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klimkin
| Comienzo este post con una pregunta muy directa, ¿a quién no le ha dado un paso de corriente eléctrica al conectar o desenchufar algún electrodoméstico? |
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ColiN00B
Tal vez un bombillo de 100 W lo haga sin mucho temor (permítanme la humanización de este ejemplo) y obtengamos un entorno bien iluminado. Realicemos un cálculo sencillo de la resistencia (R) de este bombillo conociendo el voltaje (V) de la red eléctrica y la potencia del bombillo (P):
Con la ecuación de la potencia eléctrica P = V.I (Ley de Watt), podemos calcular la corriente eléctrica que circula a través de la resistencia (bombillo):
I = P/V = 100 W/110 V = 0,91 A
R = V/I = 110 V/0,91 A = 120,88 ΩR(T) = R1 (1 + α(T2 - T1))
donde α está relacionado con el coeficiente de temperatura del material con que fue fabricada la resistencia eléctrica o el filamento de la bombilla.
Tal vez si buscamos el documental histórico sobre las aplicaciones que tuvieron la corriente continua o directa DC, patrocinada experimentalmente por Thomas Edison, y su afán por derrumbar las bases de su rival Nikola Tesla, patrocinador de la corriente alterna AC, recordaremos el episodio cuando Edison pone a prueba un sistema eléctrico para "electrocutar" a condenados a muerte, usando la corriente alterna y demostrando lo peligroso que puede resultar para la vida de las personas. Sostuvo que la utilización de la corriente directa resulta "casi" inofensiva para la salud, todas estas demostraciones en el marco de la Guerra de las corrientes librada a finales del siglo XIX.
Un caso práctico que nos orientará en el conocimiento de la letalidad que puede producir el manejo de altos valores de corriente, podría ser el siguiente:
La intensidad de corriente está referida al amperaje que circula a través del cuerpo y que puede ser perceptible como un "cosquilleo" sobre la piel seca. Con corriente alterna solamente basta con 0,5 mA para sentir el paso de corriente, mientras que con 100 mA y expuesto por más de 0,5 s ya se estaría entrando en la zona de peligro ante el evidente accidente eléctrico de una fibrilación ventricular. Para valores más altos de corriente y de voltaje en cualquiera de las 2 naturalezas AC o DC puede provocar la muerte, si el individuo tiene mayor impedancia en su cuerpo, le favorecería para soportar el paso de corriente. Por ejemplo, con 25 V (DC) tendría en promedio una impedancia de 9000 Ω, pero con esos mismos 25 V en AC, su valor sería aproximadamente 6000 Ω.
En corriente directa ya estamos acostumbrados a trabajar con una pila para el control remoto del televisor o con una batería para encender el motor de nuestro vehículo, tocamos el borne positivo y negativo de la batería y no sucede nada perceptible, es decir que el umbral de tolerancia es más prolongado en el tiempo. Sin embargo, cuando ponemos nuestra lengua (como zona húmeda) en los bornes de una pila de 12 V vamos a sentir ese choque eléctrico que nos hará reaccionar rápidamente (< 1 s) alejando la fuente de corriente de nuestro cuerpo. Esos son los factores de respuesta ante la presencia de una corriente eléctrica:
Como nos enseñaron en el colegio, lo primerito que debemos hacer es copiar los datos que nos proporcionan:
La corriente que circula a través del cuerpo (Icircula el cuerpo) de la persona se puede calcular a partir de la Ley de Ohm, considerando no los 115 V de la toma eléctrica, sino los 75 V que se derivan hacia la carcaza del motor metálico, así que:Icircula el cuerpo = ΔVfuga/Rpersona
Icircula el cuerpo = 75 V/1000 Ω
Icircula el cuerpo = 0,075 A = 75 mA
Como se trata de un circuito de corriente alterna (AC) y el flujo de corriente es a través de la mano izquierda, se tiene un factor de corriente para distintos recorridos en el cuerpo humano igual a FI = 1,5 = Ipecho-mano izquierda/Icircula el cuerpo, así que calculemos:
Ipecho-mano izquierda = FI . Icircula el cuerpo
Ipecho-mano izquierda = 1,5 . 75 mA
Ipecho-mano izquierda = 112,5 mA
Con este valor de corriente se llega al umbral de accidente cardiovascular a los 0,5 s, a partir de 1 segundo de exposición a esta intensidad de corriente se presentará un 5% de probabilidad de padecer de una fibrilación vascular leve y si el tiempo es mayor puede causar daños en el organismo que van sumando hasta llegar a causar un desfase de su ciclo cardíaco severo.
Si deseas profundizar tus conocimientos acerca de este
tema, te recomiendo:
V = 110 V;
P = 100 W;
R = ?;
I = ?
Con la ecuación de la potencia eléctrica P = V.I (Ley de Watt), podemos calcular la corriente eléctrica que circula a través de la resistencia (bombillo):
I = P/V = 100 W/110 V = 0,91 A R = V/I = 110 V/0,91 A = 120,88 Ω| ¿Qué puede suceder cuando pasa el voltaje o la corriente a través de nuestro cuerpo?, ¿acaso vamos a iluminar como lo hace un bombillo incandescente o repercute en la salud de las personas? |
| Tipo de corriente | Intensidad | Fibrilación |
|---|---|---|
| Directa | 2 mA | >300 mA - 0,5 s |
| Alterna | 0,5 a 10 mA | 100 mA - 0,5 s |
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En corriente directa ya estamos acostumbrados a trabajar con una pila para el control remoto del televisor o con una batería para encender el motor de nuestro vehículo, tocamos el borne positivo y negativo de la batería y no sucede nada perceptible, es decir que el umbral de tolerancia es más prolongado en el tiempo. Sin embargo, cuando ponemos nuestra lengua (como zona húmeda) en los bornes de una pila de 12 V vamos a sentir ese choque eléctrico que nos hará reaccionar rápidamente (< 1 s) alejando la fuente de corriente de nuestro cuerpo. Esos son los factores de respuesta ante la presencia de una corriente eléctrica:
- Resistencia del cuerpo humano: 500 a 3000 Ω
- Tipo de corriente: DC
- Intensidad de la corriente: 50 mA
- Voltaje de la fuente: 9 V
- Tiempo umbral: 0,5 s
- Tiempo de exposición: > 5 s, para I = 2 a 20 mA
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Banger978
| Supongamos que una persona está usando su lavadora de ropa conectada a una toma de 115 V, sus miembros superiores están mojados por lo que la resistencia de su cuerpo es de 1000 Ω y toca con su mano izquierda la carcaza del motor eléctrico, el cual no estaba conectado a tierra y tenía un cable "pelado" con fuga de unos 75 V. ¿Puede llegar a poner en peligro su vida, superando el umbral de ataque cardíaco? |
V = 115 V y
ΔVfuga = 75 V;
Rpersona = 1000 Ω;
Icircula el cuerpo = ?
La corriente que circula a través del cuerpo (Icircula el cuerpo) de la persona se puede calcular a partir de la Ley de Ohm, considerando no los 115 V de la toma eléctrica, sino los 75 V que se derivan hacia la carcaza del motor metálico, así que:
Aporte del Post
Las normas de seguridad sobre los accidentes por choque eléctrico estipula que se requiere de mayor intensidad de corriente para poder causar la muerte de la persona, pero todo dependerá de las condiciones físicas, sus antecedentes cardiovasculares, la impedancia y resistencia del cuerpo, entre otros factores que puedan ayudar o comprometer la aparición de un evento de fibrilación. |
Texto original de @azulear
- Ley de Watt
- Ley de Ohm
- Variación de la resistencia con la temperatura
- Tesla contra Edison: la guerra que generó la corriente alterna
- Voltaje eléctrico
- El Voltio
- ¿Qué es el voltaje?
- El Voltio
@azulear
La explicación de los fenómenos físicos, en los campos de óptica, espacio y energía son muy importantes para nuestra comunidad STEM-Espanol, gracias por compartir
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