Uma bateria de 12V pode causar choque ou não?

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Estou lendo um livro chamado " Make: Electronics " e, na página 9, ele diz:

"Qualquer pessoa que solte uma chave ajustável nos terminais vazios de uma bateria de carro dirá que curtos-circuitos podem ser dramáticos em" meros "12 volts, se a bateria for grande o suficiente"

Eles também mostram esta imagem para exemplificar o ponto acima:

Eu também assisti esse vídeo , no qual o cara toca as partes positivas e negativas de uma bateria de 12V com a mão para ver se ele fica chocado, mas, como você pode ver, nada acontece.

Dito isto, tenho 2 perguntas:

1) O que o tamanho da bateria tem a ver com alguma coisa? A primeira afirmação diz que curtos-circuitos podem ser "dramáticos (...) se a bateria for grande o suficiente" . Por quê? Para mim, a única diferença entre uma bateria pequena de 12V e uma bateria grande de 12V é quanto tempo ela pode causar um choque, mas ambas causariam o mesmo choque (ou seja, ambas fariam a mesma corrente passar pelo seu corpo).

2) Por que o cara no vídeo não ficou chocado? Ele alegou que é porque a resistência de sua mão é muito alta, o que faz sentido, mas então por que a citação do livro (e sua foto) faz parecer que você com certeza vai sofrer um choque?

— Tiago
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Em nenhum lugar a descrição da imagem ou a própria imagem implica que ele tenha um choque, ele apenas fala sobre coisas dramáticas acontecendo.

— PlasmaHH 9/09/15

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Não se trata de choques. Se a bateria de 12V puder dar partida em um carro, ela poderá fornecer cerca de 1000A (brevemente) ou 12kw, que - concentrada em sua chave inglesa - a aquecerá, talvez até o ponto de fusão, ou a soldará em arco nos terminais. O que é suficiente dramática quando você não espere que ele ...

— Brian Drummond

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Houve um acidente na companhia telefônica onde meu pai trabalhava, onde um homem estourou uma chave de fenda com 6 volts. Ele o soltou nos trilhos de força (placas de cobre de 1/4 de polegada por 6 de polegada) conectados a uma sala cheia de baterias de 6V em paralelo.

— Joshua

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Ocorreu a morte de baterias de 9 Volts, por um usuário que deixou os terminais dentro de sua pele. Em última análise, a sua sobrevivência depende unicamente da resistência da sua pele. Portanto, eu não mexeria muito com choques elétricos, mesmo com baixas tensões.

— Fiat Lux

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Em poucas palavras. O texto do livro está correto. Sim, os efeitos podem ser dramáticos devido à grande quantidade de calor que será dissipada na chave. Mas não por causa de choque elétrico para o operador. Infelizmente, o desenho animado pode ser enganador, porque mostra o operador recebendo um choque elétrico (a menos que seu cabelo fique arrepiado por causa da súbita realização de

).

O M G I^{2} R!

$OMG I^2R !$

— Nick Alexeev

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Na maioria das circunstâncias comuns, 12 V não é suficiente para sentir, e muito menos causar um choque.

No entanto , é realmente atual o que você sente e o choca, não a tensão. Então, quando dizemos que 12 V é seguro, estamos fazendo suposições implícitas sobre a resistência da sua pele. Eletricamente, você é basicamente um saco de água salgada. Seu interior tem baixa resistividade, mas a pele tem uma resistência muito maior. Para que a corrente passe através de você, como de uma mão para a outra, ela primeiro encontra a resistência da pele, por um lado, depois faz um percurso relativamente fácil para a outra, e novamente encontra resistência significativa ao atravessar a pele para o outro eletrodo.

A resistência da pele pode variar significativamente, mas geralmente é de pelo menos alguns 10s de kΩ. Os 12 V aplicados a essa resistência não fazem com que corrente suficiente flua para notar, normalmente . No entanto, se os dois pontos em que os 12 V são aplicados ao seu corpo estiverem suficientemente úmidos, a resistência da pele será menor, a corrente será maior e você poderá sentir o resultado. Uma demonstração simples disso é tocar brevemente uma bateria de 9 V na sua língua. Você definitivamente sentirá isso, e 12 V é outro 1/3 maior.

Não tentei isso, mas suspeito que se você molhar dois dedos com água salgada e conectar 12 V entre eles, sentirá. Fazer isso entre as duas mãos pode até ser perigoso, porque a corrente fluirá perto do seu coração.

Observe que a passagem que você cita realmente não fala sobre eletrocussão, mas é perigoso jogar objetos de metal na bateria de um carro. Isso é verdade, mas implica que isso prova que é perigoso para um ser humano tocar em ambos os terminais da bateria, na melhor das hipóteses, é enganoso. Uma bateria de carro é uma fonte de 12 V que pode fornecer grande corrente, geralmente alguns 100 A. Quando você coloca uma resistência muito baixa em uma bateria de carro, essa grande corrente flui, o que aquece algo, possivelmente a ponto de derreter ou mesmo explodindo. A razão pela qual isso não é relevante para um ser humano tocando uma bateria de carro é porque nossa resistência não chega nem perto do ponto suficiente para permitir que esses tipos de correntes fluam.

Portanto, tenha muito cuidado para não colocar a bateria do carro acidentalmente em curto. Geralmente, é seguro trabalhar com 12 V, mesmo que você o tenha em mãos. No entanto, não faz sentido empurrá-lo, e se você estiver realmente suado, por exemplo, pode ser pelo menos desagradável.

— Olin Lathrop
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As baterias de 9V já machucam a língua ... não pense que o aumento da aposta está indo bem.

— Nick T

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@ Jamie: Em algum nível de umidade (condutividade da pele), você sentirá. Novamente, apenas 9V na língua é bastante desagradável. Além disso, a diferença entre dois dedos na mesma mão e mãos diferentes não é grande, já que nossa resistividade interna é bastante baixa. A maior parte da resistência de qualquer caminho para dentro e fora do corpo é através da pele, não internamente.

— Olin Lathrop

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@ Jamie: Mas embeber suas mãos com salmoura é exatamente do que estou falando. Como eu disse, "molhe dois dedos com água salgada" . E não se trata do paladar na língua. Tente uma bateria de 9V contra a parte interna do lábio e você verá o que quero dizer.

— Olin Lathrop

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você está completamente errado. você pode sentir tensões ainda mais baixas e elas podem causar uma sensação de choque. você pode até sentir <5 volts. Sei por experiência própria como instrutor maluco na escola que nos testou.

— kns98

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@ kns98 concordam - ainda que seria bom mencionar que está errado (usando @ whoIsWrong talvez?), porque agora parece que você está criticando Olin ^ _ ^

— vaxquis

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Não são apenas choques.
Uma bateria pode empurrar muita corrente através de qualquer peça de metal.
Isso pode derreter uma chave e causar um incêndio.
Também pode fazer com que um anel fique vermelho e queime o usuário. É muito fácil obter um dedo com um anel entre o terminal positivo da bateria e o corpo ou a estrutura do carro.

Sempre remova jóias de metal ao trabalhar próximo à bateria ou às partes elétricas de um veículo.

Meu irmão conseguiu uma demonstração gráfica disso em uma aula de oficina de automóveis no ensino médio.

O professor da loja (estupidamente) decidiu mostrar aos alunos o quão perigosa uma bateria de carro poderia ser. Ele fez isso com um curto-circuito de uma bateria de carro totalmente carregada com um pequeno pedaço de fio de cobre sólido.

O ponto de alto fluxo de corrente soldou o fio aos terminais da bateria. O fio ficou vermelho quente, afundou e derreteu um buraco na bateria.

O gás hidrogênio escapou e incendiou o fio quente - a bateria disparou "BOOM!" pedaços de plástico, chumbo e gotículas de ácido voavam por todo o lugar.

Todas as crianças mergulharam em busca de proteção quando o professor foi para a bateria com o fio - ninguém se machucou.

A maioria das crianças era de fazendas e já sabia o que pode acontecer quando uma bateria falha - o resto se abaixou quando viram as crianças mais espertas se refugiando.

— JRE
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Eu sempre digo não é uma razão pela qual os professores devem fazer coisas perigosas na escola :-)

— yo'

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+1 para avisar sobre jóias de metal. Não se esqueça da pulseira de aço inoxidável.

— PeterG 09/09/2015

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Foi supostamente a explodir, para mostrar aos alunos o que não fazer, ou foi o professor ser estúpido?

— user253751

Parece que a professora do seu amigo era Miss Frizzle.

— Code Whisperer

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@immibis O professor era simplesmente estúpido. Eu o tinha na loja de madeira no ano anterior, e ele era um idiota - embora ele tenha nos contado uma história interessante sobre alumínio, mercúrio e o desenvolvimento do bombardeiro B52.

— JRE

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A descrição do texto está correta. Uma chave inglesa lança faíscas e possivelmente esquenta e derrete, isso é dramático.

A imagem, no entanto, está errada. Ele mostra claramente uma pessoa e uma chave sendo eletrocutadas simultaneamente. A imagem está errada em 2 níveis:

uma bateria de carro não pode eletrocutar um ser humano em condições típicas
nenhuma fonte única pode eletrocutar 2 alvos tão diferentes ao mesmo tempo

A imagem provavelmente foi adicionada mais tarde por um editor. Os editores geralmente não são tão tecnicamente qualificados quanto os autores. Um livro é um produto de muitas pessoas. Você e o autor estão do lado oposto da longa cadeia de seres humanos, e cada um deles teve a oportunidade de inserir seus próprios erros.

— Agent_L
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"nenhuma fonte única pode eletrocutar 2 alvos tão diferentes ao mesmo tempo" é enganosa, as duas fontes formariam um circuito paralelo. Portanto, a corrente flui através de ambos, mas a quantidade de corrente depende das resistências de ambas as fontes.

— BlueRaja - Danny Pflughoeft 9/09/15

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@ BlueRaja-DannyPflughoeft - Não, é realmente perspicaz. "Tão diferente" refere-se a resistência muito diferente. A chave protege o ser humano (enquanto está no circuito) como um pára-raios protege um edifício. No entanto, a rede elétrica pode eletrocutar dois humanos ao mesmo tempo, porque eles não são tão diferentes.

— Jirka Hanika #

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@ BlueRaja-DannyPflughoeft Assim como Jirka disse. Em conexão paralela, a chave de baixa resistência absorveria quase toda a energia - deixando o ser humano praticamente inalterado (pelo menos pela corrente). Em conexão em série, o ser humano de alta resistência absorveria a maior parte da energia - deixando a chave praticamente inalterada. Eu nunca disse que haverá fluxo de corrente zero - apenas o suficiente para se qualificar como "eletrocussão".

— Agent_L 11/09/15

@JirkaHanika - A chave iria proteger o ser humano da corrente / eletrocussão perdida (exatamente como um pára-raios), mas não de queimaduras maciças e outros perigos secundários. Seu valor protetor é indiscutivelmente limitado.

— Aroth 12/09/2015

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As pessoas geralmente assumem que baterias e sistemas de 12V são seguros por causa da baixa tensão. Alguns perigos que não vi mencionados em outras respostas são:

Morte por eletrocussão por causa de outros componentes no sistema. Um aparelho de som de carro pode matá-lo, e eu me lembro de pelo menos duas histórias dos anos 80 em que homens foram eletrocutados enquanto trabalhavam em aparelhos de som de carro. Não consigo encontrar essas histórias na Web, mas muitos guias de instalação estéreo de automóveis têm avisos como este:

Uma precaução importante ao conectar os alto-falantes estéreo do carro é nunca trabalhar no sistema elétrico do carro, se o fio terra ainda estiver conectado à bateria. O não cumprimento desta precaução pode resultar em eletrocussão! Além disso, você também pode danificar os alto-falantes.
Baterias de carro usadas para ferir pessoas o tempo todo explodindo (elas podem liberar gás inflamável) e borrifando ácido nas pessoas. Eu costumava ler sobre isso o tempo todo. Agora não tanto, mas o perigo ainda está lá.
Lesões por choque e reflexos devido a outros componentes. Um cenário comum é: aproxime-se demais de um fio da vela de ignição, dê um solavanco desagradável, bata com a mão em algum pedaço de metal afiado e / ou muito quente.

Quanto à foto, eu vi caras pularem de uma maneira muito parecida quando eles acidentalmente encurtaram os terminais e receberam um enorme conjunto de faíscas. Não foi a eletrocussão que fez isso, mas assustou-os. (^_^)

— Brock Adams
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Eletrocussão de 12 volts? Não. E não me importo com quem disse ou em que manual está impresso. Histórias são apenas isso, histórias. Agora, se você possui um amplificador de potência muito alta no sistema, a voltagem nos terminais dos alto-falantes ao tocar música na saída máxima pode estar bem acima de 12 volts, possivelmente acima dos 30 volts, que é o limite superior para "baixa voltagem" (abaixo do qual não são necessárias precauções em relação a choque elétrico). Mas essa voltagem não aparecerá em nenhum outro lugar do sistema e normalmente nem é referenciada ao terra do chassi.

— Jamie Hanrahan

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@JamieHanrahan, eletrocussão de componentes em um sistema de 12V "seguro". Os componentes de áudio do carro podem produzir mais de cem volts de circuito aberto (eles rotineiramente conduzem 113 Vpk-pk em 8 ou mais ohms). Quanto às eletrocussões, elas apareceram em jornais respeitáveis da época. Muitos fatos são verdadeiros, mesmo que tenham sido publicados antes da Internet.

— Brock Adams

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Não acredito nas reportagens do "jornal". A física torna isso impossível, e muitas coisas nos jornais, particularmente nas áreas técnicas, são falsas. No amplificador, 113 pp em 8 ohms o tornariam um amplificador de 200 watts. Não é exatamente comum (em termos de saída real, não reivindicada, de amplificador). Mesmo assim, ele estará presente apenas nos terminais do alto-falante e somente quando o amplificador estiver ligado e com alto nível na entrada. A tensão referenciada ao terra seria apenas metade disso. A alegação não qualificada de que "um aparelho de som de carro pode matar você" é ilusória, na melhor das hipóteses; a grande maioria simplesmente não pode.

— Jamie Hanrahan

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@JamieHanrahan para matar uma pessoa, você precisa de cerca de 100 mA através do coração - isso é suficiente para desencadear uma mentira. A resistência do coração humano (de um lado para outro) está na faixa de <100 ohms (teste-a em restos de carcaça de animais, se você duvida). O sangue é um fluido maduro com sal e ferro, tornando-o um condutor ainda melhor do que a própria água pura. Para obter cerca de 100 mA a cerca de 100 ohm res, você precisa de cerca de 10 V. As pessoas foram paralisadas por correntes tão baixas quanto 50 mA AFAIR; YMMV. physics.ohio-state.edu/~p616/safety/fatal_current.html darwinawards.com/darwin/darwin1999-50.html

— vaxquis

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@ChrisH nb. o engraçado é que a pele humana é levemente porosa e higroscópica, principalmente devido a fatores como pressão osmótica nas células, pH etc; o resultado é que a resistência da pele úmida / suada cai significativamente mesmo sem ruptura visível; DTTAH: coloque a mão em água morna e salgada por cerca de 5 minutos e use dois dedos para tocar em dois terminais de 5V - é o que acontece comigo rotineiramente ao trabalhar com conectores USB no verão. Para aqueles que não querem experimentá-lo - isso me lembra vagamente os choques que recebi do antigo cabo de telefonia (48V), o que certamente não é agradável.

— vaxquis

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A representação está correta e incorreta.

12V na sua pele, mesmo se você tiver dedos suados, não fará muito, se houver. É improvável que você sinta. O corpo humano é uma coisa engraçada, sua impedância / resistência diminui à medida que a tensão aumenta (principalmente por causa da camada mais externa da pele). Embora esteja tipicamente em torno de 1-2kΩ em tensões mais altas, a 12V, a resistência está bem acima de 70kΩ, então você não pode esperar muito mais que 0,2mA (o que nem seria perigoso se estivéssemos falando de 50Hz CA).

Com agulhas presas na pele, pareceria um pouco diferente, mas acredito que você não tentará isso.

Sobre a chave inglesa ... isso é algo que eu realmente vi pessoas sem um cabo de partida, e com surpreendentemente pequenos ferimentos ... mas isso é altamente perigoso, se não insano.

Uma bateria pode (dependendo do modelo) fornecer de 500 a 1.500 amperes ou mais em um curto-circuito. Observe que um golpe de raio tem apenas cerca de 20.000 a 50.000 amperes, o que é apenas 15 a 20 vezes mais. No entanto, os raios duram apenas um milissegundo, enquanto uma bateria de carro pode sustentar essa corrente por um período de tempo não-negligenciável. Assim, você pode imaginar o que acontecerá com uma chave inglesa com resistência quase zero.

Como exemplo, pegue uma bateria de 100Ah e divida-a por supostos 1.500A. Supondo que a bateria seja nova, totalmente carregada e não exploda na sua cara , ela (em teoria) será fornecida por (100 * 3600) / 1500 = 240 segundos. São 4 minutos.
Sua chave ficará vermelha depois de meio segundo e brilhará em branco não muito tempo depois. Ai se você ainda segurá-lo em suas mãos. Se você tocar no chassi, você fará um buraco através dele (eu já vi isso acontecer com um amigo).

Essa também é a razão pela qual você sempre desconecta "menos" (terra) primeiro e reconecta por último ao trocar a bateria do carro.
Para fixar os grampos, obviamente você deve tocá-los com uma chave inglesa. Mas se você tocar acidentalmente em outra coisa enquanto estiver no grampo "mais", e o solo já estiver conectado, o resultado será desastroso.

— Damon
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Se você colocar as mãos sobre os terminais de uma bateria de 12V, muito pouca corrente fluirá entre os terminais porque sua mão possui uma resistência elétrica muito alta. A corrente é o que você sente e causa danos, e assim você não notará nada. Isto é, a menos que você faça algo para diminuir a resistência da interface humano / bateria, como molhar as mãos suando e, assim, faça com que uma corrente não desprezível flua (insignificante em termos do que você pode perceber).

Se você colocar um pedaço de metal altamente condutor entre os terminais de uma bateria de 12V, haverá efetivamente resistência zero entre os terminais da bateria (em comparação com a resistência do seu corpo, conforme mencionado acima) e a quantidade de corrente que a bateria é capaz de suportar. fornecendo fluirá entre eles. Isso dissipará muita energia muito rapidamente. Se a bateria é pequena, a corrente máxima que ela pode fornecer é muito pequena (ou seja, uma bateria de 9V na sua língua não o mata). Se a bateria for grande, uma corrente MUITO GRANDE fluirá (a bateria do carro deve fornecer muita corrente por pelo menos um curto período de tempo para acionar o motor de partida). Isso será muito espetacular e excederá as especificações de design de todos os componentes envolvidos!

— Keeley Hoek
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V = I R I = \frac{V}{R}

$V = I R \\ I = \frac{V}{R}$

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@Chuck: Certo, mas na prática (dependendo da construção da bateria) é provável que o tamanho tenha um efeito na resistência interna da bateria, que compõe R, e isso é mencionado lá :)

— psmears

@psmears - Sim, mas a resistência interna, geralmente uma fração de um Ohm , é insignificante em comparação com a menor estimativa de resistência interna do corpo que encontrei on-line - 300 Ohms. Portanto, para uma bateria "pequena" de 12V com alta resistência interna e com as mãos molhadas (sem resistência da pele), a corrente no seu corpo seria 12/301 = 39,87mA e, para a maior bateria mais ruim sem resistência interna, a corrente através do seu corpo seria 12/300 = 40mA. Escortkeel afirmou: "Se a bateria for grande, uma corrente MUITO GRANDE fluirá".

— Chuck

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@ Chuck Uma célula AA - totalmente carregada em boas condições emitirá 5A + de Alkaline e se aproximará de 10A para NimH se houver um curto-circuito. Uma bateria de carro típica fornece centenas de amperes a uma carga de resistência adequadamente baixa e na faixa de 500-1000A (brevemente) em um bom curto-circuito. Uma chave de boca deixada cair nos terminais de uma bateria de carro pode cuspir aço fundido.

— Russell McMahon

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@ Chuck: Não, a resistência interna de uma bateria de 9V é da ordem de 1-2 ohms; para uma bateria de carro, é de fato uma pequena fração de um ohm. Em um curto-circuito, essa é potencialmente a diferença entre 9A e 1000A, ou seja, duas ordens de magnitude. Portanto, faz diferença a quantidade de corrente que flui através de uma carga específica. Concordo que, no caso de a carga ser o corpo humano, a diferença é insignificante - mas o post estava falando sobre "um pedaço de metal altamente condutor", mais próximo de um curto-circuito do que de um corpo :)

— psmears 9/09/2015

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Normalmente, a pele seca fornece resistência suficiente ao fluxo de corrente que 12V geralmente não o choca. Porém, se você raspar parte da pele e expor os tecidos vivos úmidos aos terminais, poderá sofrer um choque significativo.

— Paul McKneely
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Como outros já disseram, é a baixa resistência em ação aqui. Quando você curto a bateria, você dissipará alguns milhares de watts de energia pelo curto (embora parte disso apareça na bateria); isso pode ser dramático.

Eu encontrei um exemplo disso pode ser feito com segurança. Eu estava trabalhando com um capacitor de 8000 µF carregado a 5 volts. Isso não é muita energia, mas a resistência interna é muito baixa, portanto a descarga acontece muito rapidamente. Encurte os eletrodos e eles se soldariam um pouco - seria necessário um puxão para separá-los e fazê-lo repetidamente tornaria as ligações de onde o metal estava derretendo.

— Loren Pechtel
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Eu costumava ter um capacitor de 4700uF para esse propósito (quando eu tinha 10 anos). Eu o carregava com 3 baterias de 9V conectadas em série e depois descarregava-o na porta metálica da frente. Deixou muitos poços na porta. :)

— BenjiWiebe

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@BenjiWiebe Meu caso foi um projeto de física do ensino médio: o capacitor era nossa fonte de energia e tivemos que movê-lo (além de qualquer outra coisa necessária) o máximo possível com esse poder. Minha abordagem foi muito mais eficaz do que qualquer outra pessoa (enviei a energia da tampa através de trilhos para os motores que enrolavam cordas que desenrolariam a tampa - a tampa sozinha girava no lançador, mas geralmente nas paredes em breve) mas, como não havia equipamentos para trabalhar metais, tive problemas de precisão porque não conseguia segurar direito, pois saía do lançador.

— Loren Pechtel 12/09