¿Por qué te pueden matar los dedos metidos en una toma de corriente?

Solo quería aprender algunas diferencias entre voltios, amperios, ohmios, etc., y se me ocurrió esta pregunta. Si su piel tiene una resistencia de 100k ohmios y la salida es de 220v, ¿no sería la corriente que fluye a través de su cuerpo 0.0022 amperios?

En Europa, la regla general es que 60V DC es seguro para el contacto casual con conductores en vivo. Lea lo que dice la IEC: -

La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) ha emitido varios informes sobre seguridad eléctrica. El informe de IEC "Instalaciones eléctricas de edificios" (IEC 60634-4-41: 2001) especifica que para circuitos desenterrados "si el voltaje nominal no excede los 25 V acrms [35 VPEAK] o 60 V de CC libre de ondulaciones, protección contra la corriente directa el contacto es generalmente innecesario; sin embargo, puede ser necesario bajo ciertas condiciones de influencias externas (bajo consideración) ". Para los circuitos de tierra, el IEC considera que la protección es innecesaria cuando" el voltaje nominal no excede los 25 V acrms o 60 V dc sin ondulación, cuando el equipo se usa normalmente solo en lugares secos y no se espera el contacto de grandes partes de partes vivas con el cuerpo humano; Acrms de 6 V [8.5 VPEAK] o CC de 15 V sin ondulaciones en todos los demás casos ".

Extracto tomado de este documento.

El tipo de nivel de voltaje del que se habla en el extracto generalmente no se cree que descomponga suficientemente la "alta resistencia superficial" de la piel PERO, los voltajes de la red eléctrica son letales porque sí rompen la resistencia superficial y entonces solo tienes la resistencia interna del cuerpo y esto es solo unos pocos cientos de ohmios. Con (digamos) 220 V CA aplicados, la corriente puede ser mayor que 100 mA y esto es realmente problemático:

NUEVA SECCIÓN:

Un tema derivado interesante y relacionado es el conocido efecto de un cuerpo humano que daña los circuitos electrónicos por descargas estáticas. El cuerpo humano se modela como una capacitancia a la tierra de aproximadamente 100 pF. Esta capacitancia se carga hasta varios kV y la ruta de descarga en la electrónica bajo prueba es a través de una resistencia limitadora de corriente.

Una cosa importante a tener en cuenta es que a menos que el cuerpo humano se conecte directamente a la tierra (una situación más rara de lo normal), el flujo de corriente debido a tocar un cable con corriente está algo limitado por esta capacitancia.

Este documento titulado "Mediciones sobre la capacidad del cuerpo humano: teoría y configuración experimental" concluye que aproximadamente 160 pF es la capacidad del cuerpo humano en el siguiente experimento:

Entonces, si nos conectamos a 220V 60Hz, 160 pF tiene una impedancia de 16.6 Mohms (reactivo) y causaría una corriente reactiva de aproximadamente 13.3 uA. No creo que los efectos capacitivos sean muy significativos.

Desafortunadamente, la resistencia de 100kohms solo es cierta en algunas condiciones. Primero, también tiene capacidad de piel, por lo que conducirá CA mejor que CC. En segundo lugar, la resistencia de la piel en sí misma no es constante con el voltaje incluso a CC; baja a medida que sube el voltaje. Y tercero, hay variaciones con la humedad / humedad de la piel, incluso de persona a persona. Recabaré algunas referencias de estos hechos que reproduje de memoria.

Eche un vistazo a este libro Bio-Medical CMOS ICs para obtener más detalles de los que espero transmitir aquí.

El tema es complicado porque la capacidad de la piel depende principalmente de su grosor, pero la resistencia de la piel varía principalmente con la cantidad de conductos de sudor y cuán llenos están. Por lo tanto, puede tener un área con baja capacitancia debido a la piel gruesa, pero que aún se conduce bien si tiene una alta concentración de conductos de sudor.

Las cifras típicas dadas allí son 0.02-0.06uF / cm ^ 2 para la capacitancia de la piel (pero también se dice que varía en un orden de magnitud entre las diferentes áreas del cuerpo). Para la resistencia (que va en paralelo con esa capacidad) es mucho más difícil fijar un número porque varía significativamente incluso en la misma persona y la misma área con el tiempo:

Otro libro ofrece un rango de 60 a 1200kOhm / cm ^ 2 ... que es un rango enorme [depende del área del cuerpo y la persona]. (Tenga en cuenta que esto se reduce para áreas más grandes porque las resistencias en paralelo tienen menos resistencia). Además, dice que si el voltaje excede aproximadamente 150V se produce una ruptura dieléctrica en la piel, lo que reduce la resistividad más. Para la conexión mano a mano en contacto seco a 125V (AC, supongo), dan 1125 a 2875ohms como el rango de percentil de 5% a 95% con una media de 1625ohms. Esto es mucho más bajo de lo que has adivinado. Aquí están los datos típicos en los que IEC basa sus recomendaciones de seguridad:

Como usted mismo dijo, 2.2 mA fluirán en su ejemplo. Eso es mucha corriente dentro de tu cuerpo. En el mejor de los casos, será doloroso y puede matarlo fácilmente si se encuentra en un órgano vital como el corazón.

Conectar dos dedos de la misma mano a las clavijas del zócalo sería simplemente estúpido, doloroso y causaría lesiones. La conexión entre dos dedos de manos opuestas puede ser letal.

Y, esto supone una resistencia total de la piel de 100 kΩ. Ese es un número plausible cuando sus manos están bastante secas, pero también es muy posible que haya mucha menos resistencia.

No vayas metiendo los dedos en enchufes eléctricos

Si decide hacerlo de todos modos, primero informe a las personas de los premios Darwin para que pueda ser reconocido a título póstumo.

Eso es correcto, pero su piel no siempre es de 100k, la resistencia varía mucho . Y no toma muchos mA para matarte, si fluye a través del lugar correcto (incorrecto).

Hmmm Iré a buscar fuentes (tuve algunas cuando estaba dando instrucciones en los laboratorios décadas atrás y de todas maneras debería encontrar algunas para el próximo mes), pero lo que recuerdo es que la región más peligrosa para el shock (que se refiere principalmente a la conducción a través del corazón, ya que la sangre es donde se encuentran la mayoría de los electrolitos y la mayor parte de la conducción interna sigue a los vasos sanguíneos) está entre 10 mA y 1 Amp o 100 mA.

Esto era una lectura obligatoria para mi trabajo en un laboratorio de alto voltaje, al igual que la encantadora historia de cuántos muros de concreto sólido podría lanzar un cilindro de 3000 PSI A si no lo encadenaba a la pared, y la válvula se rompía cuando se cayó

Creo que el reclamo de Olin de que 2.2mA en el corazón es letal cae, siendo la mitad de lo que los GFCI se activarán (5 mA, al menos en las versiones de EE. UU.) Ese nivel es la mitad del extremo inferior del rango más peligroso, no más del doble de lo que se necesitaría para matarte, o no tendría mucho sentido en los GFCI. El "modelo de cuerpo de baja resistencia de la piel" es también de donde provienen los voltajes "seguros", basados ​​en la corriente potencial a través del corazón IIRC. No, no me ofrezco para probarlo (aunque lo he hecho involuntariamente una o dos veces y he tenido suerte), pero creo que saber con mayor o menor precisión lo que está sucediendo es mejor que el miedo inexacto. No metas tus dedos en los enchufes, pero hazlo porque la resistencia de tu piel no es un número fijo en el que puedas confiar, especialmente si te cortas el dedo en una parte afilada de la salida; y es estúpido poner el dedo en una toma de corriente, lo que realmente debería ser suficiente por sí solo.

Por debajo de 10 mA, se afirma que la corriente es insuficiente para causar fibrilación (un ataque de calor inducido y la principal causa de muerte por electrocución). Por encima del extremo superior, la corriente es suficiente para detener / sujetar el corazón, y es más probable que se reinicie que en la "región más peligrosa", aunque puede haber otros efectos secundarios negativos, como quemaduras dentro de los vasos sanguíneos, esto tiende a ser donde aterrizan las personas que sobreviven a los rayos, IIRC.

Como ya se mencionó, la resistencia de la piel es ALTAMENTE variable con el sudor (agua salada más o menos) que tiene una gran influencia. Los cortes lo eliminan por completo.

En cuanto al marcapasos de 47 uA de WRB, afirmo que el marcapasos podría ser un trato bastante diferente a cualquier fuente normal de shock, o que de hecho hubo un error allí.

Puede que mi memoria sea un poco pesimista:

Este reclama un umbral mucho más alto (10X): https://www.physics.ohio-state.edu/~p616/safety/fatal_current.html

Este menciona 6-9 mA como el umbral de los músculos "congelados" (espasmos), lo que por supuesto conduce a esa deliciosa condición de "no se puede soltar", pero también alcanza un nivel más alto para la muerte: http: //www.elcosh. org / document / 1624/888 / d000543 / section2.html

Este entra en el ejemplo con la resistencia de la piel que varía, e incluye "5mA como la corriente máxima generalmente considerada 'inofensiva'": http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/shock.html

Quizás te interese esta descripción de la resistencia de la piel . Tenga en cuenta que la resistencia de la piel puede estar cerca de 1000 ohmios cuando está mojada. Del mismo modo, las quemaduras eléctricas provocan la caída de la resistencia local de la piel, por lo que pueden contribuir. "La conductancia de la piel puede aumentar en varios órdenes de magnitud en milisegundos". Fuente

También es importante tener en cuenta que el camino actual debe incluir el corazón o los pulmones para causar la muerte inmediata, y por lo tanto, el otroHay que tener en cuenta el punto de contacto, generalmente la otra mano o los pies (de pie en condiciones de humedad). Si el ambiente se moja, parece probable que los dedos en contacto también estén mojados. El corazón es bastante sensible a la corriente que se le aplica directamente, y las corrientes de menos de 1 mA se consideran peligrosas. Las normas actuales tienen esto en cuenta en las certificaciones para equipos médicos, pero recuerdo a mediados de los años 60 la lectura de un caso de accidente de marcapasos con alimentación externa (conexión a tierra inadecuada de la fuente de alimentación y el paciente tocó un bastidor de metal con conexión a tierra) que fue letal a 47 uA . Las discusiones netas sobre microshock parecen convencidas de que tales casos son apócrifos, pero mantengo mi memoria. Aunque el artículo original puede haber sido un error.

Estás cometiendo dos errores aquí.

Primero, la corriente debe entrar y salir, si la resistencia de la piel es de 100k y estás tocando un suelo en algún lugar en el que realmente estás mirando solo 1.1ma. Lo sentirás pero no te hará daño. (De hecho, he sentido esto al intentar enchufar una verruga de la pared en una posición muy incómoda y de alguna manera, sin saberlo, tocar ambos lados del enchufe cuando pensé que estaba agarrando el cuerpo de la verruga). (Si no estás tocando un suelo en cualquier lugar y con solo una mano, la corriente no fluirá y no te lastimarás. Es por eso que a veces ves a profesionales trabajando en un circuito en vivo y viviendo para contarlo. ¡Deja esas cosas a los profesionales!)

En segundo lugar, básicamente está apostando su vida a que la resistencia de la piel es realmente de 100k. Eso puede cambiar drásticamente si tu piel está incluso un poco húmeda y supongamos que hay una pequeña rebaba en lo que tocaste que golpeó muy ligeramente tu piel, lo que reducirá la resistencia.