用濕的手碰插座,
為什麼那麼危險?
「不可以用濕的手碰插座」,這是常聽到的提醒。但明明是同樣100伏特的電,為什麼手一濕就變得這麼危險呢?答案在於,皮膚本身的導電程度會改變。
洗完澡後,一邊擦頭髮,一邊用濕的手差點碰到吹風機開關或插座。這是很常見的情況。「應該沒關係吧」,我們常常會這麼想,但在電的世界裡,「濕」這個條件,會從根本上改變危險的程度。
同樣是牆上的插座,同樣是100伏特的電。用乾的手輕輕碰觸幾乎不會有感覺,但用濕的手卻可能受到麻痺般的強烈衝擊。
造成這種差異的,不是電本身的強度,而是我們皮膚這一側的變化。
危險的理由,只有兩個
皮膚表面(角質層)在乾燥的狀態下,具有不易導電的特性。這也是為什麼平常輕輕碰到電器產品沒事的原因。
水(尤其是像汗水或自來水那樣,含有少量鹽分等成分的水)很容易導電,會大幅降低皮膚的電阻。電阻一降低,即使電壓相同,流過的電流也會增加。
接下來,讓我們依序來看看。
理由1:乾燥的皮膚,是電的「一道牆」
電的流通難易度,是用電阻這個數值來表示。電阻越大,電就越不容易流通。乾燥的人體皮膚,相較於體內組織,電阻被認為非常大。可以說,皮膚就像一道擋在電流通路上的「牆」。
多虧了這道牆,即使輕輕碰到家用電器,電流也不容易流進體內深處。不過,這道牆的強度並非固定不變,會隨著皮膚的狀態大幅改變。
危險的不只是被水弄濕的手。流汗的手因為含有水分和鹽分,電阻也容易下降。此外,若佩戴金屬製工具或飾品,由於金屬本身的電阻幾乎接近零,根據與身體的接觸面積,電流也可能變得更容易流通。
理由2:電阻一下降,電流就會增加
電的世界裡,有一個表示電壓、電流、電阻關係的基本定律,叫做歐姆定律。在電壓相同的情況下,電阻越小,流過的電流就越大。這用水管來比喻或許比較容易理解。同樣的水壓下,如果水管內部變寬(電阻變小),就會一口氣流出更多的水。
濕的手,正是處於這種「水管變寬」的狀態。即使電壓(水壓)維持在同樣的100V,電阻(水管的細窄程度)大幅下降,流過身體的電流(水量)就會呈現天壤之別的增加。
當一定程度的電流流過肌肉時,據信肌肉會不由自主地收縮,導致手中握著的東西無法憑自己的意志放開。如果在握著插座或電器產品的狀態下發生這種情況,持續受電時間就會拉長,傷害也可能進一步擴大。
那麼,該怎麼做才好?
- 不要用濕的手觸碰插座或電器產品的開關洗完澡後,要把手擦乾之後再碰電器產品。
- 浴室、廚房等使用水的地方,電器產品要遵守正確的安裝與使用方法也要確認電線是否受損、是否過度使用延長線分接多個插頭。
- 如果眼前有人觸電,不要立刻碰觸對方身體,要先切斷電源如果無法切斷電源,就不要靠近,並撥打119。
即使發現有人觸電,也請不要慌張地直接碰觸對方的身體。如果在電流仍在流動的狀態下觸碰,可能導致想要救援的人也一併觸電,造成二次傷害的危險。
請先拔掉插頭、切斷斷路器等方式,停止電源供應。如果無法立刻切斷電源,請不要靠近觸電者本人及電器產品。請先暫時離開現場避難,撥打119通報,並依照指示行動。
確認電源確實已切斷之後,再安全地將人移動到其他地方,並確認意識和呼吸狀態。
總結
用濕的手觸碰插座之所以危險,有兩個原因。①乾燥皮膚原有的電阻之牆,一旦被水弄濕就會大幅減弱;②電阻降低多少,即使電壓相同,流過的電流也會呈天壤之別地增加。電本身完全沒有改變,改變的是我們的身體。
危險的不是插座。
而是變得「容易導電」的、被沾濕的自己的身體。
- 如果家裡有電表(電阻計),試著測量兩根乾燥手指之間的電阻值
- 把指尖稍微沾濕之後,再用同樣的方式測量一次
沾濕狀態下,顯示的電阻值應該會明顯變小。就算沒有電表,也可以從本文的計算結果,實際感受到這個變化的程度。由於有觸電的危險,絕對不要使用插座等實際電源進行實驗。
想知道更多的人請看 ― 名詞・公式・與教科書的關聯從國中理科到大學專業科目,會明確標示是屬於哪個程度的內容
- 國中國中理科所學的範圍
- 高中高中「基礎物理」所學的範圍
- 高中+高中「物理」,或教科書中屬於進階、專欄性質的內容
- 大學高中不會學到的、大學專業科目(生醫電機工程)的內容
- 研究中連大學也不會當作「定論」教授、目前研究者仍在探究中的話題
國中名詞:與觸電相關的詞彙
- 電壓:推動電流的力量大小。單位是伏特(V)。
- 電流:實際流動的電量。單位是安培(A)。千分之一稱為毫安培(mA)。
- 電阻:表示電流不易流通程度的量。單位是歐姆(Ω)。
高中用公式確認:手濕了之後,電流會增加多少
用歐姆定律,來比較乾的手和濕的手之間的電流差異。
電流 = 電壓 ÷ 電阻
| 電流 | 流過身體的電量[A] |
| 電壓 | 日本家用插座的電壓,100V |
| 電阻 | 包含皮膚在內、身體的電阻[Ω] |
| 乾的手的電阻(假設值) | 100000 Ω |
| 濕的手的電阻(假設值) | 1000 Ω |
| 乾的手的電流 | 100 ÷ 100000 = 0.001 A |
| 換算成毫安培 | 0.001 × 1000 = 1 mA |
| 濕的手的電流 | 100 ÷ 1000 = 0.1 A |
| 換算成毫安培 | 0.1 × 1000 = 100 mA |
※ 電阻的數值只是用來說明原理的假設值。實際的電阻,會依汗水與水分的多寡、接觸面積、身體狀況等因素而大不相同。
| 電流的增加程度 | 100 ÷ 1 = 100倍 |
即使是同樣100V的插座,只要手是濕的,流過身體的電流依計算大約會變成100倍。從「僅感覺到微弱電流」的1mA,一口氣跳進遠超過「可能影響心臟」的50mA、達到100mA的區域。
高中+不只是電流的「大小」,「路徑」也很重要
對身體的影響,據信不只取決於電流的大小,電流通過身體的哪個部位也會有所影響。尤其是電流通過心臟的路徑(例如從右手到左手,或從手到腳),被認為更容易影響心臟的運作,需要格外小心。這是超出高中物理範圍、屬於對生物體影響的專業內容。
大學人體的電阻,並非單純固定不變的數值
實際人體的電阻,據信是會依皮膚狀態、接觸面積、電壓大小、接觸時間等眾多因素而變化的複雜量。特別是,據報導指出,當電壓持續施加在皮膚上時,皮膚本身的電阻還會進一步下降。針對電流對人體影響進行定量評估的研究,屬於大學生醫電機工程、法醫學等領域所處理的內容。
研究中目前尚未釐清的事
- 個人差異對觸電危險程度的影響,目前尚未被充分量化。 據信年齡、體格、健康狀態不同,即使條件相同,影響的呈現方式也可能不同,但詳細的關聯性目前仍在研究階段。
- 短時間、低電流的觸電,對身體長期會造成什麼影響,這方面的研究也仍在持續進行。 「沒有釀成大禍」的觸電,是否真的完全無害,目前仍未完全釐清。
- 更安全的電器產品與住宅設備設計標準,至今仍在持續改良中。 目前正在推進能偵測漏電並自動切斷電源的裝置的高度化等,用以防患於未然的技術研究。
與教科書的關聯(依程度分類)
| 程度 | 科目・單元 | 本文對應位置 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科・電流與電壓、電阻 | 電壓、電流、電阻的基本關係 |
| 高中 | 基礎物理・歐姆定律 | 用公式確認①②③的整個計算過程 |
| 高中+ | 物理・電路 | 電流的路徑與對心臟的影響 |
| 大學 | 生醫電機工程・法醫學 | 人體電阻的複雜性、觸電的定量評估 |
| 研究中 | 生醫電機工程・安全工程(研究中) | 個人差異的影響、低電流的長期影響、漏電對策技術 |
| ― | 家庭生活・安全教育 | 浴室、廚房中電器產品的使用方式、撥打119的判斷標準、防止二次觸電 |
- 電力設備相關專業機構所提供,關於觸電機制、對人體影響的解說資料。
- 物理學教科書中,關於歐姆定律、電路的一般性記述。
- 消防・家庭生活安全相關公家機關所提供,關於防止浴室、廚房觸電意外的注意事項資料。
- 生醫電機工程相關專業資料中,關於人體電阻、電流路徑的一般性記述。
※ 電阻、電流等數值,是為了理解原理所使用的概算・假設值。實際數值會因個人差異與條件而大不相同。
※本文為一般大眾取向的科學解說。實際的安全判斷與應急處理,請依照消防等專業機構的指示。文中所列數值,為理解原理所用的概算・假設值。