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


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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?



Comentários não são para discussão prolongada; esta conversa foi movida para o bate-papo .
— Nick Alexeev

Respostas:


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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.


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

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@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

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@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

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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

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  • 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.


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

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@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

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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.


Eu não acho que "resistência interna" é um termo difícil de entender se você google para ele, para ser completamente honesto :)
— Marcus Müller

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@ MarcusMüller Você pode querer elaborar um pouco mais sobre ela (tornando a resposta mais independente), já que essa resposta parece muito pequena. :)
— EKons

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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

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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

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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.


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


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Que energia (em Joules) seria suficiente para causar algum dano ao coração / morte?
— Marki555

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@ 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.

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