¡Estoy sorprendido por la baja calidad de las respuestas dadas aquí! Lamento decir que casi todas las respuestas muestran una tenue comprensión de la electrónica y la naturaleza eléctrica, y usan el viejo adagio “no es el voltaje, sino la corriente la que mata”. Así que aclararé las cosas y espero ahorrar algunas personas no lo entienden aún más.
VOLTAJE, CORRIENTE Y POTENCIA
El voltaje está relacionado con la fuerza eléctrica entre dos puntos. Más específicamente, es el gradiente del campo eléctrico, que a su vez es una descripción de la fuerza eléctrica. Es una descripción de la energía potencial eléctrica, la capacidad del campo eléctrico para forzar una partícula cargada y moverla (es decir, la capacidad de hacer trabajo). Debido a que existe una fuerza eléctrica entre las cargas eléctricas, el voltaje también se puede interpretar como relacionado con la diferencia de carga entre dos puntos. Siempre que haya un voltaje entre dos puntos, también debe haber un campo eléctrico, aunque el campo eléctrico dependerá realmente de la distancia física entre los dos puntos.
Cuando existe un campo eléctrico en un conductor imperfecto, fluirá una corriente en el medio conductor. La corriente es el movimiento de partículas cargadas (electrones, iones, etc.). Para que las cargas circulen en un bucle, se requiere una fuente de alimentación que pueda mantener la diferencia de potencial (el voltaje) entre dos puntos, podríamos decir, “reorganizando” las cargas: una fuente de voltaje. También podría mantener un flujo constante de corriente: una fuente de corriente. De cualquier manera, una diferencia de potencial (voltaje) en un conductor imperfecto siempre causará una corriente. En conductores imperfectos, la corriente tendrá muchas, muchas interacciones con los átomos del conductor. Es como jugar a Plinko. Esto dará más energía cinética a los átomos del conductor y se generará calor. Entonces, cada vez que una corriente fluye en un conductor imperfecto, se genera calor.
Con estas definiciones simplificadas de voltaje y corriente, podemos ver algunos escenarios que ayudarán a aclarar algo de la confusión. Si hay un voltaje entre dos puntos, significa que hay una diferencia en la cantidad de carga entre esos puntos. Esto aplica en cualquier lugar. Si la diferencia de carga es entre dos conductores, digamos una mano humana y un picaporte, la diferencia de carga causará una “ecualización”. Muchas cargas se moverán muy rápidamente porque están bajo una gran fuerza (por la naturaleza de que haya voltaje). Esta es una corriente, pero está limitada a la diferencia de carga entre los dos puntos. Una vez que se mueven todos los cargos, no hay más corriente.
El voltaje en este escenario solo depende de la diferencia en la cantidad de cargas, pero puede llegar a los miles de voltios, los kilovoltios (kV). Sin embargo, la cantidad limitada de carga que posiblemente se puede mover significa que este voltaje se reduce a 0 V muy, muy rápidamente, y el flujo de corriente es bastante breve.
Si, por otro lado, tiene una fuente de energía, como una fuente de voltaje, la diferencia de potencial se mantendrá. La corriente que fluye será proporcional a la resistencia de la ruta, siempre que la fuente de energía pueda suministrar suficiente corriente. Esa es la clave: cada fuente de energía solo puede suministrar corriente hasta un punto , llamado corriente nominal . Entonces, una batería AA, por ejemplo, puede suministrar corrientes de hasta, quizás, 1A (1 amperio). Tienes que ponerlo en una resistencia que no supere esto. Si la “carga”, la ruta conductiva / resistiva entre + y -, es una resistencia demasiado baja, la resistencia interna de la batería limitará el flujo de más corriente.
Las fuentes de voltaje son mucho más comunes para el consumidor promedio, por lo que las fuentes actuales las dejaremos de lado. Las fuentes de voltaje incluyen cosas como baterías y enchufes de pared. Puede tener voltaje constante, que produce corriente constante o corriente continua (CC), o voltaje que cambia continuamente de un valor positivo a un valor negativo, produciendo una corriente que se mueve hacia adelante y luego hacia atrás, una y otra vez, una corriente alterna ( C.A). Esto realmente solo se incluye en esta descripción para completar.
De todos modos, todas las fuentes de voltaje tienen una corriente nominal. Si lo excede, el voltaje simplemente disminuirá en lugar de que la corriente aumente más. Para el voltaje de la fuente, V, y la corriente máxima suministrable, Imax, decimos que la potencia de la fuente es P = V * Imax.
El poder de una fuente es constante. O al menos idealmente. Si convierte el voltaje a un voltaje más alto, la corriente máxima debe disminuir. Si desea convertir la salida para obtener más corriente, la salida de voltaje disminuirá. Hagas lo que hagas, el producto del voltaje y la corriente máxima se mantendrán constantes.
Por ejemplo, dada una batería AA con un voltaje de 1.5V y una corriente máxima nominal de 1A, la potencia es 1.5 * 1 = 1.5W. Podemos saber “intensificar” el voltaje de la batería (usando un circuito inteligente llamado conversión de modo de conmutación) de 1.5V a un voltaje tan alto como queramos. Pongamos el voltaje a 5kV (5,000 V) porque es un voltaje muy alto y aparentemente peligroso. Pero sabemos que la potencia es constante, a 1.5W, por lo que la corriente máxima posible que nuestro circuito podrá suministrar será 1.5 / 5000 = 0.0003 = 300uA (300 microamperios). Después de 300uA, el voltaje de suministro simplemente disminuirá en lugar de suministrar más corriente, como antes.
Esta es una falla de la fuente de alimentación , y el voltaje aplicado real caerá, por lo que la carga no está viendo los 1.5kV después de intentar pasar 300uA. Las fuentes de alimentación con clasificaciones de potencia más altas podrán generar más corriente, las fuentes con clasificaciones más bajas podrán generar aún menos corriente, antes de que todas alcancen su límite.
Nota al margen: los convertidores de conmutación, o cualquier convertidor de voltaje para ese caso, siempre tendrán una clasificación de eficiencia. Si lo suministra con 1.5W, es posible que solo pueda suministrar el 85% de eso, 1.2W.
HOMBRE VS ELECTRICIDAD
Ahora podemos hablar sobre lo que sucede cuando una corriente fluye a través de una persona. Como se mencionó, el flujo de corriente siempre genera calor. Cuanto más corriente, más calor. El cuerpo humano tiene una resistencia bastante alta, pero no tan alta como se podría pensar. Para que la corriente fluya requiere una fuente de energía con un voltaje bastante alto, porque estamos forzando la corriente a través de mucha resistencia. Aquí hay una tabla familiar de lo que le sucede a una persona en diferentes corrientes.
La corriente que pasa por tu cuerpo generará mucho calor, suficiente para quemar tus entrañas. También afectará su sistema nervioso, limitando su capacidad de controlar sus músculos. La cantidad de corriente que puede matar es bastante baja, alrededor de 100 mA +. La resistencia del cuerpo humano es aproximadamente entre 100k y 1k, o 100,000 y 1,000 ohmios. En la tabla, puede ver el voltaje requerido para que los niveles de corriente correspondientes pasen a través de un cuerpo humano a cada lado del espectro.
Ahora, sabiendo lo que sabemos sobre la energía, vemos que una cantidad mortal de corriente pasará entre 100V y 10kV a 100–300mA, lo que requeriría una fuente de alimentación que no solo tenga un voltaje de 100V – 10kV, sino que también capaz de suministrar entre 10W y 1kW (1,000W). Si la fuente de alimentación satisface ambas condiciones, estará en peligro. Si tiene una potencia nominal de <10W, nunca estará en riesgo, ya que el voltaje caerá (y, por lo tanto, la fuerza que causa la corriente se reduce y la corriente se reducirá) o la corriente simplemente será demasiado baja para causar la muerte Suponiendo que, de todos modos, encajas en la parte de 100 mA del umbral de supervivencia actual.
CONCLUSIÓN Y OTRAS CONSIDERACIONES
Entonces, ¿qué voltaje puede sobrevivir una persona? Bueno, si consideramos la muerte por calor, quemaduras y manipulación de órganos vitales, será entre 100V y 10kV, siempre que la fuente de alimentación pueda producir la corriente que lo mataría. Una fuente de alimentación ideal e ilimitada siempre será mortal entre 100V y 10kV, pero en el mundo real siempre hay límites de potencia.
Esto parece implicar que el cuerpo humano puede soportar cualquier voltaje, siempre y cuando la fuente de la diferencia de potencial (por ejemplo, una diferencia en la cantidad de carga) no pueda producir corrientes lo suficientemente altas como para quemarlo e interrumpir sus órganos. Incluso si tiene un voltaje de 100MV (100,000,000V) entre usted y otra cosa, debe estar perfectamente bien siempre que no pueda fluir corriente a través de usted. ¿Derecho?
Esto es realmente interesante porque no puedo decir con certeza que el cuerpo humano siempre estará bien siempre que la diferencia de voltaje sea causada por algo que realmente no puede suministrar corriente. Si, por ejemplo, hay dos placas cuadradas de 10 pies con un voltaje de 100MV entre ellas, y no hay arco ni nada, y usted está entre ellas, la resistencia de su cuerpo debería permitir una diferencia de potencial significativa a través de usted desde el lado hacia una placa al lado frente al otro. Cuando eso suceda, las cargas en su cuerpo naturalmente desearán reorientarse, y no sé qué riesgos enfrentaría cuando esto suceda. Tal vez no vería ningún cambio, tal vez perdería la función cerebral y su corazón se detendría, pero creo que lo primero es más probable. Realmente tendría que pensarlo.
De todos modos, terminemos reemplazando “¡No es el voltaje lo que te mata, son los amperios!” Con “La muerte por electrocución requiere una fuente de alimentación de alto voltaje que tenga una potencia nominal que permita que 100 mA o más de corriente fluya bajo carga. “Es pegadizo, supongo.
