VY_52_INOVACE_2NOV63 Autor: Mgr. Jakub Novák Datum: 13. 3. 2013 Ročník: 9. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Elektromagnetické a světelné děje Téma: Elektrický odpor lidského těla Metodický list: Žáci změří elektrický odpor lidského těla a porovnají, jaký vliv má umístění obou elektrod na velikost naměřeného elektrického odporu. Poznají a pochopí zásady bezpečného zacházení s elektrickými spotřebiči. Laboratorní práce odpovídá jedné vyučovací hodině. Žáci pracují ve skupinách po dvou. Pomůcky tvoří víceúčelový měřicí přístroj s funkcí ohmmetru, sada vodičů, dvě krokosvorky a ploché elektrody vyrobené z hliníkového plechu (pozor na opracování hran, aby se žáci o elektrody nepořezali). Výuka probíhá frontálně za dodržení všech bezpečnostních zásad podle přiloženého pracovního postupu. Žáci průběžně s pomocí vyučujícího vyplňují přiložený pracovní list, který odevzdají ke kontrole na konci hodiny. Nejprve si v části zvané příprava připomenou pojmy bezpečné elektrické napětí a jeho velikosti a bezpečný elektrický proud a jeho velikosti. Pracovní postup: Žáci nastaví na víceúčelovém měřicím přístroji funkci ohmmetru s nejvyšším rozsahem, připojí k němu dvojici dostatečně dlouhých vodičů, na jejichž konce připojí krokosvorkami elektrody. Pak ve dvojicích měří elektrický odpor lidského těla tak, že jeden ze dvojice přikládá elektrody na kůži spolužáka postupně na různá místa, a do pracovních listů zaznamenávají naměřený elektrický odpor. Z naměřených hodnot vyberou nejmenší a tu použijí k výpočtu efektivní velikosti střídavého elektrického proudu, který by jejich tělem procházel při zasažení střídavým elektrickým napětím efektivní hodnoty 230 V. Na závěr žáci zhodnotí, zda velikost naměřeného elektrického odporu závisí na místě přiložení elektrod na kůži, a posoudí, zda by jim velikost elektrického proudu, kterou vypočítali, mohla ublížit. Vyučující s žáky výsledky prodiskutuje, upozorní je na fakt, že vyšší hodnoty elektrického napětí mohou v případě lidského těla způsobit podstatné zmenšení jeho elektrického odporu a nebezpečí je tedy výrazně větší, než vyplývá z vypočtené velikosti elektrického proudu. Společně si opět připomenou zásady bezpečného zacházení s elektrickými spotřebiči.
Veškerý obsah materiálu je vlastní tvorbou autora.
…………
LABORATORNÍ PRÁCE
Jméno:
…………………………………………
Třída:
…………………………………………
Škola:
ZŠ Schulzovy sady
Datum:
…………………………………………
Zadání:
Experimentálně zjistěte elektrický odpor lidského těla. Použijte při tom měřicí přístroj pracující s bezpečným zdrojem malého napětí. Posuďte vliv různých podmínek na odpor lidského těla.
Příprava:
Bezpečné napětí je takové napětí, které nemůže způsobit zranění člověka, jeho velikost je stanovena normou. Za bezpečné napětí se považuje v normálních prostorách střídavé napětí do velikosti 50 V a stejnosměrné napětí do velikosti 100 V. V nebezpečných prostorách jsou pak hodnoty bezpečného napětí nižší. V případě zasažení lidského těla elektrickým proudem jsou následky ovlivněny velikostí elektrického proudu protékajícího tělem a tím, kterými částmi těla proud prochází. Bezpečná velikost střídavého proudu je 3,5 mA, v případě stejnosměrného proudu 10 mA.
Pomůcky: Sada vodičů, ohmmetr, 2 elektrody, 2 krokosvorky. Provedení: K měření použijeme ohmmetr, který využívá jako zdroje baterii s napětím 9V, takže v žádném případě nehrozí úraz elektrickým proudem. K ohmmetru připojíme pomocí vodičů dvě elektrody tvořené hliníkovými plíšky. Tyto elektrody pak přikládáme na kůži v různých částech těla. Pomocí nejmenšího naměřeného odporu stanovíme velikost efektivní hodnoty střídavého proudu, který by naším tělem protékal při zasažení střídavým napětím s efektivní hodnotou 230 V.
Naměřené hodnoty: číslo měření
umístění 1. elektrody
umístění 2. elektrody
R/kΩ
Při zasažení střídavým napětím 230V by naším tělem protékal střídavý proud s efektivní hodnotou: I = ……………………………………
Závěr:
…………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………..
.
…………
LABORATORNÍ PRÁCE
Jméno:
…………………………………………
Třída:
…………………………………………
Škola:
ZŠ Schulzovy sady
Datum:
…………………………………………
Zadání:
Experimentálně zjistěte elektrický odpor lidského těla. Použijte při tom měřicí přístroj pracující s bezpečným zdrojem malého napětí. Posuďte vliv různých podmínek na odpor lidského těla.
Příprava:
Bezpečné napětí je takové napětí, které nemůže způsobit zranění člověka, jeho velikost je stanovena normou. Za bezpečné napětí se považuje v normálních prostorách střídavé napětí do velikosti 50 V a stejnosměrné napětí do velikosti 100 V. V nebezpečných prostorách jsou pak hodnoty bezpečného napětí nižší. V případě zasažení lidského těla elektrickým proudem jsou následky ovlivněny velikostí elektrického proudu protékajícího tělem a tím, kterými částmi těla proud prochází. Bezpečná velikost střídavého proudu je 3,5 mA, v případě stejnosměrného proudu 10 mA.
Pomůcky: Sada vodičů, ohmmetr, 2 elektrody. Provedení: K měření použijeme ohmmetr, který využívá jako zdroje baterii s napětím 9V, takže v žádném případě nehrozí úraz elektrickým proudem. K ohmmetru připojíme pomocí vodičů dvě elektrody tvořené hliníkovými plíšky. Tyto elektrody pak přikládáme na kůži v různých částech těla. Pomocí nejmenšího naměřeného odporu stanovíme velikost efektivní hodnoty střídavého proudu, který by naším tělem protékal při zasažení střídavým napětím s efektivní hodnotou 230 V.
Naměřené hodnoty: číslo měření
umístění 1. elektrody
umístění 2. elektrody
R/kΩ
1
levá dlaň
pravá dlaň
29
2
levá dlaň
čelo
637
3
levý spánek
pravý spánek
1 450
4
levý loket
pravá dlaň
3 720
5
levý loket
levá dlaň
630
6
levý kotník
krk
8 370
7
levý kotník
pravý kotník
7 910
8
levé ucho
pravé ucho
581
Při zasažení střídavým napětím 230V by naším tělem protékal střídavý proud s efektivní hodnotou:
I=
=
Závěr:
= 0,007 9 = 7,9
Velikost elektrického odporu lidského těla velmi závisí na umístění obou elektrod. Největší hodnotu elektrického odporu jsme naměřili mezi levým kotníkem a krkem, nejnižší hodnotu pak mezi levou a pravou dlaní. V případě nejmenšího elektrického odporu (tedy mezi oběma dlaněmi) by při zasažení střídavým napětím s efektivní hodnotou 230 V protékal naším tělem elektrický proud efektivní hodnoty 7,9 mA, což v případě střídavého proudu překračuje bezpečnou velikost.
