關于人體安全電壓不確定性的探討

余敏佳

摘 要：在教學過程中發現現在的教材中提到對人體不造成危害的安全電壓值是24V，以前的教材中提到對人體不造成危害的安全電壓值是36V，兩者有出入。對此通過實驗說明：由于個體的電阻不同以及同一個體不同環境條件下的電阻不同等原因造成人體安全電壓值的不確定性。

關鍵詞：安全電壓；不確定性；人體電阻；實驗

在組織教學九年級上第四章電能的量度時講到安全用電，給學生介紹對人體不會造成危險的安全電壓值是24伏。當時就有學生提出來，他在課外資料中看到人的安全電壓值是36伏，即電壓36伏以下不會對人體造成危害。我愣住了，回想備課時其實我已經注意到了這個問題：以前的科學教材中介紹人體的安全電壓值是36伏，與現在教材中講到的24伏有出入。但當時沒有深入地去思考：為什么新教材要做這一變動，是對原來錯誤的糾正，還是有了新的規定，或者是兩者的標準不同？我只是照本宣科地告訴學生，對人體不會造成危險的安全電壓值是24伏。學生的問題難住了我，我只能和學生實話實說。

下課后我馬上去查找資料，原來人的安全電壓是有等級的，在1983年頒布的《中華人民共和國國家標準》中，安全電壓的等級分為42伏、36伏、24伏、12伏、6伏。正常情況下人體的安全電壓不超過50伏；在潮濕環境中，人體的安全電壓是12伏。為什么會有不同的安全電壓等級呢？原來安全電壓（即允許接觸電壓）和人體的電阻有關。人體的電阻在不同的環境條件下會發生改變。一般人體的電阻分為皮膚的電阻和內部組織的電阻兩部分，由于人體皮膚的角質外層具有一定的絕緣性能，因此，決定人體電阻的主要是皮膚的角質外層。人的外表面角質外層的厚薄不同，電阻值也不相同。一般人體承受50伏的電壓時，人的皮膚角質外層絕緣就會出現緩慢破壞的現象，幾秒鐘后接觸點即生水泡從而破壞了干燥皮膚的絕緣性能，使人體的電阻值降低。人體出汗、身體有損傷、環境潮濕、接觸帶有能導電的化學物質、精神狀態不良等情況都會使皮膚的電阻值顯著下降。人體內部組織的電阻也不穩定，不同的個體內部組織的電阻也不同。相同電壓由于人體電阻的不同對人體會產生不同程度的傷害。

當我把自認為合理的解釋講給學生聽時，他們雖然能跟著我的思路理解和接受，但始終帶著一些困惑：人體的電阻會因為環境條件的不同而不同嗎？師者，傳道授業解惑也，該如何來為學生解開這個疑惑呢？我想到了科學教學中最常用也最直觀有效的方法——實驗。

下面是我設計并讓學生完成的實驗：

材料準備：4節干電池、一個靈敏電流計、導線若干、蒸餾水和一定濃度的食鹽水。

實驗過程：

1.將干電池、靈敏電流計用導線連接起來，如右圖所示。

2.讓胖瘦相近、高矮不同的個體左右手分別握住A、B兩處，觀察并比較靈敏電流計偏轉的程度。

3.讓高矮相近、胖瘦不同的個體左右手分別握住A、B兩處，觀察并比較靈敏電流計偏轉的程度。

4.同一個體，分別用干燥的和用蒸餾水濕潤過的手握住A、B兩處，觀察并比較靈敏電流計偏轉的程度。

學生丙干燥時的示數 學生丙用蒸餾水濕潤后的示數

5.同一個體分別用蘸過食鹽水和蒸餾水的手握住A、B兩處，觀察并比較靈敏電流計偏轉的程度。

學生丙用蒸餾水濕潤后的示數 學生丙用食鹽水濕潤后的示數

6.同一個體分別用蘸過不同濃度食鹽水的手握住A、B兩處，觀察并比較靈敏電流計偏轉的程度。

通過以上5組對比實驗：不同高矮胖瘦的個體接入同一電路中時，靈敏電流計的示數不同；同一個體的手上皮膚分別在干燥和濕潤的條件下接入同一電路中時，靈敏電流計的示數不同；同一個體的手上皮膚分別沾有食鹽水和自來水后接入同一電路中時，靈敏電流計的示數不同；同一個體的手上皮膚分別沾有不同濃度食鹽水后接入同一電路中時，靈敏電流計的示數不同。學生通過實驗操作過程以及所觀察到的實驗現象，完全接受了人體電阻會因為環境條件的不同而不同的事實。從而也進一步說明了安全電壓的不確定性，安全電壓不是絕對安全的。不同個體的安全電壓有差異，同一個體在不同的情況下如出汗等，安全電壓也會有差異。換句話說，同一個電壓值對不同個體會帶來不同的傷害，同一個電壓值對同一個體不同情況下也可能會帶來不同的傷害。教師在組織教學時應教育學生要安全用電，特別是不能用濕的或出汗的手對一些電器進行操作。

通過這個實驗不僅解決了學生心中的疑惑，同時還培養了學生的興趣愛好，激發他們的求知欲，更重要的是培養了學生的實驗操作技能，以及觀察問題、分析問題和解決問題的能力，為全面提高每個學生的科學素養服務。

參考文獻：

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？誗編輯 李博寧