شوک الکتریکی

بررسی دانشی رخداد برق گرفتگی

چرخه الکتریکی از یک سرچشمه توان، راه گذر، بار الکتریکی و توانگیر تشکیل شده. راه گذر گردش از یک منبع تغذیه آغاز و به زمین پایان می‌گیرد. همیشه الکتریسیته یا جریان الکتریکی، کوتاه‌ترین راه را برای رسیدن به زمین پیدا می‌کند. از آنجا که ۷۰ درصد تن ما را آب تشکیل داده و آب رسانای بسیار خوبی برای گذر جریان الکتریکی می‌باشد پس هنگامی که انگشت ما با یک سیم حامل جریان تماس پیدا می‌کند یعنی کوتاه‌ترین راه برای گذر جریان پیدا شده‌است.

سوختگی

گذر جریان از بدن به اندازه ۱ میلی آمپر را آستانه پایین دریافت برق گرفتگی می‌گویند. یک حس قلقلک پدید می اید اما این جریان اگر از ۱۰۰ میلی‌آمپر بیشتر باشد و ولتاژ تغذیه نیز به اندازه کافی بسیار باشد بدن دچار ازدست دادن پاره تن می‌گردد. اگر ولتاژ چیزی بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ ولت باشد، به دلیل اُهم کم تن گردش بسیاری پیدایش می‌شود. اما همان اندازه کم ایستادگی در تن در برابر گذر گردش، مایه پیدایش گرمای بسیار و در پایان سوختگی بیرونی و درونی می‌شود.

تأثیر بر روی دستگاه عصبی

مسئله دیگر عبور جریان الکتریکی از بدن که می⁯توان آن را مهلکترین اثر برق گرفتگی بر روی بدن دانست، تأثیر آن بر روی سیستم عصبی است. منظور از سیستم عصبی، شبکه ⁯ی بین سلول⁯های عصبی یا همان نرون⁯هاست، که وظیفه آن‌ها تنظیم فرایندهایی است که در اعضای بدن انجام می⁯پذیرد. از جمله بخش⁯های مهم سیستم عصبی می⁯توان از مغز، نخاع و سلول⁯های حسی بدن را نام برد.
ارتباط بین سلول⁯های عصبی به وسیله جریان الکتریکی انجام می⁯پذیرد. این سلول⁯ها برای برقراری ارتباط از سیگنال⁯های الکتریکی با جریان و ولتاژ بسیار پایین استفاده می⁯کنند. به وسیله این سیگنال⁯ها دستور از سیستم عصبی به قسمت⁯های مختلف بدن مانند ماهیچه⁯ها یا غده درون‌ریز می⁯رسد. حال اگر جریان برق در بدن یک موجود زنده به اندازه کافی زیاد باشد، سیگنال⁯های الکتریکی فرستاده شده به وسیله مغز را خنثی خواهد کرد، بنابراین از ایجاد عکس⁯ العمل در بدن مصدوم جلوگیری خواهد کرد. همچنین عبور جریان الکتریکی از رگ‌های عصبی موجب به وجود آمدن حرکات غیرارادی در بدن مصدوم خواهد شد به طوری که مصدوم نمی⁯تواند هیچ اقدامی در مدت برق گرفتگی انجام دهد.
این حالت زمانی که مصدوم هادی برق دار را در دست خود گرفته، می⁯تواند خیلی خطرناک تر باشد چراکه ماهیچه⁯های قرار گرفته بر روی ساعد که مسئول خم کردن انگشتان هستند از ماهیچه⁯هایی که مسئول صاف کردن انگشت⁯ها هستند قوی⁯ترند. هنگام برق گرفتگی هر دونوع ماهیچه تلاش می⁯کنند تا منقبض شوند اما در این حالت به علت قوی تر بودن ماهیچه⁯های خم⁯کننده پیروزی با آنهاست. اتفاقی که در این لحظه رخ می⁯دهد این است که دست با تمام قوا مشت می⁯شود، اگر زمانی که این اتفاق رخ می⁯دهد هادی حامل جریان در کف دست مصدوم باشد، با مشت شدن دست هادی به دست چسبیده و هدایت الکتریکی بهتر برقرار خواهد شد. این رخداد ممکن است موقعیت مصدوم را بیش از پیش خطرناک کند. باید به این نکته اشاره کرد که در این حالت رها کردن هادی برای مصدوم غیرممکن است.
افرادی که تجربه برق گرفتگی دارند احتمالاً با تشنج⁯های به وجود آمده در این حالت آشنا هستند. این تشنج⁯ها تنها در حالتی از بین خواهند رفت که عبور جریان از بدن متوقف شود. البته حتی پس از قطع برق نیز تا مدتی کنترل بعضی ماهیچه⁯ها برای مصدوم غیرممکن است و همچنین عملکرد انتقال دهنده⁯های عصبی تا مدتی مختل خواهد شد. از این قابلیت برای ساخت سلاح⁯های بی حرکت‌کننده استفاده می⁯شود (توضیحات بیشتر در انتهای صفحه).
اثرات عبور جریان الکتریکی در بدن تنها به ماهیچه⁯های حرکتی بدن محدود نمی⁯شود. قلب و شش⁯ها دارای دیافراگم⁯ها یا دریچه⁯هایی هستند که عملکرد آن‌ها را کنترل می⁯کند. با عبور جریان از بدن سیگنال⁯های الکتریکی مغز برای این ماهیچه⁯ها خنثی خواهد شد و بدین ترتیب این ماهیچه⁯ها دچار عارضه "fibrillation" یا انقباض بی نظم عضلانی خواهد شد (در صورت AC بودن جریان). در این حالت قلب با سرعت بیشتر و با فشار کمتری می⁯تپد به طوری که نمی⁯تواند عمل رساندن خون به قسمت⁯های حساس بدن را انجام دهد. در هر حال نتیجه یک برق گرفتگی با شدت بالا، چه ایست قلبی باشد و چه خفگی مرگبار خواهد بود.
جریان الکتریکی از جهت نوع AC یا DC نیز می⁯تواند آثار متفاوتی بر روی بدن داشته باشد. جریان DC همواره دارای مقداری ثابت است این خاصیت جریان DC می⁯تواند موجب شود مصدوم در هنگام برق گرفتگی کاملاً فلج شود. بر عکس در جریان AC به خاطر تغییرات دائمی در بین هر سیکل، امکان فرار از حالت بی⁯حرکت شدن بیشتر است. بنابراین از نظر بی⁯حرکت‌کنندگی جریان DC از AC خطرناک تر است.
اما تأثیرات جریان AC بر روی قلب می⁯تواند مرگبارتر باشد چراکه جریان AC به راحتی قلب را دچار حالت ضربان نامنظم (fibrillation) می⁯کند و این در حالی است که جریان DC تنها موجب ایست قلبی می⁯شود. در اینجا باید به این نکته اشاره کرد که امکان بازگشت برای قلبی که دچار ایست شده باشد از قلبی که دچار ضربان نامنظم شده باشد بیشتر است.

استفاده از شوک الکتریکی به عنوان سلاح

تفنگ شوک الکتریکی یا Taser نوعی اسلحه خاص برای ایجاد اغتشاش ماهیچه⁯ای و در نتیجه بی حرکت کردن فرد است. این اسلحه بر طبق اصول برق گرفتگی به‌طور ناگهانی و برای مدت بسیار کوتاهی ولتاژ بسیار بالا اما با جریان کم را بین دو الکترود خود ایجاد می⁯کند. حال اگر فردی در تماس با اسلحه قرار داشته باشد سیستم انتقال عصبی او دچار اختلال شده و به این ترتیب فرد اختیار کنترل ماهیچه⁯های خود را برای مدتی از دست خواهد داد این عملکرد با درد شدیدی برای فرد مورد حمله قرار گرفته همراه خواهد بود. برای اکثر مردم حداقل دو تا سه ثانیه طول می⁯کشد تا تعادل خود را از دست بدهند. ولتاژ بین الکترودها وابسته به نوع سلاح بین ۵۰ kV تا ۱ MV خواهد بود اما ولتاژهای رایج برای این اسلحه بین۲۰۰ kV تا ۳۰۰ kV هستند.