Skutki przepływu prądu elektrycznego

Prąd elektryczny, to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych, w metalach elektronów, w cieczach jonów a w gazach jonów i swobodnych elektronów.Wielkością charakteryzującą prąd elektryczny jest jego natężenie. W przewodnikach poruszają się elektrony, jednakże umownie za kierunek przepływu prądu elektrycznego przyjmuje się kierunek ruchu ładunków dodatnich.

Wszystkie urządzenia, w których prąd elektryczny wykonuje pracę nazywamy odbiornikami energii elektrycznej.
Płynąc w różnych odbiornikach prąd elektryczny w tym samym czasie wykonuje różne prace. Aby je porównać posługujemy się pojęciem mocy. Wielkość ta informuje nas o tym jaką pracę wykonał prąd w jednostce czasu. Na każdym odbiorniku (urządzeniu elektrycznym), którym posługujemy się w domu jest podana tzw. moc znamionowa (tj. moc jaką posiada ten odbiornik jeśli włączymy go do elektrycznej sieci domowej).

Energia elektryczna to energia układu ładunków elektrycznych - elektrodynamiczna, jeśli się one poruszają, lub elektrostatyczna, jeśli pozostają w spoczynku.

Nie tylko metale są przewodnikami prądu. Każda substancja posiadająca swobodne ładunki (nośniki prądu) jest przewodnikiem. Przewodnikami są również elektrolity (wodne roztwory kwasów i zasad). Nośnikami prądu w cieczach są jony dodatnie (kationy) i ujemne (aniony). W wyniku przepływu jonów powstała w nich energia chemiczna zamienia się na elektryczną, co znalazło zastosowanie w ogniwach i akumulatorach.

Skutkiem przepływu prądu elektrycznego jest nagrzewanie się przewodnika – prąd płynący przez przewodnik wykonuje pracę, czyli zmienia się energia wewnętrzna i wzrasta jego temperatura (W = DEw): wykorzystuje się to w czajnikach, żelazkach, grzejnikach elektrycznych.

Innym skutkiem przepływu prądu elektrycznego jest praca mechaniczna (gdy w obwodzie znajduje się np. silnik). Przepływający prąd może wprawić w ruch na przykład elementy silnika, co wykorzystywane jest w wielu urządzeniach mechanicznych

Następnym skutkiem jest powstawanie energii promieniowania. Co znalazło zastosowanie przy produkcji świetlówek, żarówkek

Jeszcze innym efektem przepływu prądu jest powstawanie energii chemicznej w procesie elektrolizy. Kwasy, zasady i sole w środowisku wodnym ulegają dysocjacji jonowej, tj. rozpadowi na jony dodatnie [kationy] i jony ujemne [aniony], które są nośnikami prądu elektrycznego. Wykorzystano to przy budowie ogniw i akumulatorów

Kolejnym elektem przepływu prądu przez przewodniki metalowe jest wytwarzanie się pola elektromagnetycznego co wykorzystuje się na dużą skalę do produkcji elektromagnesów.

Oprócz przewodników istnieją półprzewodniki – pierwiastki german lub krzem.
Półprzewodniki stosuje się dziś do produkcji diod krystalicznych i tranzystorów co znalazło zastosowanie w produkcji komputerów, baterii słonecznych, jednym słowem całej współczesnej elektroniki.

Gazy są na ogół dobrymi izolatorami i nie przewodzą prądu pod normalnym ciśnieniem i bez czynnika jonizującego. Gazy można zjonizować przez ogrzewanie, promienie Roentgena i ciała promieniotwórcze, promieniowanie kosmiczne oraz wysokie napięcie.

Dzięki przepływowi prądu elektrycznego mamy światło, w ciepłą wodę, możemy słuchać muzyki, grac na komputerze, korzystać z rozmaitych rzeczy które działają tylko dzięki przepływowi prądu, które tak naprawdę są dowodem cywilizacji.

Ale prąd elektryczny nie zawsze pozytywnie wpływa na nas i nasze otoczenie.
Z przeprowadzonych badań i zebranych wyników obserwacji wynika, że najpoważniejsze skutki przepływu prądu elektrycznego przez organizm ludzki, to:
a) skurcze mięśni, szczególnie mięśni zginających,
b) oparzenia zewnętrzne i wewnętrzne,
c) utrata świadomości,
d) zatrzymanie oddychania,
e) zakłócenia pracy serca, występujące najostrzej przy prądach o częstotliwościach 40 60 Hz, które powodują migotanie komór serca.

Skutki działania prądu elektrycznego na organizm człowieka można rozpatrywać jako fizyczne (np. cieplne), chemiczne (np. zmiany elektrolityczne) lub biologiczne (np. zaburzenia czynności). Prąd stały działa na człowieka inaczej niż prąd zmienny. Prądy przemienne o dużej częstotliwości nie wywołują zaburzeń przewodnictwa w nerwach, skurczów mięśni i zaburzeń w czynnościach mięśnia sercowego, mogą jednak doprowadzić do uszkodzeń wskutek wytwarzania ciepła na drodze przepływu przez ciało. Prądy o bardzo dużych częstotliwościach (kilka tysięcy Hz) mają stosunkowo małą zdolność do przenikania w głąb tkanek. Im częstotliwości są większe, tym działanie jest bardziej powierzchniowe. W praktyce najbardziej niebezpieczne dla człowieka są prądy przemienne o częstotliwości 50, 60Hz, a więc częstotliwości przemysłowej.