Por que não estou morto depois de tocar repetidamente em uma fonte de alta tensão?

56

Enquanto brincava com a raquete de mosquitos em minha casa, desaparafusei a raquete e toquei os 2 fios com as mãos. Senti que meus ossos estavam deslocados, fiquei chocado, mas não estou morto.

Meus cálculos dizem que eu deveria morrer:

a tensão de saída é de 5 kV a 10 kV, a resistência do meu corpo é de aprox. 50 kΩ, a corrente no meu corpo é de 0,1 A se 5 kV a 0,2 A se 10 kV.

De acordo com a tabela em https://www.physics.ohio-state.edu/~p616/safety/fatal_current.html, eu deveria morrer; Eu tentei isso muitas vezes, mas ainda estou vivo.

Eu acho que minha interpretação sobre corrente, tensão e resistência do meu corpo está errada (se estiver certa, eu já estaria morto) - por favor, diga-me por que não estou morto?

pankaj prasad
fonte
11
Possível duplicata de quanta tensão é "perigosa"?
Dmitry Grigoryev
Comentários não são para discussão prolongada; esta conversa foi movida para o bate-papo .
Nick Alexeev

Respostas:

64

O circuito não é exatamente como você descreveu. Como afirmado nos comentários (entre o mar de humor), é que um zapper de inseto não é uma fonte de tensão ideal. Ele não pode fornecer muita energia, mesmo que a tensão seja alta.

Você pode considerar o circuito mais ou menos assim:

esquemático

simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab

(os valores são guestimates).

O resultado líquido é que você obterá um pico inicial atual de talvez alguns 10s de miliamperes, mas apenas por alguns microssegundos. Depois disso, o bug zapper simplesmente não pode sustentar a corrente e, assim, a tensão do terminal cairá, e a corrente provavelmente acabará sendo menor que um miliampere.

Não é o pico de corrente que o mata, mas uma corrente mantida por tempo suficiente para fornecer energia suficiente para matá-lo.

Por que ele mata os bugs, isso é simplesmente um caso de bugs menores que você. É preciso muito menos energia para cozinhar um pequeno inseto do que para parar um coração humano.

Tom Carpenter
fonte
2
Dois miliamps contínuas é suficiente para matá-lo :)
Longa Pham
36
Não é também parcialmente uma questão de as sondas (cátodo e ânodo) estarem próximas uma da outra, portanto a corrente não viaja pelo seu corpo?
crina de cavalo
17
@horsehair Sim, isso também é um fator. A corrente precisa passar por um órgão sensível, como os músculos do coração ou o diafragma, para que haja risco de morte. E a fonte, neste caso, é isolada, por exemplo, da terra local, portanto, mesmo que o OP esteja tocando uma boa terra com um pé ou com a outra mão, a corrente não fluirá para lá a partir dessa fonte. Ele só pode retornar ao suprimento no zapper, portanto seu caminho de retorno deve estar muito próximo da fonte.
Jamie Hanrahan
5
@JamieHanrahan, você está certo sobre o caminho atual para uma '' morte imediata ''. Para acrescentar um pouco ao seu comentário, parte do número de mortos em eletricidade ocorre muito tempo após o choque real, devido a complicações relacionadas à queimadura. Em toda a honestidade, é uma maneira horrível de morrer em ambos os casos
Simon Marcoux
4
Eu diria que a proximidade do cátodo e do ânodo é muito mais relevante para a questão do que a atual. Eu toquei a tensão da rede elétrica (120VAC a 60Hz, EUA) várias vezes - mas tive contato com quente e neutro, com uma única mão, de modo que a corrente passou principalmente pela minha mão em vez de atravessar meu corpo. Machucado como o inferno, mas desde que eu tive contato com a fonte antes que ela fosse energizada, eu nem me queimei. Minha mão estava dormente por um tempo após um choque particularmente desagradável ... mas ainda está aqui escrevendo :)
Doktor J
23
  • Passar a corrente pelo dedo é relativamente seguro, pois não há corrente suficiente para queimar você e está longe do seu coração.

  • Passar a corrente de mão em mão coloca o coração em algum lugar "no meio" do caminho, mas claramente não em séries diretas. Além disso, sua pele ainda pode apresentar uma grande resistência.

  • Se você passar a corrente pelo peito, a chance de morte é maior.

  • Se você tivesse sondas profundas no peito e passasse a corrente pelas sondas, aumentaria drasticamente o risco.

Como outros já declararam: O bug zapper possui uma quantidade muito limitada de energia que pode fornecer. Não é energia suficiente para fibrilar um bare coração, mas seu está protegido em seu corpo.

Bort
fonte
A resistência da superfície da pele também não é muito menor devido à umidade? Isso levaria a corrente apenas sobre a sua pele, e não através do seu corpo.
Chthon
3
@chthon: Existem várias camadas que compõem a sua pele e possuem propriedades elétricas diferentes. Lembro-me vagamente de que a derme tem uma resistência muito menor, possivelmente devido a todos os vasos sanguíneos e outros enfeites. (É por isso que tocar em dizer que uma bateria de 9V com o dedo não dói, mas se você enfiar agulhas profundamente na pele e conectar a bateria a elas, dói como o inferno. Não me pergunte como eu sei.)
Nominal Animal
@NominalAnimal Há uma história por aí sobre um cara que colocou duas sondas em cada um dos polegares e de fato morreu por causa disso. Talvez você tenha tido sorte. Era um multímetro de 9 volts, acredito.
Htmlcoderexe
@htmlcoderexe - A chave para essa história é que as sondas estavam nos polegares, como no sangue. Independentemente da legitimidade dessa história: OP, suponho, não tinha um caminho direto para suas entranhas com o zapper.
Bort
@Bort Eu acho que depende de quão profundo é "profundamente na sua pele" para o caso da Nominal Animal especificamente. Para OP, obviamente não era esse o caso.
Htmlcoderexe
17

Para colocar isso mais como um engenheiro elétrico, colocaria: esta fonte de alta tensão tem uma alta resistência interna e entender o que isso significa responde à sua pergunta.

Marcus Müller
fonte
Eu não acho que "resistência interna" é um termo difícil de entender se você google para ele, para ser completamente honesto :)
Marcus Müller
14
@ MarcusMüller Você pode querer elaborar um pouco mais sobre ela (tornando a resposta mais independente), já que essa resposta parece muito pequena. :)
EKons
6
Não, acho que a principal força dessa resposta é a falta. Eu poderia explicar novamente a resistência interna, mas faria isso pior do que a Wikipedia ou um milhão de outras fontes. Sinceramente, não por preguiça, recuso-me a reproduzir o "conhecimento comum" que pode ser encontrado com bastante facilidade - por razões de qualidade.
Marcus Müller
uma ótima resposta, mas a IMVHO requer uma correção: esta fonte de alta tensão, não a fonte de alta tensão ... definitivamente existem fontes de alta tensão com resistência interna baixa o suficiente para matar um ser humano (por exemplo, raios, linhas de alta tensão, qualquer de fonte de energia em geral)
vaxquis
11
Acho esta resposta bastante inútil. Se você preferir não explicar a resposta completamente, ela pode ser melhorada incluindo pelo menos links para fontes onde o OP pode aprender os tópicos de que ele precisa para poder entendê-la. Fazer isso cuida da sua preocupação de que você não fará um trabalho tão bom em explicá-la quanto essas fontes. Se todas as respostas do Stack Exchange consistissem em "Você saberá a resposta depois de aprender os tópicos X e Y", o site será inútil.
JBentley
7

A morte por eletrocussão ocorre principalmente em duas situações e não está diretamente correlacionada com os valores reais de corrente / tensão:

1) Corrente e energia suficientes passaram pelo seu corpo para realmente queimar você do avesso 2) Uma voltagem passou pelo seu coração e o colocou em um estado de fibrilação.

Ambos podem entrar em jogo ao mesmo tempo!

O primeiro é causado principalmente pela corrente excessiva em seu corpo. Depois que a pele é penetrada, é fácil passar uma corrente surpreendentemente alta para o seu corpo. É por isso que a umidade + eletricidade é tão ruim. Reduz drasticamente a resistência da pele.

Antes de se aventurar na segunda parte, você também precisa entender que a eletricidade terá um ponto de entrada e um ponto de saída. Muitas vezes você pode ver uma marca de queimadura nesses pontos quando ela ocorre (em situações difíceis).

Diretamente relacionado a isso: se a corrente passa pelo seu coração com uma voltagem alta o suficiente ou com alguma frequência estranha, ela pode colocar seu coração em fibrilação: dessincronize-o. Quando isso ocorre, você precisa redefinir seu coração usando um desfibrilador, como em todo drama médico mal escrito. Um choque não ocorre tanto quando o coração está alinhado, mas ajuda nos casos de fibrilação.

Quanto à sua pergunta, você não morreu porque a corrente entrou no dedo e saiu pelo dedo. Não passou pelo seu coração. Além disso, a corrente em jogo não é suficiente para causar queimaduras significativas. A previsão de lesões específicas é feita caso a caso.

Em poucas palavras, seu coração falha ou você queima até morrer quando morre de um choque elétrico ... você também pode sobreviver e ficar gravemente queimado ou mutilado pelas consequências. Infelizmente, perder membros não é tão incomum.

Se você quiser saber mais, o artigo da Wikipedia está bem escrito.

Simon Marcoux
fonte
Você perdeu um: 3) Corrente suficiente passou pelo seu diafragma para impedir sua respiração eficaz, por tempo suficiente para você se sufocar. É preciso menos corrente para paralisar o diafragma (ou paralisar "o suficiente") do que para induzir fibrilação, mas é claro que essa rota leva mais tempo para ter um efeito letal.
Jamie Hanrahan
Eu tremi com o quão doloroso deve ser morrer assim. Você está certo, é claro, que eu perdi essa #JamieHanrahan
Simon Marcoux
E muito frustrante, já que você estaria consciente de parte disso - mas, dependendo do caminho que a corrente está tomando, incapaz de se mover para resolver o problema. Tremendo de fato.
Jamie Hanrahan
Há uma tabela nesta página: allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-3/… que mostra os níveis atuais de vários efeitos detectáveis ​​e deletérios, discriminados por homens e mulheres e por DC vs 60 Hz AC vs 10 kHz CA.
Jamie Hanrahan
7

Não são apenas a corrente e a tensão que importam, mas também a duração. 10kV em 1A por um microssegundo é de cerca de 10 microjoules. Você pode sentir um choque, mas não é o suficiente para tensionar todos os músculos do coração até a paralisia por tempo suficiente para deixá-lo inconsciente ou até causar danos físicos por aquecimento ou contração muscular.

Por outro lado, se você tem um coração ruim, pode ser o suficiente para perturbar o ritmo e enviar seu coração para a fibrilação, o que pode ser fatal. Talvez você tenha apenas sorte

Dirk Bruere
fonte
11
Que energia (em Joules) seria suficiente para causar algum dano ao coração / morte?
Marki555
11
@ Marki555 - A energia normalmente não é uma consideração. Por exemplo, nos anos 60, houve um caso de um paciente em um hospital com um marcapasso alimentado por parede. Infelizmente, a unidade não estava adequadamente isolada e, quando o paciente tocou a estrutura da cama (aterrada), os 47 uA (estimados) aplicados diretamente no coração fizeram o trabalho.
WhatRoughBeast
@ Marki555 Não faço ideia, mas os desinfetadores médicos podem esbarrar nas centenas de joules. Mais uma vez, a duração é a chave
Dirk Bruere
5

Outro aspecto a considerar é a frequência. Zappers de mosquito são CD, mas não fornecem CD constante . Depois que a tensão aumenta de 3-6 VCC a partir das baterias através de um multiplicador de tensão, ela sai em pulsos rápidos. Assim que a tensão é aplicada e seu corpo começa a receber energia, a corrente é interrompida. Não sei exatamente com que frequência os zappers de mosquito operam, mas em frequências altas o corpo humano pode simplesmente absorver o choque na pele antes de penetrar mais profundamente no sistema nervoso e no coração. É por isso que você pode ficar chocado com uma bobina de tesla sem morrer. Você ainda sente, mas não penetra muito antes do pulso terminar e simplesmente se dissipa antes que o próximo pulso apareça.

Ed Bruce
fonte