آثار فیزیولوژیک برق

اکثر ما حداقل یک بار شوک الکتریکی یا برق گرفتگی را تجربه کردیم. در این حالت عبور جریان الکتریکی از بدن ما باعث احساس درد یا آسیب دیدگی در بدن ما می⁯شود. اگر خوش شانس بوده باشید حوزه برق گرفتگی به احساس خارش یا لرزش محدود می⁯شود. اما زمانی که در حال کار کردن بر روی خطوط قدرت بالا هستیم, آثار برق گرفتگی می⁯توانند خیلی جدی⁯تر باشند به طوری که درد کم اهمیت ترین آنها محسوب می⁯شود. تشخیص عبور جریان از بدن به عوامل مختلفی از جمله ولتاژ, جریان, مدت عبور جریان, مسیر جریان در بدن, فرکانس و... بستگی دارد. اما به طور کلی آستانه تشخیص برای جریان DC, در صورتی که از دست عبور کند بین 5 تا 10 میلی آمپر و برای جریان AC با فرکانس 60 هرتز بین 1 تا 10 میلی آمپر است.

این علامت نشان دهنده وجود تأسیسات ولتاژ بلاست.

فهرست مندرجات

۱ آثار برق گرفتگی
- ۱.۱ سوختگی
- ۱.۲ تأثیر بر روی دستگاه عصبی
۲ روش⁯های معالجه به وسیله شوک الکتریکی
۳ استفاده از شوک الکتریکی به عنوان سلاح
۴ منابع

[ویرایش] آثار برق گرفتگی

عبور جریان الکتریکی از بافت⁯های زنده با توجه به جریان عبوری, نوع برق گرفتگی, مدت زمان برق گرفتگی و... می⁯تواند آثار مختلفی را در پی داشته باشد و عمق آثار نیز با توجه به هر کدام از عوامل, متفاوت خواهد بود. آثار جدی و مهم برق گرفتگی بر روی بدن جانداران و به ویژه انسان دو دسته هستند:

[ویرایش] سوختگی

زمانی که جریان الکتریکی در یک ماده جاری می⁯شود, در قسمت‌هایی که در برابر جریان مقاومت می⁯کنند اتلاف انرژی به وجود می⁯آید, این انرژی اتلاف شده معمولاً به صورت گرما آزاد می⁯شود. این ساده ⁯ترین تأثیر جریان الکتریکی بر روی بافت⁯های زنده است. جریان الکتریکی باعث افزایش حرارت در این بافت⁯ها می⁯شود و در این حالت اگر میزان حرارت به اندازه کافی زیاد باشد, بافت زنده خواهد سوخت. از نظر ظاهری این سوختگی شبیه سوختگی به وجود آمده بر اثر شعله است با این تفاوت که به علت عبور جریان از داخل بدن می⁯تواند بافت⁯های داخلی بدن مصدوم و حتی اندام⁯های حساس را نیز بسوزاند.

[ویرایش] تأثیر بر روی دستگاه عصبی

اثر دیگر عبور جریان الکتریکی از بدن که از نظر مهلک بودن می⁯توان آن را پر اهمیت ترین اثر جریان الکتریکی بر روی بدن دانست, اثار آن بر روی سیستم عصبی است. منظور از سیستم عصبی, شبکه⁯ی بین سلول⁯های عصبی یا همان نرون⁯هاست, که وظیفه آنها تنظیم فرآیندهایی است که در اعضای بدن انجام می⁯پذیرد. از جمله بخش⁯های مهم سیستم عصبی می⁯توان از مغز, نخاع و سلول⁯های حسی بدن را نام برد.

ارتباط بین سلول⁯های عصبی به وسیله جریان الکتریکی انجام می⁯پذیرد. این سلول⁯ها برای برقراری ارتباط از سیگنال⁯های الکتریکی با جریان و ولتاژ بسیار پایین استفاده می⁯کنند. به وسیله این سیگنال⁯ها دستورات از سیستم عصبی به قسمت⁯های مختلف بدن مانند ماهیچه⁯ها یا غدد درون ریز می⁯رسد. حال اگر جریان برق در بدن یک موجود زنده به اندازه کافی زیاد باشد, سیگنال⁯های الکتریکی فرستاده شده به وسیله مغز را خنثی خواهد کرد, بنابراین از ایجاد عکس⁯ العمل در بدن مصدوم جلوگیری خواهد کرد. همچنین عبور جریان الکتریکی از رگهای عصبی موجب به وجود آمدن حرکات غیر ارادی در بدن مصدوم خواهد شد به طوری که مصدوم نمی⁯تواند هیچ اقدامی در مدت برق گرفتگی انجام دهد. این حالت زمانی که مصدوم هادی برق دار را به وسیله دست خود گرفته, می⁯تواند خیلی خطرناک تر باشد چراکه ماهیچه⁯های قرار گرفته بر روی ساعد که مسئول خم کردن انگشتان هستند از ماهیچه⁯هایی که مسئول صاف کردن انگشت⁯ها هستند قوی⁯ترند. هنگام برق گرفتگی هر دونوع ماهیچه تلاش می⁯کنند تا منقبض شوند اما در این حالت به علت قوی تر بودن ماهیچه⁯های خم⁯کننده پیروزی با آنهاست. اتفاقی که در این لحظه رخ می⁯دهد این است که دست با تمام قوا مشت می⁯شود, اگر زمانی که این اتفاق رخ می⁯دهد هادی حامل جریان کف دست مصوم باشد, با مشت شدن دست هادی به دست چسبیده و هدایت الکتریکی بهتر برقرار خواهد شد. این می⁯تواند موقعیت مصدوم را بیش از پیش خطر ناک کند. باید به این نکته اشاره کرد که در این حالت ول کردن هادی برای مصدوم غیر ممکن است.

افرادی که تجربه برق گرفتگی دارند احتمالاً با تشنج⁯های به وجود آمده در این حالت آشنا هستند. این تشنج⁯ها تنها در حالتی از بین خواهند رفت که عبور جریان از بدن متوقف شود. البته حتی پس از قطع برق نیز تا مدتی کنترل بعضی ماهیچه⁯ها برای مصدوم غیر ممکن است و همچنین عملکرد انتقال دهنده⁯های عصبی تا مدتی مختل خواهد شد. از این قابلیت برای ساخت سلاح⁯های بی حرکت کننده استفاده می⁯شود (توضیحات بیشتر در انتهای صفحه).

اثرات عبور جریان الکتریکی در بدن تنها به ماهیچه⁯های حرکتی بدن محدود نمی⁯شود. قلب و شش⁯ها دارای دیافراگم⁯ها یا دریچه⁯هایی هستند که عملکرد آنها را کنترل می⁯کند. با عبور جریان از بدن سیگنال⁯های الکتریکی مغز برای این ماهیچه⁯ها خنثی خواهد شد و بدین ترتیب این ماهیچه⁯ها دچار عارضه "fibrillation " یا انقباض بی نظم عضلانی خواهد شد (در صورت AC بودن جریان). در این حالت قلب با سرعت بیشتر و با فشار کمتری می⁯تپد به طوری که نمی⁯تواند عمل رساندن خون به قسمت⁯های حساس بدن را انجام دهد. در هر حال نتیجه یک برق گرفتگی با شدت بالا, چه ایست قلبی باشد و چه خفگی مرگبار خواهد بود.

جریان الکتریکی از جهت نوع AC یا DC نیز می⁯تواند آثار متفاوتی بر روی بدن داشته باشد. جریان DC هنواره دارای مقداری ثابت است این خاصیت جریان DC می⁯تواند موجب شود مصدوم در هنگام برق گرفتگی کاملاً فلج شود. بر عکس در جریان AC به خاطر تغییرات دائمی در بین هر سیکل, امکان فرار از حالت بی⁯حرکت شدن بیشتر است. بنابر این از نظر بی⁯حرکت کنندگی جریان DC از AC خطرناک تر است. اما تأثیرات جریان AC بر روی قلب می⁯تواند مرگبارتر باشد چراکه جریان AC به راحتی قلب دچار حالت ضربان نا منظم (fibrillation) می⁯کند و این در حالی است که جریان DC تنها موجب ایست قلبی می⁯شود. در اینجا باید به این نکته اشاره کرد که امکان بازگشت برای قلبی که دچار ایست شده باشد از قلبی که دچار ضربان نامنظم شده باشد بیشتر است.

[ویرایش] روش⁯های معالجه به وسیله شوک الکتریکی

نمونه ای از دستگاه Defibrillator.

از شوک الکتریکی در برخی روش⁯ها برای معالجه بیماری⁯های خاص و با درنظر گرفتن ملاحظات استفاده می⁯شود. بعضی از این روش⁯ها عبارت‌اند از:

برای معالجه برخی بیماری⁯های روانی در روانپزشکی: از شوک الکتریکی امروزه در روش ECT یا درمان با تشنج الکتریکی (Electroconvulsive therapy) استفاده می⁯شود. هدف از معالجه در این روش به وجود اوردن یک حمله صرعی مصنوعی است, نه ایجاد شوک و یا تشنج فیزیکی. در ضمن باید به نکته اشاره کرد که به علت بیهوشی بیمار دردی در هنگام حمله احساس نخواهد کرد. امروزه از این روش بیشتر در مورد بیماران مبتلا به افسردگی شدید استفاده می⁯شود از این روش همچنین برای درمان بیماری⁯های روانی دیگر مانند مانی (mania), کاتاتونی (catatonia) و اسکیزوفرنی (schizophrenia) نیز استفاده می⁯شود. درانتها باید به این نکته اشاره کرد که آثار درمانی این روش برای تقریباً نصف استفاده کنندگان زودگذر است.
به عنوان معالجه برای بیمارانی که دچار ضربان نامنظم قلب یا fibrillation هستند: در این روش از دستگاهی به نام defibrillator استفاده می⁯کنند. دستگاه defibrillator یک درمان قطعی برای بیمارانی است که دچار ضربان نامنظم قلب هستند. این دستگاه یک جریان DC با مقدار مناسب را از قفسه سینه عبور داده و با خنثی کردن ضربان به قلب اجازه می⁯دهد تا به طور طبیعی به ضربان منظم برسد.
به عنوان روشی برای کاهش درد: در این روش از دستگاهی با نام TranscutaneousElectrical Nerve Stimulator) TENS) استفاده می⁯شود. این دستگاه یک شبیه ساز سیگنال⁯های عصبی است که آنها را از راه پوست به بدن انتقال می⁯دهد. انتقال سیگنال⁯ها به وسیله دو یا چند الکترودها صورت می⁯گیرد. این دستگاه به ویژه درمورد کاهش درد زایمان مورد استفاده قرار می⁯گیرد. با این وجود عده⁯ای از متخصصان زایمان استفاده این دستگاه را در کاهش درد زایمان بی اثر می⁯دانند.
برای شرطی سازی: در این روش از شوک الکتریکی به عنوان یک تنبیه و برای شرطی سازی افراد دچار عقب ماندگی ذهنی استفاده می⁯شود. این روش از جمله روش⁯های بحث انگیز در استفاده از شوک الکتریکی است و تنها در یک موسسه با نام Judge Rotenberg در ایالات متحده مورد استفاده قرار می⁯گیرد. این موسسه همچنین از شوک الکتریکی به عنوان تنبیه برای کودکان میتلا به مشکلات رفتاری نیز استفاده می⁯کند.

اسلحه Taser از شوک الکتریکی برای بیحرکت کردن هدف استفاده می کند.

[ویرایش] استفاده از شوک الکتریکی به عنوان سلاح

تفنگ شوک الکتریکی یا Taser نوعی اسلحه خاص برای ایجاد اغتشاش ماهیچه⁯ای و در نتیجه بی حرکت کردن فرد است. این اسلحه بر طبق اصول برق گرفتگی به طور ناگهانی و برای مدت بسیار کوتاهی ولتاژ بسیار بالا اما با جریان کم را بین دو الکترود خود ایجاد می⁯کند. حال اگر فردی در تماس با اسلحه قرار داشته باشد سیستم انتقال عصبی او دچار اختلال شده و به این ترتیب فرد اختیار کنترل ماهیچه⁯های خود را برای مدتی از دست خواهد داد این عملکرد با درد شدیدی برای فرد مورد حمله قرار گرفته همراه خواهد بود. برای اکثر مردم حداقل دو تا سه ثانیه طول می⁯کشد تا تعادل خود را از دست بدهند. ولتاژ بین الکترودها وابسته به نوع سلاح بین 50 kV تا 1 MV خواهد بود اما ولتاژهای رایج برای این اسلحه بین200 kV تا 300 kV هستند.