Na základě tohoto experimentu si žáci uvědomí, že to, co člověka může zabít, je elektrický proud, který jím prochází, a co ovlivňuje jeho velikost.
Cíle
Žák popíše
- že to, co člověka může zabít, je elektrický proud, který jím prochází.
- že velikost proudu závisí na velikosti odporu lidského těla a napětí, na které se připojí.
- že na velikosti odporu lidského těla má významný vliv vlhkost.
Zařazení do učebnice
Kamkoliv v rámci kapitoly Bezpečnost při práci s elektřinou.
Průběh experimentu
Experiment začínám otázkou:
- Může člověkem protékat elektrický proud?
- Předpokládaná odpověď: Ano!
A pokračuji dál:
- Chce být někdo dobrovolníkem, na kterém si ukážeme, jak to vypadá? (Většinou se přihlásí celá řada zájemců.)
Poděkuji za zájem a řeknu:
- Pro jistotu nejdřív zapojím kus tuhy, ať víte, do čeho jdete. Dobře se dívejte, co se s tuhou děje.
Připojím tuhu do mikrotužky (osvědčila se mi 0,7 HB) na laboratorní zdroj napětí a nastavím malou hodnotu napětí (cca 1 V), při které se s tuhou nic neděje. Postupně zvyšuji napětí. Z tuhy se začíná kouřit, pak žhne až nakonec silně svítí (pár sekund než se přepálí).
Na základě tohoto pozorování poprosím o dobrovolníka, kterého zapojím místo tuhy. Zájem je většinou menší, ale někdo se přece jen vždycky najde.
Připojím dobrovolníka místo tuhy, ale nic se s ním samozřejmě neděje.
Zeptám se žáků:
- Jak to, že taky nesvítí? Znamená to, že jím neteče proud? Tuha při tomhle napětí už svítila.
Postupně se na základě znalosti Ohmova zákona dopracujeme k odpovědi, že proud teče (můžeme ho i změřit), ale mnohem menší, protože člověk má větší odpor jako tuha.
- Jak by asi vypadal člověk, kterým by tekl stejně velký proud jako tuhou?
- Předpokládaná odpověď: Shořel by jako ta tuha!
- Jak docílit toho, aby člověkěm protékal větší proud?
- Předpokládaná odpověď: Zvýšíme napětí nebo snížíme odpor těla.
Pokračování experimentu pro odvážné. Vyzvu dobrovolníka, aby si připojil elektrody na jazyk. Většinou se mu moc nechce, což mu schválím, protože by mu to taky mohlo ublížit (vše se samozřejmě odvíjí od hodnoty napětí na zdroji). Snížím proto napětí na 4 V a zaručím se, že je to bezpečné.
Dobrovolník cítí brnění jazyka.
Otázka pro žáky:
- Když se držím rukama, nic necítím a jazyk mi brní, proč?
- Předpokládaná odpověď: Protože je vlhký a krátký, má menší odpor a teče jím tím pádem větší proud.
- Co tedy výrazně snižuje odpor lidského těla?
- Předpokládaná odpověď: Vlhkost.
Na základě tohoto experimentu se často vyrojí řada dalších otázek k prodiskutování, které je možné samozřejmě zmínit i ze strany učitele.
Například:
- Paralyzér může mít napětí stovky tisíc voltů. Jak to, že člověka nezabije?
- Když strčím hřebík do zásuvky, tak jsem přece nespojil dvě místa, mezi kterými je napětí. Jak to, že mnou teče proud?
- Proč mohou sedět ptáci na drátech vysokého napětí?
- Jak je možné, že proud ze zásuvky proteče třeba podrážkou bot?
Něco navíc:
Při celém experimentu můžeme měřit velikost proudu, který člověkem protéká, a také ověřit, že se jeho hodnota po navlhčení rukou několikanásobně zvýší.
Použité pomůcky
mikrotuha (0,7 HB), laboratorní zdroj napětí, dobrovolník, multimetr
