【题目编号】MC1-1367
【题目】如果用两手分别接触电压有效值相同但频率不同的电路的两个端点,则所受安全威胁由 大到小可以排序为:
【答案】A
[A]工频交流电、HF 射频交流电、UHF 射频交流电
[B]UHF 射频交流电、HF 射频交流电、工频交流电
[C]HF 射频交流电、工频交流电、UHF 射频交流电
[D]HF 射频交流电、UHF 射频交流电、工频交流电
考点速览
这道题要求把工频交流、高频(HF)射频交流、特高频(UHF)射频交流三者,按对人体安全威胁由大到小排序。答案是工频交流电、高频射频交流电、特高频射频交流电。考点有两层:人体对工频电流最敏感,频率升高后电流被限制在体表、能到达深部器官的比例下降。
为什么工频最危险
工频指五十赫兹或六十赫兹的电力频率,恰好落在人体对电流最敏感的区间。这个敏感度的核心表现是心室纤颤阈值最低:工频电流经过胸腔时,很小的电流就可能打乱心脏的正常电活动节律,引发心室纤颤,而心室纤颤一旦发生,几分钟内得不到救治就会致命。
人体对电流的生理反应可以按电流大小分档理解:感知阈值很小,只是麻一下;再大一些会引起肌肉持续收缩,人无法自主松脱;继续增大则出现呼吸肌麻痹与心室纤颤。工频电流在通电与断电的瞬间还会引起肌肉的剧烈反应,可能导致人跌倒或者甩手撞到周围物体,造成二次伤害。
工频之所以如此,还与人体阻抗的频率特性有关。人体阻抗在低频段以皮肤角质层的电阻为主,数值较高;但皮肤一旦潮湿、破损或接触面积大,阻抗迅速下降,工频电流就能显著上升。工频既占据了纤颤阈值最低的频段,又不必依赖太低的电压就能驱动足够的电流。
频率升高后危害形式怎样改变
频率进入高频与特高频段后,电流分布向体表集中。电流在体表流动,穿过胸腔、到达心脏的比例明显减小,诱发心室纤颤的能力随之下降,直接致死的风险降低。频率越高,这种深部保护越明显,所以特高频的危害在这三层里排在最后。
但危害并没有消失,只是换了形式。电流集中在体表,皮下组织的电流密度升高,热效应成为主要伤害机理,射频灼伤可能出现;长时间、较大功率的射频暴露还可能带来其他健康影响。所以正确的表述是致死风险排序,而不是安全的排序。把特高频排在末位,是就诱发心室纤颤与致死的威胁而言,绝不意味着可以随意触摸高频大功率天线。
另外一个不可忽视的因素是接触面积与接触方式。同样频率下,接触面积大、接触压力大、有汗水,都会让电流上升。判断一个人的实际风险,除了看频率,还要看电压高低、接触状态、通电时间与电流路径。
逐项辨析
批改这类排序题的方法很直接:先找出三个对象里最危险的那个,再比较剩下两个。
工频交流在三个对象中最危险,这是唯一没有争议的一环。剩下的工作就是判断高频与特高频谁更靠前。高频频率较低,趋肤效应相对较弱,电流穿透深部组织的比例高于特高频,因此高频射频交流的威胁大于特高频射频交流。
选项 A 的次序是工频、高频、特高频,从最危险到最不危险,与频率升高而致死风险下降的规律一致,正确。
选项 B 把特高频放在最前、工频放在末位,恰好把整条顺序颠倒,既违背了人体对工频最敏感的结论,也违背了趋肤效应随频率增强的方向,错误。
选项 C 把高频排在最前、工频排在中间,把工频从最危险的位置挪开,这是最容易被直觉误导的一款——射频有灼伤风险,听起来更凶,但就致死风险而言工频仍然居首。错误。
选项 D 把高频排在最前、工频垫底,把工频与特高频的相对位置完全颠倒,同样错误。
易混淆点:三种"最危险"的不同口径
问哪种电流最危险,要先明确口径。按引发心室纤颤与致死论,工频居首,这是安全用电教育里反复强调的结论。按造成局部组织烧伤论,射频尤其是较高频率与大功率条件下更突出,因为电流集中在体表。按长时间暴露的健康影响论,还要考虑功率密度与暴露时间。
题干问的是所受安全威胁由大到小,在缺少其他条件时按通常的致死风险口径理解,因此答案为工频、高频、特高频。如果题目换一个口径问哪种电流更容易造成皮肤灼伤,答案的次序就要改写。看题先看口径,这是应对排序题的通法。
应试要点
一句口诀:频率越高,越不伤心,越伤皮。致死风险排序是工频、高频、特高频。无论哪一种,射频不危险的说法都不成立——射频的危害换成了灼伤而已。