В области защитных устройств от поражения током интерес представляют в первую очередь напряжения между точками на поверхности земли в зоне растекания тока с заземлителя.
Напряжение шага - напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю, при одновременно касании их ногами человека
В (10)
где 
- потенциал на поверхности земли в зоне растекания тока на расстоянии (х+a)от заземлителя, В. Длина шага а принимается равной 0,8 м.
- коэффициент напряжения шага, учитывающий форму потенциальной кривой:
(11)
Коэффициент напряжения шага, учитывающий форму потенциальной кривой, зависит от формы и конфигурации заземлителя положения относительно заземлителя точки, в которой он определяется.
При одиночном полушаровом заземлителе
(12)
, B (13)
Напряжение шага зависит от формы потенциальной кривой, т.е. от типа заземлителя, и изменяется от некоторого максимального значения до нуля с изменением расстояния от заземлителя.
Наибольшие значения (
) и 
будут при наименьшем расстоянии от заземлителя, когда человек одной ногой стоит непосредственно на заземлителе, а другой на расстоянии шага от него.
При x=∞ (практически при x≥20 м) 
=0 и =0 же результат получим и вблизи заземлителя, если а=0, те. Когда ступни ног человека находятся рядом или на одной эквипотенциальной линии, а следовательно, на одинаковом расстоянии от заземлителя.
При наименьшем значении x = r, т.е. когда человек одной ногой стоит на заземлителе, а другой - на расстоянии (r+a) от его центра
(14)
, B (15)
Напряжение шага - это падение напряжения в сопротивлении тела человека и основания, на котором он стоит (земля, пол и т.п.), вернее тех его участков, с которыми имеют контакт подошвы ног человека (сопротивление обуви, носков и т.п. в данном случае не учитывается).
Таким образом, разность потенциалов между двумя точками, на которых стоит человек, делится между сопротивлений тела человека и последовательно соединенным с ним сопротивлением растеканию основания, на котором он стоит
, В (16)
где 
- ток, протекающий через тело человека по пути нога-нога, А;
- сопротивление тела человека, Ом.
Сопротивление тела человека изменяется в широких пределах (от 400 до 100000 Ом) в зависимости от состояния кожи (сухая, влажная, чистая, поврежденная и т.п.), плотности контакта, площади контакта, тока, протекающего через тело человека, и напряжения прикосновения, а также от времени воздействия тока на человека.
Сопротивление основания в действительных условиях в ряде случаев бывает довольно высоким. В данном случае сопротивление основания складывается из двух последовательно соединенных сопротивлений растеканию ног человека
Rосн =2 Rh, Ом (17)
где Rh - сопротивление растеканию ноги человека, Ом.
Ток, протекающий через тело человека
, А (18)
где Uш - напряжение шага, В.
Следовательно,
, В (19)
Откуда
, В (20)
Или
, В (21)
где 
- коэффициент напряжения шага, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек:
(22)
Подошвы обуви человека, создающие контакт с основанием можно уподобить дисковому заземлителю, лежащему на поверхности земли. Если площадь подошвы одной ноги принят равной 0,0225 м2, то диаметр d эквивалентного ей диска буде равен 0,17 м, а сопротивление растеканию тока составит
(23)
C учетом этого
(24)
(25)
После сокращения в окончательном виде
(26)
