Gelijkstroom of wisselstroom

[koen mertens]

Wat is het gevaarlijkst?  Contact met wisselstroom of gelijkstroom en waarom?

[Jacques Schenk]

De vraag is erg algemeen gesteld en daarom lastig algemeen te beantwoorden, omdat met name de frequentie van de wisselstroom van belang is.

onderstaand tabelletje geeft wat inzicht, met name in het verschil tussen DC, ac@60Hz en AC@10Khz

BODILY EFFECT     DIRECT CURRENT (DC)    60 Hz AC     10 kHz AC
---------------------------------------------------------------
Slight sensation      Men = 1.0 mA         0.4 mA        7 mA
felt at hand(s)      Women = 0.6 mA         0.3 mA        5 mA
---------------------------------------------------------------
Threshold of          Men = 5.2 mA         1.1 mA       12 mA
perception          Women = 3.5 mA         0.7 mA        8 mA
---------------------------------------------------------------
Painful, but          Men = 62 mA           9 mA       55 mA
voluntary muscle    Women = 41 mA           6 mA       37 mA
control maintained                                          
---------------------------------------------------------------
Painful, unable       Men = 76 mA          16 mA       75 mA
to let go of wires  Women = 51 mA        10.5 mA       50 mA
---------------------------------------------------------------
Severe pain,          Men = 90 mA          23 mA       94 mA
difficulty          Women = 60 mA          15 mA       63 mA
breathing                                                    
---------------------------------------------------------------
Possible heart        Men = 500 mA        100 mA            
fibrillation        Women = 500 mA        100 mA            
after 3 seconds                                              
---------------------------------------------------------------

De vraag waarom is ook niet gemakkelijk (voor mij :-)

Het schijnt zo te zijn dat wisselstroom de pacemakercellen van het hart gemakkelijk in een status van "fibrilatie" krijgen terwijl gelijkstroom deze cellen eerder zal stilleggen.
Spontaan herstel vanuit stilstand is gemakkelijker dan  spontaan herstel vanuit een toestand van fibrilatie.

Verder is het nog zo dat een wisselstroom een piekwaarde heeft die 41% hoger ligt dan de effectieve waarde, wellicht speelt ook dat nog een rol. (een gelijkstroom van 100mA heeft een maximumwaarde van 100mA, terwijl een sinusvormige wisselstroom dan een maximum kent van 141 mA.)

[webster]

de regel die gehanteerd werd toen ik mijn opleiding deed voor electromonteur...
42V~ of 110v= is dodelijk...
of het echt zo is, hang uiteraard van meer zaken af. maar in mijn herinnering is me dit ooit geleerd.
je kan tenslotte van 1V~ met een stroom van 500A behoorlijk last hebben =) en van 240V~ met 0.001mA betrekkelijk weinig

Louis

[EHBO-er]

Spiercellen zijn gevoeliger voor stroomveranderingen dan voor gelijkstroom.

Daarnaast trekt een spiercel samen als er spanning opgezet wordt (denk maar aan kikkerproef van Volta)
En als de spanning er af gaat, dan ontspant de cel weer.
Als je er wisselspanning opzet zal de cel samentrekken ontspannen samentrekken ontspannen.

De stroom zoekt de weg van de minste weerstand, maar desondanks zal er een kleine stroom door het hart gaan.

In de ontspanningsfase van de kamers is een periode waarbij een deel van de hartcellen gevoelig is voor kleine stroompjes terwijl het ander deel dat niet is.
Hele kleine stroompjes door het hart veroorzaken in dat gebied een ongecoordineerde samentrekking van hartcellen en dat leidt tot fibrilleren.  
Wat er gebeurd als je een grote stroom (ca. 10 A) door het lichaam stuurt kun je zien bij de AED. Dan trekken alle cellen, of ze wilden of niet, in een klap samen.
Na een korte tijd zal het hart weer reageren op de sinusknoop (opluchting) als deze tenminste goed werkt.

50 - 60 hz is gevaarlijk omdat vroeg of laat de stroom door het hart gaat op het moment dat niet alle hartcellen gevoelig zijn.

Bij hoge frequenties heeft de stroom de neiging om dicht bij de buitenkant te gaan stromen. Bij hele hoge frequenties stroomt er geen stroom meer in het midden van de geleider. En het lichaam is ook een geleider waar het hart in het midden zit.

[Rolf]

Even ter info:
Als er in de meter kast een zekerings automaat zit van 16A of een grijze patroon (die is ook 16).
Dan is de krotsluitstroom vele malen hoger dan 16A dit is maar voor korte duur maar wel heel heftig!!

[EHBO-er]

Afhankelijk van de kabellengtes kan deze stroom tot meer dan 1500 A oplopen, maar zoals gezegd, in fracties van secondes.

[Leon]

Zoals hierboven al is uitgelegd is (bij gelijke spanning en stroomsterkte) wisselstroom (50Hz) gevaarlijker dan gelijkstroom. Is eigenlijk bekend welke spanning bij het opstellen van het tabel is gehanteerd?

Een leuk detail is dat juist de gevaarlijke eigenschappen van wisselstroom bij een AED worden gebruikt voor het opheffen van hartfibrilatie.

Voor de geïnteresseerden (techneuten?) onder ons die wel eens "achter de schermen" van een AED willen kijken de volgende links:

http://www.cardioversions.com/article6787.shtml

http://www.qmc.nhs.uk/Divisions/Diagnostics/MESU/Documents/pdf_webpages/Staff/Defibrillation/biphasic%20-%20understanding%20the%20differences%20-%20presentation.pdf (PDF-presentatie)

Er wordt uitgelegd hoe de electrische stromen van een AED eruitzien en waarom ze op die manier worden gebruikt.

Leon

[Jacques Schenk]

... Is eigenlijk bekend welke spanning bij het opstellen van het tabel is gehanteerd?...

Leon, de spanning is niet van belang, het gaat om de stroom.
De spanning wordt zodanig ingeregeld dat een bepaalde gewenste stroomsterkte gehaald wordt.
Welke spanning dat is wordt beplaald door de bekende wet van Ohm: spanning = stroom x weerstand

De weerstand van het lichaam varieert normaal van enkele honderen tot tienduizenden Ohms, geheel afhankelijk van de langte van het traject dat de stroom doorloopt, het soort weefsel (waar op het lichaam), vochtigheid van de huid, frequentie van de stroom etc.

De bifasische (AE)D geeft inderdaad een soort wisselstroom, maar dan met een lage frequentie en slechts 1 periode, dus dat is niet echt vergelijkbaar, je kunt het ook zien als twee gelijkstroom schokjes die direct achter elkaar in verschillende richtingen gegeven worden.

Jacques

[koen mertens]

Spiercellen zijn gevoeliger voor stroomveranderingen dan voor gelijkstroom.
Daarnaast trekt een spiercel samen als er spanning opgezet wordt (denk maar aan kikkerproef van Volta)
En als de spanning er af gaat, dan ontspant de cel weer.
Als je er wisselspanning opzet zal de cel samentrekken ontspannen samentrekken ontspannen.

Anderen vertellen me dat gelijkstroom daarom gevaarlijker is: de spanning blijft constant aanwezig, dus de spieren blijven ook constant gespannen.  Of is deze redenering verkeerd?

[Robert H]

Leon, de spanning is niet van belang, het gaat om de stroom.
De spanning wordt zodanig ingeregeld dat een bepaalde gewenste stroomsterkte gehaald wordt.
Welke spanning dat is wordt beplaald door de bekende wet van Ohm: spanning = stroom x weerstand

Spanning is wel degelijk belangrijk, geen spanning, geen stroom.

Er wordt veelal gezegd: er staat stroom OP het stopcontact, nee de spanning staat er slechts op, de stroom die gaat pas lopen op moment van opname van een bepaald vermogen !!