인체의 등가적 회로

인체의 등가적 회로

1. 인체의 등가적 회로

독일의 플라이벨거에 의한 인체의 등가회로는 다음과 같이 피부저항과 내부저항으로 나타낼수 있다.

                  Zp1+ Zl + Zp2 = ZT  

인체의 등가회로는 직류에 의한 감전의 경우 단순하게 저항값 만을 기준으로 고려할 수 있으나 교류에 의한 감전의 경우 임피던스로 생각하는 것이 더 합리적이다.

즉, 인체를 전기적 도체로 생각할 경우 피부,혈액,근육 등 기타 인체 각부는 전류에 대해 저항분과 용량분으로 구분되는 임피던스를 가지고 있으며 그 크기는 전류경로,접촉저항,통전시간,주파수,피부의 건조상태, 접촉면적, 접촉압력, 온도 등에 따라 각각 다르게 나타난다.

2. 인체의 저항

 1. 내부조직의 전기저항

내부조직의 전기저항은 대략 직선적으로 직류,교류에 관계 없이 거의 일정하며 통전시간이 긴 경우에는 조직의 온도상승으로 인하여 저항값이 약간 감소한다. 일반적으로 인체의 장기,뼈 등의 각 조직별 저항값은 매우 상이하나 감전측면에서 인체의 사지중 임의의 두 수족간 저항값 500Ω을 기준으로 고려되고 있다.

 2. 피부의 전기저항

피부의 전기저항은 열령별, 남여별, 인체의 각부분별,수분의 함유량에 따라 매우 많은 차이를 나타내고 있으나 일반적으로 약 2500Ω 정도를 기준으로 적용되고 있다. 피부가 물에 젖은 경우는 건조한 경우의 약 1/25로 저하되고 땀이 난 경우에도 1/12～1/20 정도로 저하되는 것으로 보고되고 있다.

 3. 인체의 경로별 저항

실제적으로 인가전압이 증가하면 인체저항은 감소하며 어린이 보다는 어른의 전기저항이 높게나타고 있다. 이 경우 인가 전압의 상승에 따라 피부조직이 파괴되어 인체의 내부저항값에 근접하게 된다.

또한 인체는 유전체의 성질을 가지고 있어 인가시간이 경과 할 수록 통전경로의 온도가 상승하게 되어(주울열) 인체저항이 감소되는 특성을 가진다.

보통 인체의 경로별 저항

 

피부저항이 약 2500Ω,

내부조직의 저항이 약 300Ω,

발과 신발사이의 저항을 1500Ω,

신발과 대지사이의 저항을 700Ω

전체저항을 약 5000Ω로 본다.

* 인체의 내부저항은 한쪽 손과 한쪽 발까지의 내부저항을 100%(500Ω)를 기준하여 %로서 다음과 같이 나타낼수 있다.

  - 손⇨손 : 100,  손⇨머리 : 50

3. 감전을 전제로한 등가회로

인체가 감전된 경우에는 인체의 고유한 저항뿐만이 아니라 충전부와 접촉된 부분의 접촉저항과 인체와 대지와의 접촉저항이 매우 중요한 회로변수로서 작용된다. 즉, 감전자의 인체저항과 충전부 및 대지 접촉저항이 직렬로 연결된 상태가 된다.