorului pentru crearea contactelor. Dar tim deja c cea mai periculoas cale pentru curent, n cazul electrocutrilor, este ntre cele dou mini, deoarece curentul n acest caz trece direct prin inim; din aceast cauz, o astfel de msurtoare reprezint tot timpul un potenial pericol.

Dac izolaia sondelor este deteriorat sau crpat, degetele utilizatorului pot intra n contact direct cu conductorii de curent n timpul msurtorilor. Dac putem folosi doar o singur mn pentru ambele sonde, aceasta ar fi cea mai sigur metod de efectuare a msurtorilor. Cteodat este posibil agarea uneia dintre sonde pe circuit, nefiind nevoii s o mai inem n mn; acest lucru reprezint o reducere a pericolului electrocutrii. Pentru aceast operaie, exista accesorii speciale ce pot fi ataate pe vrful sondelor.

inei minte c sondele aparatului de msur sunt parte integrant a aparatului nsui. Dac avei nevoie de accesorii speciale pentru sonde, consultai catalogul productorului aparatului de msur sau cataloagele altor productori de echipamente de msur. Nu ncercai s v construii propriile sonde! Proiectarea sau realizarea lor defectuoas v pot pune ntr-un real pericol atunci cnd lucrai ntr-un circuit alimentat!

De asemenea, trebuie inut minte c multimetrele digitale realizeaz diferena dintre c.c. i c.a. Dup cum am vzut mai devreme, att tensiunile de curent continuu ct i cele de curent alternativ se pot dovedi periculoase; prin urmare, cnd folosii un multimetru pentru asigurarea unui circuit mpotriva electrocutrii, fii siguri c ai efectuat msurtorile att n c.c. ct i n c.a., chiar dac nu v-ai atepta s le gsii pe amndou!

Numrul msurtorilor necesareAtunci cnd verificm prezena unor posibile tensiuni periculoase, trebuie s lum n calcul toate punctele din scenariul respectiv.

De exemplu, s presupunem c deschidem un panou electric i gsim trei conductori ce alimenteaz o surs n curent alternativ. Oprim alimentarea prin intermediul ntreruptorului, ncercm s pornim sarcina pentru a verifica absena oricrei tensiuni i vedem c nu se ntmpl nimic. Urmtorul pas l reprezint msurarea tensiunii cu ajutorul aparatului de msur.

Prima dat verificm aparatul de msur asupra unei surse de tensiune cunoscute, pentru a ne asigura de funcionarea sa corect (priz de c.a., de exemplu). Facem acest lucru i observm ca multimetrul funcioneaz corect. Apoi, trebuie s msurm cderea de tensiune dintre aceste fire ale panoului. Dar tensiunea reprezint o valoare ntre dou puncte, prin urmare, ce puncte trebuie s lum n considerare?

Adevrul este c trebuie s msurm cderea de tensiune ntre toate combinaiile posibile, A cu B, B cu C i A cu C. Dac msurm o cdere de tensiune diferit de zero, n oricare din aceste scenarii, circuitul nu se afl ntr-o stare de energie zero. Dar asta nu e tot. Un multimetru nu va nregistra tensiunile de c.c. atunci cnd selectorul este poziionat pe c.a. i invers; prin urmare, trebuie s mai efectum un set de trei msurtori pentru fiecare din cele dou stri.

Totui, nici n acest caz nu am reuit s acoperim toate posibilitile. inei minte c tensiunile periculoase pot s apar ntre oricare dintre conductori i pmnt (n cazul de fa, carcasa metalic a panoului electric). Prin urmare, trebuie s msurm cderile de tensiune i ntre fiecare din cele trei puncte i pmnt, att n c.c ct i n c.a. Acest lucru duce numrul msurtorilor la 12, pentru un scenariu aparent simplu. Desigur, dup ce toate msurtorile au fost ncheiate, trebuie s re-testm funcionarea corect a multimetrului, prin msurarea unei cderi de tensiune cunoscute (priza, de exemplu).

Msurarea rezistenelor

n cazul msurrii rezistenelor, sondele vor rmne conectate n aceleai prize ale multimetrului ca i n cazul msurtorilor de tensiune, dar selectorul trebuie poziionat pe (vezi figura). Msurtoarea se realizeaz simplu, prin poziionarea vrfurilor celor dou sonde pe capetele libere ale rezistorilor.

Atenie ns, msurarea rezistenelor se face doar asupra componentelor nealimentate! Atunci cnd multimetrul se afl n modul rezisten, acesta se folosete de o mic baterie intern pentru generarea unui curent mic prin componentul de msurat. Prin sesizarea dificultii de trecere a curentului prin component, se poate determina rezistena acestuia. Dac exist o surs adiional de tensiune n circuitul format din aparatul de msur i componentul n cauz, msurtorile realizate vor fi greite. n cel mai ru caz, prezena unei surse adiionale de tensiune n circuit, poate duce la deteriorarea aparatului de msur.

Continuitatea firelor

Modul rezisten a unui multimetru este foarte folositor i pentru determinarea continuitii conductorilor. Atunci cnd exist un contact bun ntre vrfurile sondelor, aparatul va indica o valoare aproximativ egal cu 0 . Dac sondele nu ar prezenta nicio rezistena intern, aceast msurtoare ar da exact 0 .

Dac sondele nu se afl n contact direct una cu cealalt, sau dac sunt conectate la capetele opuse ale unui conductor ntrerupt, acesta va indica o rezisten infinit, reprezentat de obicei pe afiajul multimetrului prin prescurtarea O.L. (open loop (eng.) - circuit deschis).

Msurarea curentului cu ajutorul multimetrului

Aceasta reprezint cea mai complex i periculoas aplicaie a multimetrului. Motivul este destul de simplu: curentul de msurat trebuie s treac prin aparatul de msur, ceea ce nseamn c multimetrul trebuie integrat n circuit. Pentru a realiza acest lucru, circuitul iniial trebuie oprit, iar multimetrul conectat ntre cele dou puncte ale circuitului deschis. Pentru realizarea propriu-zis a msurtorii, selectorul trebuie s se afle n poziia A, fie n c.a., fie n c.c., iar sonda roie trebuie introdus n priza marcata cu A (vezi figura).

Urmtorul pas este deschiderea circuitului pentru a putea conecta multimetrul.

nchiderea circuitul se realizeaz apoi prin multimetru, astfel: conectm vrfurile sondelor la capetele libere ale circuitului deschis, sonda neagr la terminalul negativ al bateriei de 9 V, iar sonda roie la captul conductorului liber ce duce la bec.

Dei acest circuit, cu o surs de 9 V, este sigur din punct de vedere al electrocutrilor, n circuitele de putere aceast metod reprezint o adevrat surs de pericol.

Selectarea curentului sau a tensiunii

La modificarea poziiei multimetrului din modul curent (ampermetru) n modul tensiune (voltmetru), se ntmpl adesea s schimbm poziia de pe A pe V dar s uitm sonda roie n priza A i nu n priza (V ). Dac aparatul de msur este apoi conectat la bornele unei surse de tensiune suficient de mari, rezultatul va fi un scurt-circuit prin aparatul de msur. Atunci cnd multimetrul se afl n poziia A, acesta este proiectat pentru o rezisten ntre vrfurile sondelor ce tinde practic la 0 . n poziia V, lucrurile stau exact invers, rezistena dintre vrfurile sondelor este de ordinul mega-ohmilor (M).

Pentru a preveni acest lucru, majoritatea multimetrelor produc un avertisment sonor n cazul n care sonda este introdus n priza A iar selectorul este poziionat pe V.

Verificarea siguranei fuzibile interneToate multimetrele de calitate sunt echipate cu sigurane fuzibile interne, sigurane ce se ard la trecerea unui curent excesiv prin ele, precum este cazul exemplului anterior. La fel ca toate dispozitivele de siguran, i aceste sigurane sunt proiectate n primul rnd pentru protecia echipamentului i doar apoi pentru protecia utilizatorului.

Un multimetru poate fi utilizat pentru verificarea propriei sigurane prin setarea pe poziia , iar sondele pe poziia A respectiv V . Verificarea se realizeaz prin contactul direct al celor dou sonde.

O sigurana bun va indica o rezistena foarte mic, pe cnd o sigurana ars va indica tot timpul un circuit deschis (O.L.). Valoarea msurtorii nu este de o importan foarte mare, atta timp ct este mica.

50