มนุษย์พลังงานกับกระแสไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์

ในร่างกายของมนุษย์สามารถสร้างพลังงานได้มากมาย คุณอาจเคยพบกับเหตุการณ์ที่ว่า เวลาที่แตะหรือสัมผัสอะไรที่เป็นโลหะ เช่น รั้วบ้าน ประตูรถ รถเข็นซูเปอร์มาร์เก็ต ฯลฯ คุณจะรู้สึกเหมือนโดนไฟช็อต นั่นเป็นเพราะร่างกายของคุณสะสมไฟฟ้าสถิตไว้มากเกินไปนั่นเอง เมื่อใดก็ตามที่เราบังเอิญไปสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าเราจะถูกกระตุก การกระตุกเกิดจากผลกระทบของการไหลของกระแสไฟฟ้าที่เข้ามาในร่างกายมนุษย์ และถ้าแรงดันไฟฟ้าที่ทำงานอยู่ในร่างกายมนุษย์มีน้อยกว่าหรืออ่อนแอกว่าไฟฟ้าที่เข้ามาปะทะ มนุษย์ก็จะทรุดตัวลงและอาจหมดสติได้ แต่ถ้าไฟฟ้านั้นถูกควบคุมให้กระแสวิ่งผ่านร่างกายลงพื้นดินก็จะปลอดภัยจากการกระตุกได้

ความต้านทาน (Impedance) กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านร่างกายมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความต้านทานรวมซึ่งเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่ง ความต้านทานรวมนี้คือ ความต้านทานของตัวนำไฟฟ้า ความต้านทานของร่างกาย ความต้านทานของดิน ในกรณีที่กระแสไฟฟ้าไหลลงสู่ดิน ความต้านทานของร่างกายคนเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของแต่ละคน สภาวะทางอารมณ์และความชื้นบนผิวหนัง ความต้านทานของร่างกายจะลดลงอย่างมากเมื่อผิวหนังเปียกชื้น จากรูปเมื่อร่างกายสัมผัสกับสายไฟ 1 เส้นจะมีอันตรายน้อยกว่าการที่ร่างกายสัมผัสกับไฟฟ้าทั้ง 2เส้น เนื่องจากกรณีแรกมีความต้านทานรวมมากกว่าคือ ความต้านทานของร่างกายจากมือถึงเท้า และความต้านทานเนื่องจากดิน กรณีที่สองทางเดินของกระแสไฟฟ้ามีระยะทางอันสั้นและความต้านทานรวมน้อยกว่ามากอาจจะทำให้เสียชีวิตได้ทันที

ร่างกายคนเรามีความต้านทานต่อไฟฟ้าเท่าไร ?

ความต้านทานของร่างกายต่อไฟฟ้า เป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้เกิดอันตรายเกิดขึ้นต่อมนุษย์ ผิวหนังเป็นตัวควบคุมปริมาณของกระแสไฟฟ้าให้ไหลผ่านเข้าได้มากหรือน้อย จากการศึกษาพบว่า

- ผิวหนังแห้ง มีความต้านทาน 100,000-600,000 โอห์มต่อตารางเซนติเมตร

- ผิวหนังเปียก มีความต้านทาน 1,000 โอห์มต่อตารางเซนติเมตร

- ความต้านทานภายในร่างกายจากมือถึงเท้า (ไม่มีผิวหนัง) 400-600 โอห์มต่อตารางเซนติเมตร

- ความต้านทานระหว่างช่องหู ประมาณ 100 โอห์มต่อตารางเซนติเมตรโดยทั่วไปในทางปฏิบัติกำหนดค่าความต้านทานต่อไฟฟ้าของคนที่ทำงานกับไฟฟ้าไว้ 1,000 โอห์ม

การคำนวณ : ช่างไฟฟ้าทำงานกับสายไฟฟ้าแรงดัน 12,000 โวลต์ มือพลาดไปโดนสายไฟ ทำให้มีกระแสไหลผ่านลงดินที่ฝ่าเท้าที่สัมผัสอยู่กับเสาคอนกรีต การคำนวณกระแสที่ไหลผ่านร่างกาย

จากกฎของโอห์ม แรงดัน = กระแสไฟฟ้า x ความต้านทาน

กระแสที่ไหลผ่านร่างกาย = 12,000 โวลต์ / 1,000 โอห์ม

= 12 A = 12000 mA

ร่างกายของมนุษย์สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เท่าไหร่

โดยมาตรฐานทั่วไปแล้ว ร่างกายของคนเรานั้นสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้โดยเฉลี่ย 100 วัตต์ ใน 1 วัน สำหรับคนที่มีร่างกายสมบูรณ์แข็งแรง อย่างเช่นนักกีฬา สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้สูงสุดถึง 300-400 วัตต์ ซึ่งอาจสูงมากกว่านี้แล้วแต่ศักยภาพของบุคคล กระแสไฟฟ้าในร่างกายของมนุษย์นั้น เกิดจากพลังงานความร้อนในร่างกายที่เราได้มาจากการทานอาหารยิ่งเรากินอาหารและเกิดการเผาผลาญในร่างกายมากเท่าไหร่ ความร้อนที่เกิดในร่างกายนั้นก็จะผลิตกระแสไฟฟ้าเพิ่มมากยิ่งขึ้นขึ้นเท่านั้น

นอกจากนี้มีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ล่าสุดที่ช่วยเก็บเกี่ยวพลังงานไฟฟ้าจากการเคลื่อนไหวของมนุษย์ โดยเทคโนโลยีมีชื่อว่า Power Felt ถูกพัฒนาขึ้นโดย Corey Hewitt นักศึกษาปริญญาเอกสาขา Center of Nanotechnology and Molecular Materials จาก Wake Forest University ด้วยการใช้วิธีง่ายๆในการสร้างพลังงาน thermoelectric จากร่างกายของคน ได้ผลิตวัสดุแบบใหม่ด้วย nanotubes สอดเข้าไปใน plastic fibers โดยการใช้ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิในการสร้างพลังงานไฟฟ้า วัสดุแบบใหม่นี้มีความยืดหยุ่นสูงซึ่งอาจนำไปประยุกต์ใช้ทำเสื้อผ้าและใช้ความร้อนจากร่างกายเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรืออาจจะนำมาทำชั้นที่คั่นระหว่างฉนวนกันความร้อนและหลังคาบ้าน หรือใช้ทำเป็นที่หุ้มเบาะรถยนต์ เพื่อเก็บเกี่ยวความร้อนจากแสงอาทิตย์มาผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าได้

แหล่งที่มา https://www.scimath.org/article-science/item/11344-2020-03-06-08-31-32