电的生理效应

我们中的大多数人都经历过某种形式的电“休克”，其中电会导致我们的身体经历疼痛或创伤。如果我们幸运的话，这种体验的范围仅限于通过我们的身体释放静电积聚引起的刺痛或疼痛。

当我们在能够为负载提供高功率的电路周围工作时，触电成为一个更加严重的问题，而疼痛是电击最不重要的结果。

当电流通过材料传导时，任何对电流的抵抗（电阻）都会导致能量耗散，通常以热量的形式耗散。这是电对活组织的最基本也是最容易理解的影响：电流使它升温。如果产生的热量足够，组织可能会被灼伤。

这种影响在生理上与由明火或其他高温热源造成的损害相同，不同之处在于电能够灼伤受害者皮肤下的组织，甚至灼伤内脏。

电流如何影响神经系统

电流对身体的另一个影响，可能是最显着的危害，与神经系统有关。 “神经系统”是指身体中称为神经细胞或神经元的特殊细胞网络，它们处理和传导负责调节许多身体功能的多种信号。

身体中的大脑、脊髓和感觉/运动器官共同发挥作用，使其能够感知、移动、反应、思考和记忆。

神经细胞通过充当“传感器”相互交流，产生电信号（非常小的电压和电流）以响应某些称为神经递质的化合物的输入 ，并在受到电信号刺激时释放这些神经递质。

如果足够大的电流通过生物（人类或其他生物）传导，其效果将是覆盖通常由神经元产生的微小电脉冲，使神经系统过载并阻止反射和意志信号能够被激活肌肉。由外部（冲击）电流触发的肌肉会不由自主地收缩，而受害者对此无能为力。

如果受害者用手接触带电的导体，这个问题尤其危险。负责弯曲手指的前臂肌肉往往比负责伸展手指的肌肉发育得更好，因此如果两组肌肉都因为通过人的手臂传导的电流而试图收缩，那么“弯曲”的肌肉将获胜，紧握手指变成拳头。

如果向受害者传送电流的导体面对他或她的手掌，这种握紧动作将迫使手牢牢抓住电线，从而通过确保与电线的良好接触而使情况恶化。受害者将完全无法松开电线。

在医学上，这种肌肉不自主收缩的情况称为破伤风 .熟悉这种电击效应的电工通常将无法移动的电击受害者称为“在电路上冻结”。休克引起的破伤风只能通过停止电流通过受害者来中断。

即使电流停止，受害者也可能在一段时间内无法恢复对肌肉的自主控制，因为神经递质化学已经陷入混乱。这一原理已应用于“电击枪”设备，例如泰瑟枪，其原理是通过两个电极之间传递的高压脉冲对受害者进行瞬时电击。

适当的电击具有暂时（几分钟）使受害者无法活动的效果。

然而，电流不仅能够影响休克受害者的骨骼肌。控制肺的膈肌和本身就是肌肉的心脏也可以被电流“冻结”成破伤风状态。

即使电流太低而不会诱发破伤风，通常也能扰乱神经细胞信号，使心脏无法正常跳动，使心脏进入称为颤动的状态 .颤动的心脏跳动而不是跳动，并且无法将血液泵送到身体的重要器官。

在任何情况下，窒息和/或心脏骤停导致的死亡肯定是由足够强的电流通过身体造成的。具有讽刺意味的是，医务人员使用施加在受害者胸部的强烈电流使颤动的心脏“跳动”进入正常的跳动模式。

最后一个细节将我们带入另一种电击危险，这是公共电力系统特有的。尽管我们对电路的初步研究几乎完全集中在 DC（直流电，或在电路中沿连续方向移动的电），但现代电力系统使用交流电或交流电。

电力系统中这种偏交直流的技术原因与本讨论无关，但每种电力的特殊危害对安全话题非常重要。

交流电对身体的影响很大程度上取决于频率。美国 (60 Hz) 和欧洲 (50 Hz) 家庭使用低频（50 至 60 Hz）交流电；它可能比高频交流电更危险，比相同电压和电流的直流电危险性高 3 至 5 倍。低频交流电会产生延长的肌肉收缩（手足抽搐），这可能会使手冻结在电流源上，从而延长暴露时间。 DC 最有可能引起单次痉挛性收缩，这通常会迫使受害者远离电流源。

AC 的交替性质更倾向于将心脏的起搏器神经元置于颤动状态，而 DC 往往只会使心脏静止不动。一旦休克电流停止，“冻结”的心脏比颤动的心脏更有可能恢复正常的搏动模式。

这就是急救医生使用的“除颤”设备起作用的原因：除颤器单元提供的电流震动是直流电，可以停止颤动并让心脏有机会恢复。

在任何一种情况下，高到足以引起不自主肌肉动作的电流都是危险的，应不惜一切代价避免。在下一节中，我们将了解此类电流通常如何进出身体，并研究针对此类事件的预防措施。

评论：

• 由于身体电阻上的功率耗散，电流能够在身体中产生深度和严重的烧伤。
• 破伤风 是由于外部电流通过身体而导致肌肉不由自主收缩的情况。当控制手指的肌肉不自主收缩导致受害者无法松开通电的导体时，受害者被称为“被电路冻结”。
• 隔膜（肺）和心肌同样受电流影响。即使电流太小而不会诱发破伤风，也可能会强大到足以干扰心脏的起搏器神经元，导致心脏颤动而不是强烈跳动。
• 直流电 (DC) 比交流电 (AC) 更容易引起肌肉破伤风，这使得直流电更有可能在电击情况下“冻结”受害者。然而，交流电更可能导致受害者的心脏颤动，这对于停止电击电流后的受害者来说是一种更危险的情况。