З дитячого садка нас вчать: в електричну розетку струм високої напруги і, засунувши туди палець або що-небудь залізне, ми ризикуємо назавжди покинути цей світ. Тому у сучасної людини виробляється стійке переконання про те, що чим вище напруга електричного струму, тим більше він небезпечний для людини. З одного боку, це вірно, а з іншого - немає, тому що необхідно враховувати не тільки напругу, але і силу струму.
Електричний струм, поточний в будь-яких провідниках або середовищах, характеризується двома основними характеристиками: напругою (різницею потенціалів) і силою струму. Необхідно зауважити, що у струму набагато більше параметрів, але саме його сила і напруга мають важливе практичне значення, так що найчастіше говорять саме про них.
Сила струму - це кількість заряду (або пропорційну кількість електронів), що пройшло через поперечний переріз провідника за певний час. Як відомо, сила струму вимірюється в амперах - ця одиниця виміру названа на честь французького вченого Андре-Марі Ампера, який вивчав електричні явища на початку XIX століття.
Напруга струму - це різниця електричних потенціалів, що змушує електрони рухатися по провіднику. Взагалі, визначення поняття «напруга» набагато складніше, але в загальному випадку напруга показує, яку за величиною роботу може зробити електричне поле при перенесенні електричного заряду. Ця одиниця названа на честь італійського вченого Алессандро Вольта, фактично заклав на рубежі XVIII-XIX століть основу науки про електрику.
Ці дві величини - сила струму і напруга - взаємопов'язані, і в будь-якому джерелі струму або провіднику є і струм, і напруга. Тісний зв'язок між ними на початку XIX століття встановив німецький фізик Георг Ом - зараз вона відома нам як закон Ома. Закон говорить, що сила струму прямо пропорційна напрузі і обернено пропорційна опору провідника.
Саме через закон Ома і не можна говорити про те, що при підвищенні напруги електричний струм стає небезпечнішим для людини. Так, часто це саме так і буває, але далеко не завжди - ми стикаємося з випадками, коли навіть напруга в 10 000 вольт завдає ніякої шкоди, про що буде сказано далі.
Цікаво, що в розетці, до якої нічого не підключено, ніякого струму немає - є тільки напруга. Це природно випливає із закону Ома - поки два провідника пов'язані, між ними нескінченно великий опір, а значить, нескінченно малий струм. Але струм потече відразу ж, як провідники з'єднаються один з одним або через електричний прилад. І чим менше опір, тим більше буде струм, а напруга буде залишатися незмінним.
Опір людського тіла може змінюватися від 200-300 до 15 000-20 000 і більше ом (все залежить від вологості, температури навколишнього середовища, навіть від емоційного стану), тому при контакті з струмом напругою 220 вольт через різні частини тіла може пробігати струм силою від тисячних до десятих часток ампера.
Встановлено, що людина починає відчувати вплив струму силою від 0,001 ампер, струми в 0,01-0,05 ампер вже є небезпечними, а струм вище 0,05 ампер може привести до смерті. Що стосується напруг, то небезпеку становлять величини від 40 вольт. Однак при деяких умовах і 10-15 вольт можуть стати смертельними, тому, наприклад, в лабораторіях або навчальних класах використовують струм напругою 12 вольт.
Як говорилося вище, іноді високі напруги виявляються абсолютно безпечними для людини. Неважко здогадатися, що це може статися при дуже малих токах і великих опорах. Наприклад, відомі всім пьезокрісталли (застосовуються в запальничках або в пристроях підпалу в газових плитах) можуть створювати напругу в десятки тисяч вольт, проте їх дія на людину зводиться лише до короткочасного уколу. Вся справа в тому, що через іскру при високій напрузі протікає струм в мільйонні частки ампера, а пов'язано це з короткочасністю процесу - іскра «живе» лічені частки секунди.
Підводячи підсумок, можна сказати, що не завжди коректно говорити про те, що при підвищенні напруги струм стає небезпечнішим для людини. У деяких умовах небезпечним може стати напруга 10-15 вольт; і, навпаки, струми напругою 10 000 вольт можуть не завдавати абсолютно ніякої шкоди, тому що завжди необхідно враховувати не тільки напругу, але і силу електричного струму.