Hangisi Öldürür: Akım mı, Voltaj mı? Bunlar Bizi Nasıl ve Neden Öldürüyor?

Hangisi öldürür? Akım mı, voltaj mı?

Bunlar bizi nasıl ve neden öldürüyor?

Elektrikle ilgili kavramlardan hangisi ölümlerin asıl sorumlusudur?

Birçok insan elektriğin asıl ölümcül özelliğinin akım miktarı olduğunu düşünür.

Ancak Jurassic Park gibi elektrikli tel sahnesine sahip filmler voltaj üzerinden bir anlatım yaparak asıl öldürücü darbeyi vurunun voltaj olduğunu işaret etmektedir.

Peki hangisi doğru? Gerçekten de elektriği algılamamıza neden olan, dolayısıyla canımızı acıtan ve hatta bizi öldüren şey elektrik akımıdır.

Elektrik akımı bir bölgeden geçen, akan, elektron gibi yüklü parçacıkların sayısına verilen isimdir.

Vücuda hasar veren ve ölüme sebep olabilen unsur da bu yüklü parçacıklardır.

Ancak az sonra göreceğimiz gibi yüklü parçacıklar kendiliğinden hareket edemezler.

Ve bu nedenle sadece elektrik akımından söz ederek elektriğin verdiği hasarı anlamamız mümkün olmaz.

Daha bütüncül bir bakışa ihtiyacımız var.

Ama önce gelin elektrik akımının neden tehlikeli olduğunu anlayalım.

Elektrik akımı neden tehlikeli?

Tüm bu nedenle elektrik çarpan kişilerde doku hasarı ve sistemsel işlev bozuklukları görülebilir.

Genel olarak elektrik çarpması sonucu oluşacak hasarın şiddetini belirleyecek olan faktörler şöyle sıralanabilir.

Akım yoğunluğu, doku direnci ve temas süresi.

Bunlara ek olarak bazı ikinci ama kimi zaman birinci faktörler kadar önemli olan faktörler saymak mümkündür.

Akımın vücutta izlediği yol, tıbbi implantların varlığı, altta yatan diğer hastalıkların varlığı, yaş, cinsiyet, elektrik çarptığında vücudumuzdaki dokuları ve organları yakan ve hatta kalbin

durmasına neden olan unsur akım içerisinde bulunan bu yüklü parçacıklardır.

Daha doğrusu bunların yoğunluğudur.

Bunlar vücut içerisinde hızla seyahat ederken farklı dirence sahip dokularda farklı miktarlarda ısı üretirler ve doku yanmasına neden olurlar.

Bu nedenle akımın ne süreyle hangi dokular üzerinden geçtiği hastaların miktarını etkilemektedir.

Ayrıca hem sinir hücrelerimiz hem de diğer dokularımız zayet hücrelerimiz özellikle hücre zarları elektrikten faydalanarak birbirleriyle iletişim kurdukları ve iç fonksiyonlarını düzenledikleri için vücudun içerisinde akan

güçlü elektrik akımları hücrelerimizin ve özellikle sinir hücrelerimizin elektriksel dengesini bozarak onların işlevlerini olumsuz etkiler.

Örneğin göğüs bölgesinde dolaşan şehir elektriği bir saniyeden çok daha kısa bir süre içerisinde ventriküler fibrilasyona yani Anormal kalp ritmine sebep olarak ölüme getirebilir.

Bunun haricinde elektrik şoku sinir hücrelerini harap ederek sinir hastalıklarının oluşumunu tetikleyebilir.

Hatta elektrik şoku kaynaklı nöropatilerin semptomları gözden kaçacak olursa hastalığın şiddeti daha yüksek olabilir.

Bunlara ek olarak elektrik akımıyla nasıl temas edildiği de önemlidir.

Çünkü elektrik akımının işletine bağlı olarak kaslar kontrolsüzce kasılacağı için kasların doğal kasılma yönleri şoktan kurtulma ihtimalini etkilemektedir.

Örneğin avuç şişi ile bir elektrik teli kavranacak olursa bu telden yığılan elektrik nedeniyle el kasları daha da kasılacak ve teli daha da sıkı tutmayanlar olacaktır.

Yani şahıs elektrik çarpıyor olmasına rağmen şoktan kurtulma yönünü de hareket edemeyecektir.

Buna bırakmama olgusu denir.

Bu durum temas süresini artırarak ölüm riskini yükseltecektir.

Tabi dikkat etmekte fayda var.

Ölümcül olmayan seviyelerde akım bile insan kaslarının kontrolsüz bir şekilde kasılmasına veya en basitinden ürküme neden olarak düşmelere sebep olabilir ve sert isimlerle çarpışma sonucunda çok basit elektrik çarpmaları

bile ölümeye ulaşabilir.

Bu yüzden elektriğin etrafında vakit geçirirken çok dikkatli olunması gerekir.

Voltajın rolü ne? Ancak akım vakum içinde kendiliğinden var oluvermemektedir.

Elektrik yükünü bir noktadan diğer bir noktaya taşıyabilmek, dolayısıyla akım oluşturabilmek için voltaj ihtiyaç vardır.

Bunu anlamak için elektriğin en temel formülü olan Ohm yasası ile başlayalım ve temel kavramlara bir bakalım.

V eşittir, I çarpı R.

Bu denklemde V voltaj, I akım, R ise dirence karşılık gelir.

Voltaj akımla direncin çarpımıdır.

Dolayısıyla bu denklemde her bir parça birbiriyle doğrudan ilişkildir.

Daha bu noktada bile asıl ölümcül olanın spesifik bir özellik olduğunu söylemekte zorlanmaktayız.

Çünkü biri olmadan diğerleri var olamamaktadır.

Voltaj akım üretmek için gereken potansiyel farktır.

Daha teknik tabiriyle iki nokta arasında bir test yükünü hareket edebilmek için yük başına yapılması gereken iş miktarıdır.

Voltaj volt ile ölçülür.

Görebileceğiniz gibi akımın oluşmasını sağlayan unsur voltajdır.

Bu bir nehrin akabilmesi için bir yükseklik farkının var olması gerekmesi gibidir.

Eğer bir yükseklik farkı yoksa nehir akamaz.

Voltaj yoksa elektrik akamaz.

Daha popüler bir deyişle voltaj silahtır, akım kurşunudur.

Dolayısıyla voltaj miktarı da bir elektrik akımının ölümcülüğü hakkında size bilgi verebilir.

En nihayetinde canınızı acıtacak veya sizi öldürecek düzeyde akımın vücudunuzdan geçebilmesi için yeterince büyük bir voltaj gereklidir.

Ayrıca ortalama bir insanın vücut direncini R'ye sabit alacak olursanız voltaj rakım arasında doğrusal olarak ilişki olacaktır.

Bu durumda voltajdan söz ederek de risk analizi yapmanız mümkün olacaktır.

Sadece şunu hatırlayın. Dokuları hasarı veren asıl unsur...

Elektrik akımı olduğu için voltaj üzerinden konuşurken direncin her koşulda sabit olduğu varsayım yapılmaktadır.

Burada ilginç bir nokta aşırı yüksek voltajın insan derisinin diğ elektrik özelliklerini bozabilmesi ve vücut direncini düşürebilmesidir.

Bu sayede aynı voltaj ile çok daha yüksek akım üretmek mümkün olur.

İnsan vücudu için diğ elektrik özelliklerin bozulması olayı yaklaşık 600 volt seviyesinde başlar.

İşte tam da bu nedenle birçok elektrikli tel üzerinde voltaj bilgisi verilir.

Çünkü 600 volt üzeri voltaj seviyelerinde muhtemelen bireysel özellikleriniz artık önemini tamamen yetirecektir ve üzerinizden neredeyse kesin olarak kalıcı hasar oluşacak düzeyde elektrik yakımı geçecektir.

İnsan vücudunun direncinin rolü ne?

Bu noktada karşımıza üçüncü bir kavram çıkıyor.

Direnç. Çünkü var olan voltaj miktarına bağlı olarak ne kadar akım üretebileceğini belirleyen unsur dirençtir.

Yani voltaj dirence bağlı olarak çeşitli seviyelerde akımlar üretebilecektir.

Direnç ohm ile ölçülür.

Örneğin insan vücudunun direnci oldukça değişkendir.

Eğer vücudunuz kuruysa 1 mega ohm yani 1 milyon ohm ile 100 mega ohm arasında değişen değerler alabilir.

Ancak vücudunuz ıslaksa bu direnç düzeyi 500 ohm seviyesine kadar düşebilir.

Bu ne anlama geliyor? Ohm yasasına göre aynı miktarda voltajla daha düşük direnç üzerinden çok daha fazla akım geçirmek mümkündür.

İşte bu nedenle banyodaki elektrik kaçakları çok daha tehlikelidir.

Çünkü ıslak bir şekilde banyodan çıktığınızda aynı miktarda voltaj normalden çok daha yüksek miktarda akımın vücudunuzdan geçmesini sağlayabilir.

Dahası direnci nasıl ve hangi noktalardan ölçtüğünüze göre değişebilecektir.

Örneğin elden ele, elden ayağa, ayaktan ayağa, elden bileğe gibi farklı noktalarda yapılan ölçümler farklı direnç değerlerine karşılık gelecektir.

Benzer şekilde terli ve bağımladığınızda vücut direncinizi değiştirecektir.

Ne düzeyde elektrik acı vericidir?

Akımın vücudunuza vereceği hasarı belirlemek için bu noktaya kadar değerlendirdiğimiz birden fazla unsuru bir arada dikkate almamız gerekiyor.

Fakat ondan önce elektrik akımının doğasına yönelik önemli bir detayla hatırlamakta fayda var.

Elektriğin yön değiştirmesi.

Doğru akım ve alternatif akım.

Elektriğin vereceği zararı etkileyen en önemli unsurlardan birisi akımın yön değiştirip değiştirmediğidir.

Yön değiştirmeyen akımlara doğru akım, yön değiştiren akımlara ise alternatif akım denir.

Doğru akım kaynaklarının en tipik örneği pillerdir.

Alternatif akım kaynağı olarak ise duvarınızdaki prizleri düşünebilirsiniz.

Örneğin saniyede 60 defa yön değiştiren alternatif akım kaynaklarından gelecek 1 mA'lık elektrik akımını birleştirtmeniz mümkündür.

1 A bir saniyede akan bir kolomb değerindeki yük miktarıdır.

Bu nedenle A akımın birimidir.

1 mA bir amperin binde biridir.

Bu kadar düşük miktardaki alternatif akım bile hissetmeniz mümkündür.

Ancak doğru akım için bu değer 1 mA değerinin 5 katı kadardır.

Yani 5 mA değerine kadar olan doğru akımı hissetmeniz pek mümkün olmayacaktır.

Farklı miktarlardaki elektriğin insan vücudu üzerindeki etkisi.

Elektrik miktarına bağlı olarak vücutta tam olarak ne tür hasarlar oluşacak sorusuna çok net bir cevap vermek kolay değildir.

Çünkü her bir bireyin elektriğe karşı direnci farklı olacaktır.

Cinsiyet. vücut kitlesi ve benzeri faktörlerde bu direnci etiketmektedir.

Bazı insanlar çok ufak miktarda elektrikle bile titriyebilirken, bazı diğerleri daha yüksek akım değerlerinde bile çok bir acı hissetmez.

Ama yapılan çalışmaları genel olarak bir tabloya dökmek mümkün.

Bunu yaptığımızda karşımıza şöyle bir sonuç çıkıyor.

Bu tabloda Hz, frekansın birimi olan hertz'in kısaltmasıdır.

Alternatif akım kaynaklarının ne sıklıkla yön değiştirdiğinin bir ölçüsüdür.

Örneğin 60 Hz AC başlıklı stündeki alternatif akım her saniyede 60 döngü yapmaktadır.

Bir döngüde iki yön değişimi vardır.

Dolayısıyla 60 Hz alternatif akım bir saniyede 120 defa yön değiştirmektedir.

100 kHz yani 100.000 Hz stündeki akım ise her saniye 200.000 defa yön değiştirmektedir.

Elbette bu tablodaki sayılar sadece yaklaşık değerlerdir ve herkese eşit derecede genellenemez.

Vücut kimyasına bağlı olarak bu sayılar da değişecektir.

Ama genel olarak alternatif akımın doğru akımdan çok daha etkili olduğuna dikkatinizi çekeriz.

Yapılan çalışmalara göre uygun şartlar altında insan vücudu için 0.01 amper ya da 10 milli amper alternatif akım bile ölümcü olabilmektedir.

Fakat birçok durumda bu düzeyde akım ölüme yol açmayacak ve daha ziyade acı verici bir deneyim olacaktır.

Daha realistik olarak bakacak olursak birçok durumda 100-200 mA, 0.1 ile 0.2 A seviyesindeki alternatif akım ölüm tehlikesi olarak nitelendirilir.

Ve yaklaşık 500 mA seviyesinden sonraki alternatif akım seviyelerinde kalbin çalışması mümkün olmayacaktır.

Fakat az sonra göreceğimiz gibi alternatif akımın frekansı bu sonucu etkileyebilmektedir.

Genel olarak daha hızlı yön değiştiren elektrik akımı daha az etkiliye sebep olmaktadır.

Doğru akım ile bir kişinin hayatını kaybetmesi pek olası değildir ancak imkansız da değildir.

Buna rağmen 60-90 mA düzeyindeki doğru akım ciddi düzeyde acı verebilir ve nefes tarlığına yol açabilir.

Altta yatan sebepler varsa bunların etkisiyle ciddi sağlık komplikasyonları ve ölüm yaşanabilir.

Ancak burada dikkat edilmesi gereken nokta akımın izlediği rotadır.

Yani akımın vücudunuza hangi noktadan girdiği ve nereden çıktığı, dolayısıyla bu iki nokta arasında akımın nasıl bir yol izlediği büyük öneme sahiptir.

Örneğin aşağıda, sol elden girip sol ayaktan çıkan alternatif akımın farklı seviyelerinin vücutta ne şekilde deneyimlendiği gösterilmektedir.

Grafikte yata eksende alternatif akım miktarı, düşe eksende ise temas süresi bulunmaktadır.

Mavi bölge AC1, insan vücut tarafından algılanamayacak kadar düşük seviyeli alternatif akıma karşılık gelmektedir.

Yeşil bölge AC2, akımı algılayabildiğiniz ama kontrolsüz kas kasılmalarının yaşanmadığı bölgedir.

Sarı bölge AC3, kontrolsüz kas kasılmalarının yaşandığı ama etkilerin geri döndürülebilir olduğu bölgelerdir.

Kırmızı bölge AC4, muhtemelen geri döndürülemez bazı hasarlar yaşayacağınız bölgedir.

Burada AC4.1 bölgesinde kalp durması ihtimali %5 olarak hesaplanmaktadır.

AC 4.2'de bu oran %5 ile %50 arası, AC 4.3'de ise %50'nin üzerine hesaplanmaktadır.

Sonuç Sonuç olarak her ne kadar akım değerleri asıl fizyolojik hasarı veren şey olsa da sadece akım değerlerinden yola çıkarak sonuca vermek mümkün değildir.

Dirence bağlı olarak hasar verecek akımı başlatacak kadar voltaj yoksa ölümcül bir sonuç da olmayacaktır.

Belli miktarda voltaj varsa da diren çok yüksekse yeterli miktarda akım üretilemeyebilir.