Perché attaccare le dita in una presa elettrica può ucciderti?

Volevo solo imparare alcune differenze tra volt, amplificatori, ohm e così via e ho pensato a questa domanda. Se la tua pelle ha una resistenza di 100k ohm e l'uscita è 220v, la corrente che fluisce attraverso il tuo corpo non sarebbe 0,0022 ampere?

In Europa la norma è generalmente 60 V CC, sicura per contatti casuali con conduttori sotto tensione. Leggi cosa dice la IEC: -

La Commissione elettrotecnica internazionale (IEC) ha pubblicato numerosi rapporti sulla sicurezza elettrica. Il rapporto IEC “Installazioni elettriche di edifici” (IEC 60634-4-41: 2001) specifica che per i circuiti scoperti “se la tensione nominale non supera i 25 V acrms [35 VPEAK] o 60 V DC senza increspature, protezione contro il contatto è generalmente superfluo; tuttavia, potrebbe essere necessario in determinate condizioni di influenze esterne (in esame). ”Per i circuiti con messa a terra, la IEC considera la protezione non necessaria quando“ la tensione nominale non supera i 25 V acrms o 60 V DC senza increspature, quando l'apparecchiatura viene normalmente utilizzata solo in luoghi asciutti e non è previsto il contatto su vasta area di parti vive con il corpo umano; 6 V acrms [8,5 VPEAK] o 15 V dc senza increspature in tutti gli altri casi. ”

Estratto tratto da questo documento.

Il tipo di livello di tensione di cui si parla nell'estratto non si ritiene generalmente che abbassi sufficientemente "l'alta resistenza superficiale" della pelle MA, le tensioni di rete sono letali perché abbattono la resistenza superficiale e quindi hai solo la resistenza interna del corpo e questo è solo poche centinaia di ohm. Con (diciamo) 220 V CA applicato, la corrente può essere maggiore di 100 mA e questo è davvero problematico: -

NUOVA SEZIONE:

Un soggetto spin-off interessante e correlato è l'effetto ben noto di un corpo umano che danneggia i circuiti elettronici a causa di scariche statiche. Il corpo umano è modellato come una capacità a terra di circa 100 pF. Questa capacità viene caricata fino a diversi kV e il percorso di scarica nell'elettronica sotto test avviene tramite una resistenza di limitazione della corrente.

Una cosa importante da notare è che, a meno che il corpo umano non si colleghi direttamente alla terra (una situazione più rara del normale), il flusso di corrente dovuto al contatto di un filo sotto tensione è in qualche modo limitato da questa capacità.

Questo documento intitolato "Misure sulla capacità del corpo umano: teoria e configurazione sperimentale" conclude che circa 160 pF è una capacità del corpo umano nel seguente esperimento: -

Quindi, se ci colleghiamo a 220V 60Hz, 160 pF ha un'impedenza di 16,6 Mohm (reattivo) e provocherebbe una corrente reattiva di circa 13,3 uA. Non credo che gli effetti capacitivi saranno molto significativi.

Sfortunatamente la resistenza di 100kohm è vera solo in alcune condizioni. Per prima cosa hai anche la capacità della pelle, quindi condurrà CA meglio di CC. In secondo luogo, la resistenza della pelle stessa non è costante con la tensione anche a CC; scende al crescere della tensione. E in terzo luogo, c'è variazione con l'umidità / umidità della pelle, anche da persona a persona. Cercherò alcuni riferimenti per questi fatti che ho riprodotto dalla memoria.

Dai un'occhiata a questo libro IC CMOS Bio-Medical per maggiori dettagli di quanti io possa sperare di comunicare qui.

L'argomento è complicato perché la capacità della pelle dipende principalmente dal suo spessore, ma la resistenza della pelle varia in gran parte con il numero di condotti del sudore e quanto sono pieni. Quindi puoi avere un'area con bassa capacità a causa della pelle spessa, ma che conduce comunque bene se ha un'alta concentrazione di dotti del sudore.

Le cifre tipiche fornite sono 0,02-0,06uF / cm ^ 2 per la capacità della pelle (ma si dice anche che variano di un ordine di grandezza tra le diverse aree del corpo). Per la resistenza (che va di pari passo con quella capacità) è molto più difficile appuntare un numero perché varia significativamente anche nella stessa persona e nella stessa area nel tempo:

Un altro libro offre una gamma da 60 a 1200 kOhm / cm ^ 2 ... che è una vasta gamma [dipende dall'area corporea e dalla persona]. (Si noti che questo si riduce per aree più grandi perché i resistori in parallelo hanno meno resistenza.) Inoltre, afferma che se la tensione supera circa 150 V si verifica una rottura dielettrica nella pelle, che riduce la resistività di più. Per il collegamento diretto a secco contanct a 125 V (AC immagino), forniscono da 1125 a 2875 ohm come intervallo percentuale dal 5% al ​​95% con una media di 1625 ohm. Questo è molto più basso di quanto tu abbia immaginato. Ecco i dati tipici su cui IEC basa le sue raccomandazioni di sicurezza:

Come hai detto tu stesso, 2,2 mA scorreranno nel tuo esempio. C'è molta corrente nel tuo corpo. Nella migliore delle ipotesi sarà doloroso e può facilmente ucciderti se attraversi un organo vitale come il cuore.

Collegare due dita della stessa mano ai pin della presa sarebbe semplicemente stupido, doloroso e causerebbe lesioni. Il collegamento tra due dita di mani opposte può essere letale.

E questo presuppone una resistenza totale della pelle di 100 kΩ. Questo è un numero plausibile quando le tue mani sono abbastanza asciutte, ma è anche molto meno resistente.

Non infilare le dita nelle prese elettriche

Se decidi di farlo comunque, fai conoscere i premi Darwin che le persone conoscono per primi, in modo da poter essere adeguatamente riconosciuto postumo.

È corretto, ma la tua pelle non è sempre 100k, la resistenza varia molto . E non ci vogliono molti mA per ucciderti, se scorre attraverso il posto giusto (sbagliato).

Hmmm. Vado a cercare fonti (ne avevo alcune quando insegnavo nei laboratori decenni fa e dovrei trovarne comunque entro il mese prossimo), ma quello che ricordo è che la regione più pericolosa per lo shock (che riguarda principalmente la conduzione attraverso cuore, poiché il sangue è dove si trovano la maggior parte degli elettroliti e la maggior parte della conduzione interna segue quindi i vasi sanguigni) è compresa tra 10 mA e 1 Amp o 100 mA.

Questo era necessario per la lettura del mio lavoro in un laboratorio ad alta tensione, così come l'affascinante storia di quanti solidi muri di cemento un cilindro da 3000 PSI poteva lanciarsi se non lo incatenassi al muro e la valvola si è rotta quando è caduto.

Penso che l'affermazione di Olin per 2,2 mA in tutto il cuore sia letale cade, essendo la metà di ciò che i GFCI dovrebbero innescare (5 mA, almeno versioni USA). Quel livello è metà dell'estremità inferiore della gamma più pericolosa, non più del doppio di quello che ci vorrebbe per ucciderti, o non ci sarebbe molto senso nei GFCI. Il "modello corporeo a bassa resistenza cutanea" è anche il punto di origine delle tensioni "sicure", basate sulla potenziale corrente attraverso il cuore IIRC. No, non mi offro volontario per testarlo (anche se l'ho fatto una o due volte involontariamente e sono stato fortunato), ma penso che conoscere più o meno accuratamente ciò che sta accadendo batte imprecisioni di paura. Non infilare le dita negli sbocchi, ma fallo perché la resistenza della pelle non è un numero fisso su cui puoi contare, soprattutto se si taglia un dito su una parte acuminata della presa; ed è stupido mettere il dito in uno sbocco, che in realtà dovrebbe essere sufficiente da solo.

Al di sotto di 10 mA, si afferma che la corrente è insufficiente per causare la fibrillazione (un attacco di calore indotto e la principale causa di morte per elettrocuzione). Sopra la fascia alta la corrente è sufficiente per arrestare / bloccare il cuore ed è più probabile che si riavvii rispetto a nella "regione più pericolosa" sebbene possano esserci altri effetti collaterali negativi come ustioni all'interno dei vasi sanguigni - questo tende ad essere dove la gente che sopravvive ai fulmini colpisce la terra, IIRC.

Come già accennato, la resistenza della pelle è ALTAMENTE variabile con il sudore (acqua salata più o meno) che ha una grande influenza. I tagli lo rimuovono del tutto.

Per quanto riguarda il pacemaker 47 uA di WRB, sostengo che il pacemaker potrebbe essere un affare piuttosto diverso rispetto a qualsiasi normale fonte di shock - o che in effetti ci fosse un errore.

Potrebbe essere il mio ricordo è un po 'pessimista:

Questo richiede una soglia molto più alta (10X): https://www.physics.ohio-state.edu/~p616/safety/fatal_current.html

Questo menziona 6-9 mA come la soglia dei muscoli "congelanti" (spasmi), che ovviamente porta a quella deliziosa condizione "non lasciarsi andare", ma raggiunge anche più alti per la morte: http: //www.elcosh. org / documento / 1624/888 / d000543 / section2.html

Questo esempio mostra come la resistenza della pelle sia variabile e include "5mA come corrente massima generalmente considerata" innocua ": http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/shock.html

Potresti essere interessato a questa descrizione della resistenza della pelle . Si noti che la resistenza della pelle può essere vicina a 1000 ohm quando è bagnata. Allo stesso modo, le ustioni elettriche causano la caduta della resistenza cutanea locale, il che può contribuire. "La conduttanza cutanea può aumentare di diversi ordini di grandezza in millisecondi." fonte

È anche importante tenere presente che il percorso attuale deve includere il cuore o i polmoni per causare la morte immediata, e quindi il altroil punto di contatto deve essere tenuto a mente - di solito l'altra mano o i piedi (in piedi in condizioni di bagnato). Se l'ambiente è bagnato, sembra probabile che anche le dita a contatto possano essere bagnate. Il cuore è in realtà abbastanza sensibile alla corrente applicata direttamente ad esso, con correnti inferiori a 1 mA considerate pericolose. Gli standard attuali tengono conto di ciò nelle certificazioni per le apparecchiature mediche, ma ricordo a metà degli anni '60 la lettura di un caso di incidente di un pacemaker alimentato esternamente (messa a terra inadeguata dell'alimentazione e il paziente ha toccato un telaio metallico collegato a terra) che era letale a 47 uA . Le discussioni nette sul microshock sembrano convinte che tali casi siano apocrifi, ma rimango al mio posto. Sebbene l'articolo originale potrebbe essere stato in errore.

Stai commettendo due errori qui.

Innanzitutto, sia la corrente che deve entrare e uscire - se la resistenza della pelle è di 100k e stai toccando un terreno da qualche parte, stai effettivamente guardando solo 1,1ma. Lo sentirai ma non ti farà male. (L'ho sentito davvero quando ho provato a collegare una verruca a muro in una posizione molto scomoda e in qualche modo toccando inconsapevolmente entrambi i lati della spina quando pensavo di afferrare il corpo della verruca.) (Se non tocchi una terra ovunque e usa solo una mano la corrente non fluirà affatto e non ti farà male. Ecco perché a volte vedi professionisti che lavorano su un circuito live e vivono per raccontarlo. Lascia queste cose ai professionisti!)

In secondo luogo, stai praticamente scommettendo sulla tua vita che la resistenza della pelle è davvero di 100k. Ciò può cambiare drasticamente se la tua pelle è anche un po 'bagnata e supponiamo che ci sia una piccola sbavatura su tutto ciò che hai toccato che ti ha infilato leggermente nella pelle - che ridurrà la resistenza.