Tác dụng sinh lí của dòng điện là những ảnh hưởng của điện lên cơ thể sống, đặc biệt đối với hệ thần kinh, cơ và tim mạch. Dòng điện có thể gây tê, co cơ, bỏng hoặc rối loạn hô hấp, tim mạch tùy theo mức độ tác động. Việc nghiên cứu tác dụng sinh lý giúp bảo vệ an toàn điện và áp dụng nó hiệu quả trong y học, vật lý trị liệu và kỹ thuật chăm sóc sức khỏe.
1. Tác dụng sinh lí của dòng điện là gì?
Tác dụng sinh lý của dòng điện là những ảnh hưởng của dòng điện lên cơ thể sống, đặc biệt là lên hệ thần kinh, cơ bắp và tim mạch. Khi dòng điện đi qua cơ thể, nó có thể gây ra cảm giác tê, co cơ, bỏng và làm rối loạn hoạt động của tim và hô hấp nếu dòng điện có cường độ lớn.
Mức độ tác động phụ thuộc vào cường độ dòng điện, thời gian tiếp xúc và đường đi của dòng điện qua cơ thể. Hiểu rõ những tác động sinh lí của dòng điện giúp bạn hiểu được những ý nghĩa quan trọng trong an toàn điện cũng như trong các ứng dụng y học như vật lý trị liệu, kích thích và hỗ trợ điều trị.
2. Tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều AC gây ra các tác dụng sinh lý nguy hiểm hơn dòng điện một chiều DC ở cùng mức điện áp do tần số xoay chiều liên tục kích thích hệ thần kinh và cơ:
Tác dụng tiêu cực, nguy hiểm:
- Co cơ cực mạnh: Khiến các cơ co giật liên tục, làm tay nạn nhân bị “hút chặt” vào nguồn điện mà không thể tự buông ra.
- Suy hô hấp: Làm co thắt cơ hoành và cơ ngực, dẫn đến ngạt thở nếu dòng điện chạy qua ngực quá vài giây.
- Rung thất tử vong: Tần số 50Hz/60Hz của điện sinh hoạt cực kỳ trùng khớp với nhịp tim, dễ gây rối loạn nhịp tim, rung thất và ngừng tim hoàn toàn.
- Bỏng sâu bên trong: Dòng điện xoay chiều làm phá hủy các mô, cơ và mạch máu tại vị trí dòng điện đi qua.
Tác dụng của dòng điện xoay chiều trong y học
- Sốc điện tim: Sử dụng xung điện xoay chiều mạnh trong thời gian cực ngắn để khôi phục lại nhịp tim bình thường cho người bị ngưng tim.
- Điện xung trị liệu: Dùng dòng điện xoay chiều tần số thấp/trung bình để kích thích cơ, giảm đau, và điều trị liệt cơ.
3. Ứng dụng tác dụng sinh lí trong y tế
3.1. Máy massage điện, châm cứu điện
Máy massage, châm cứu điện sử dụng dòng điện cường độ cực nhỏ để tác động trực tiếp vào cơ thể nhằm mục đích điều trị:
- Máy châm cứu điện: Sử dụng dòng điện xoay chiều tần số thấp để kết nối trực tiếp với các kim châm cứu vào huyệt đạo. Dòng điện kích thích giải phóng hormone Endorphin giảm đau tự nhiên, hỗ trợ phục hồi liệt cơ an toàn sau tai biến, điều trị thoái hóa khớp và điều hoà hệ thần kinh.
- Máy massage điện: Sử dụng miếng dán điện cực truyền dòng điện qua da. Quá trình này giúp kích thích các mạch máu co giãn tuần hoàn, giảm phù nề, chống viêm và ngăn chặn các tín hiệu đau về não.
3.2. Máy kích thích tim, thiết bị y tế điện từ
Nhóm thiết bị này ứng dụng dòng điện mạnh hoặc từ trường để can thiệp trực tiếp vào hoạt động của các cơ quan nội tạng quan trọng.
- Máy sốc tim: Máy tận dụng xung điện xoay chiều cực mạnh, phóng quá ngực trong thời gian ngắn để điều trị chứng rung thất. Dòng điện này làm ngưng tạm thời dòng điện hỗn loạn của tim, hỗ trợ nút xoang tự nhiên tái lập lại nhịp đập của tim.
- Máy trợ tim: Thiết bị điện tử cấy ghép vào cơ thể, tự động phát các xung điện nhỏ liên tục khi phát hiện nhịp tim của bệnh nhân quá chậm hoặc không đều, giúp duy trì co bóp cơ tim ổn định.
- Thiết bị y tế điện từ: Dòng điện chạy qua các cuộn dây tạo ra xung điện từ trường. Thiết bị này có tác dụng tăng cường tuần hoàn máu ngoại vi, thúc đẩy quá trình liền xương, phục hồi chấn thương và ứng dụng trong các hệ thống chụp cộng hưởng từ MRI để chẩn đoán hình ảnh chất lượng cao
4. Nguy hiểm của tác động sinh lý
4.1. Khi nào dòng điện gây tử vong
Khi cơ thể tiếp xúc trực tiếp với dòng điện dân dụng 220V sẽ có thể gây tai nạn nghiêm trọng, thậm chí là tử vong nếu:
- Cường độ dòng điện nguy hiểm: Đối với dòng điện xoay chiều (AC – 50Hz/60Hz), ngưỡng 10mA – 15mA đã gây co cơ mạnh khiến nạn nhân không thể tự buông nguồn điện. Ngưỡng từ 20mA – 50mA gây liệt cơ hô hấp, ngạt thở. Cường độ từ 100mA trở lên (hoặc chỉ 50mA nếu kéo dài trên 1 giây) sẽ lập tức gây rung thất (tim co giật hỗn loạn) và dẫn đến tử vong.
- Thời gian tiếp xúc: Thời gian dòng điện chạy qua cơ thể càng lâu, điện trở của da càng giảm do bị bỏng và ra mồ hôi. Khi điện trở da giảm, cường độ dòng điện thực tế tăng vọt, đẩy nhanh tiến trình suy hô hấp và ngưng tim.
- Đường đi của dòng điện: Dòng điện cực kỳ nguy hiểm khi chạy qua các cơ quan sinh tồn. Nguy hiểm nhất là đường truyền Tay phải – Tay trái, Tay – Chân hoặc Đầu – Chân vì dòng điện bắt buộc phải đi xuyên qua tim và não, gây ngừng tim hoặc liệt trung khu hô hấp ngay tức thì.
4.2. Các trường hợp điện giật thường gặp trong gia đình
Tai nạn điện trong sinh hoạt phần lớn bắt nguồn từ sự chủ quan và các thiết bị kém an toàn.
- Sử dụng thiết bị khi tay ướt: Nước làm giảm điện trở của da xuống hàng chục lần. Việc bật/tắt công tắc, cắm phích điện hoặc dùng máy sấy tóc bằng tay ướt khiến dòng điện dễ dàng truyền thẳng vào cơ thể.
- Thiết bị rò rỉ điện ra vỏ kim loại: Các thiết bị công suất lớn như máy giặt, tủ lạnh, bình nóng lạnh, hoặc lò vi sóng sau thời gian dài sử dụng bị bong tróc lớp cách điện bên trong, truyền điện ra vỏ máy. Người dùng chạm vào vỏ kim loại không nối đất sẽ bị giật.
- Dây dẫn bị hở, chuột cắn: Dây nguồn của quạt, nồi cơm điện hoặc dây sạc điện thoại dùng lâu bị mòn, gãy gập hoặc bị động vật gặm nhấm làm hở lõi đồng. Người dùng vô tình giẫm hoặc chạm tay vào các vị trí này.
- Sạc điện thoại/thiết bị kém chất lượng: Sử dụng củ sạc, cáp sạc giả, không rõ nguồn gốc dễ gây ra hiện tượng đánh thủng mạch cách điện bên trong, khiến dòng điện xoay chiều 220V truyền thẳng ra vỏ máy điện thoại bằng kim loại khi đang sạc.
- Sửa chữa điện không ngắt nguồn: Tự ý thay bóng đèn, sửa ổ cắm mà chỉ tắt công tắc (chưa ngắt cầu dao/Aptomat tổng) hoặc đấu nối nhầm dây lửa (dây pha) khiến thiết bị vẫn mang điện dù đã tắt công tắc.
5. Quy tắc an toàn điện dựa trên tác dụng sinh lý
5.1. Không tiếp xúc trực tiếp với nguồn điện trên 10mA
Dòng điện xoay chiều AC từ 10mA trở lên là ngưỡng không thể buông, dòng điện này kích thích liên tục khiến các cơ tay co quắp chặt vào dây điện, triệt tiêu khả năng tự giải thoát của nạn nhân. Đồng thời, luôn đề phòng với các loại dây dẫn, sử dụng bút thử điện để kiểm tra trước khi chạm vào. Không dùng tay không sờ vào các bề mặt nghi ngờ bị rò điện. Đồng thời khi sửa chữa cần đeo găng tay, dụng cụ bảo hộ để ngăn đảm bảo an toàn khi tiếp xúc.
5.2. Sử dụng thiết bị bảo vệ GFCI, Aptomat, cầu chì
Thiết bị ngắt dòng được chế tạo dựa trên ngưỡng sinh lý nguy hiểm của tim. GFCI so sánh dòng điện đi và về, nếu phát hiện dòng rò ra ngoài lớn hơn 30mA trở lên, thiết bị sẽ lập tức ngắt điện trong vòng 0.03s trước khi dòng điện kịp kích hoạt hiện tượng rung thất gây tử vong.
Aptomat và cầu chì bảo vệ hệ thống bằng cơ chế ngắt tự động khi có sự cố. Việc này giúp ngăn chặn cháy nổ lớp vỏ cách điện của dây dẫn, loại bỏ hoàn toàn nguy cơ mất an toàn khi cơ thể chạm vào lõi đồng chứa dòng điện cường độ cao.
5.3. Xử lý khi gặp nạn nhân bị điện giật
Các bước sơ cứu người gặp nạn khi bị điện giật gồm có:
- Bước 1: Ngắt nguồn điện: Gạt cầu dao, aptomat hoặc rút phích cắm. Nếu không thấy nguồn ngắt thì sử dụng vật liệu cách điện khô như cành cây, thanh nhựa, túi nilon, … để gạt dây điện hoặc đẩy tách nạn nhân ra khỏi nguồn điện.
- Bước 2: Đánh giá sinh hiệu: Đặt nạn nhân nằm ở nơi thoáng mát, bằng phẳng. kiểm tra nhịp tim và nhịp thở nạn nhân, sau đó gọi hoặc mang đến cơ sở ý tế gần nhất.
- Bước 3: Hồi sức tim phổi: Nếu nạn nhân đã ngừng thở, tim ngừng đập, tiến hành ép tim ngoài lồng ngực ngay lập tức, ép liên tục 30 lần với tốc độ 100-120 lần/phút, sâu 5-6cm, kết hợp hà hơi, thổi ngạt. Duy trì liên tục cho đến khi tim đập lại hoặc khi có nhân viên y tế tới.
Tác dụng sinh lý của dòng điện giống như con dao hai lưỡi. Trong y học, nó là phép màu hồi sinh những trái tim ngừng đập và đẩy lùi bệnh tật thông qua các biện pháp điện châm, kích xung. Nhưng trong đời sống, chỉ một dòng điện nhỏ trên 10mA cũng có thể gây nguy hiểm đến tính mạng khi tiếp xúc qua chứng co cơ, suy hô hấp hay nhưng tim đột ngột.
