He estado pensando en esto y sé que otras personas han respondido esto aquí, pero hay una parte que todavía me desconcierta y tiene que ver con los circuitos paralelos.
Si conecto una batería a una resistencia, y conecto otra en paralelo, y mido la corriente a través de ambas, ¡habrá una corriente! Es decir, si conecto un batería a un resistencia ( ) y conecte un resistencia en paralelo a ella ( ), todavía mediría a través de ambos (el voltaje se conserva en circuitos paralelos, ¿correcto?) Y mi corriente (según la Ley de Ohm) es
Entonces eso significa que una resistencia tiene y el otro tiene . Muy bien, pero ¿por qué esto no se aplica a un pájaro?
Es decir, un pájaro que deja caer sus patas sobre un cable no está completando un circuito entre dos potenciales diferentes, sino que está haciendo un circuito en paralelo. Esto es lo que confunde a mucha gente, creo, incluyéndome a mí. Si se aplican las leyes habituales para los circuitos en paralelo, ¿por qué no se aplica a los pájaros en un cable?
Una explicación que escucho es que las aves no están conectando dos lugares de diferente potencial, pero si ese fuera el caso, ¿por qué funciona mi circuito paralelo? Una resistencia no debe registrar corriente (o muy poca), y sé si hago que la resistencia sea lo suficientemente grande (la que está en paralelo, digamos, ) el sorteo actual será menor. ¿Es éso lo que está pasando? ¿La resistencia del ave es lo suficientemente grande como para que la corriente absorbida sea pequeña?
Digamos que un pájaro tiene de resistencia A el alambre todavía pondría a través del animal.
Pero eso no me satisface porque estamos ante un escamas de alambre la mayor parte del tiempo. Necesitarías que el pájaro, que es efectivamente una bolsa de agua y demás, tenga mucha resistencia para que eso funcione, pero tal vez lo haga.
Siempre leo que para que el circuito esté completo, el pájaro (o la persona) debe estar conectado a tierra, pero eso no tiene sentido para mí porque ¡entonces ningún circuito paralelo funcionaría con baterías! O incluso la corriente de la casa, que es básicamente una gran cantidad de circuitos en paralelo.
Siento que me estoy perdiendo algo aquí, y si alguien puede decirme qué es, sería muy apreciado.
Las patas de un pájaro están bastante juntas. Un cable de transmisión eléctrica tiene muy poca resistencia.
Esto significa que el voltaje en función de la distancia apenas cambia. Entonces, la diferencia de voltaje entre las patas de dos pájaros es esencialmente 0, porque el potencial en cada pata es prácticamente el mismo. La diferencia de potencial entre el cable y la tierra puede ser grande; pero el pájaro no ofrece ningún camino entre el cable y cualquier cosa con un voltaje mucho más bajo. Solo ofrece un camino entre sus dos patas, por lo que la diferencia de voltaje sigue siendo pequeña.
Para agregar a eso, el pájaro tiene mucha más resistencia relativa que el cable, ya que se supone que el cable minimiza la caída de voltaje a través de él. Esto significa que la mayor parte de la corriente también fluirá a través del cable y relativamente poca corriente fluirá a través del ave.
El ave no está realmente en riesgo a menos que pueda conectar la línea de alto voltaje a algo con un potencial significativamente diferente, lo cual no ocurre con la misma línea unas pulgadas más abajo.
Para un ejemplo de los números, Solomon Slow estimó en los comentarios :
Suponga que el cable es equivalente a cobre de calibre 000, 0,0618 ohmios por 1000 pies. Suponga que transporta cerca de su capacidad nominal: 300A. Supongamos un pájaro, tal vez del tamaño de una paloma, con patas que agarran el cable con una separación de aproximadamente 1 pulgada. Según mi cálculo, la diferencia de potencial entre los puntos separados por 1 pulgada a lo largo de ese cable será de aproximadamente 1,6 milivoltios .
Énfasis mío. Debería ser bastante fácil verificar esa estimación por sí mismo, pero realmente ilustra el problema.
Déjame decirte de antemano: ¡ Tienes toda la razón! El alambre es un resistor, el pájaro es un resistor, y un pájaro parado sobre un alambre con ambos pies hacia abajo es de hecho un resistor paralelo al alambre. Esto significa, de hecho, que la corriente fluye a través del ave. Simplemente no es mucho, porque el cable es, ¡por diseño! - una resistencia muy mala, y birdie es, en comparación (y eso es lo que cuenta aquí) una resistencia lo suficientemente buena como para que no fluya mucha corriente a través de ella.
Una línea eléctrica aérea que puede transportar 1000 amperios tiene, según este catálogo, p. 136, una resistencia específica de , o . Un tramo de diez centímetros, suponiendo que el ave recorra esta distancia conveniente, tiene, por lo tanto, una resistencia de de eso, o .
Para empujar una corriente de 1000 amperios a través de la resistencia del estirar, , una diferencia de potencial de
Según una investigación realizada con el objetivo de ser amable con nuestra cena, las piernas de un pollo tienen una resistencia de cada. Debido a que nuestro pájaro es un poco más pequeño, asumimos solo para ambos, ignorando también la resistencia del cuerpo entre las piernas, aunque sólo sea por pudor.
Esto implica que la corriente que fluye a través de birdie es
Aquí hay un diagrama de circuito que representa su ave paralela sin asar. Como puede ver, dibujé el cable como una secuencia de resistencias adyacentes, cada una con una longitud de . Los diagramas de circuitos normales simplemente ignoran los microohmios y dibujan un cable recto. ¡Me avergüenzo de ellos! ¡Chicos, eso confunde a la gente! ¡ Cada cable es una resistencia! Cierto, cada uno segmento por sí mismo es una resistencia muy débil; pero un millón de ellos son lo suficientemente molestos como para que la planta de energía deba subir la apuesta a muchos kilovoltios.
Quizá debería añadir que podríamos llegar a la misma conclusión más fácilmente. El cálculo del voltaje es bastante innecesario si asumimos que el ave no cambia la corriente general a través del cable, antes y después. Luego, la corriente (cualquiera que sea el voltaje que la impulsa) simplemente se divide de acuerdo con la relación de las resistencias, que es aproximadamente , de modo que th de la atravesar el alambre es atravesar el pájaro, que es
1 * 10^3
?El potencial eléctrico es una diferencia entre dos puntos, y considerando que el cable sobre el que está parado el pájaro tiene poca resistencia, la diferencia de potencial sería insignificante. Eso significa que cuando el pájaro está parado con ambos pies en el cable, la diferencia de potencial entre sus dos pies es minúscula y con su propia alta resistencia, definitivamente no lo lastimará.
El punto que ha señalado, con respecto a que 600 V están a través del pájaro, ha supuesto que el pájaro coloca una garra en el cable vivo (600 V) y la otra en la tierra del circuito (0 V). Al contrario del caso real, el pájaro está parado en dos puntos, donde tienen una diferencia de potencial muy similar, y según la Ley de Ohm, la corriente es básicamente cero. Para facilitar la comprensión, puede suponer que el ave es una resistencia de resistencia extremadamente grande y se encuentra paralela a un cable conductor.
Y por la misma razón, creo que otros dicen que este no es un circuito paralelo porque la resistencia tiene una influencia insignificante en el circuito.
Primero permítanme señalar que el voltaje en sí no tiene ningún efecto físico: el daño proviene de la corriente eléctrica. Esto sucede de dos maneras:
Veamos ahora el circuito paralelo formado por el pájaro y el trozo de alambre entre sus patas. El voltaje, es decir, la diferencia de potencial entre las patas del ave definitivamente no es lo mismo que la diferencia de potencial entre el cable y la tierra (que se sabe que es de unos pocos kV). La corriente en el cable (unos pocos amperios) se reparte entre el ave y el trozo de cable entre sus patas:
Observaciones
Me gustaría volver aquí a algunos aspectos que a menudo se pasan por alto cuando se habla de circuitos eléctricos:
Cualitativamente: la baja resistencia eléctrica de las líneas eléctricas significa que hay una diferencia insignificante en el potencial eléctrico entre dos puntos muy próximos en la línea. Como resultado, apenas fluirá corriente a través de un pájaro (resistivo) en la línea, y la gran mayoría de la corriente pasará a través de la línea (conductora) de manera normal.
Cuantitativamente: la pérdida resistiva en las líneas eléctricas de alta tensión suele ser del 0,5 % por cada 100 millas en una línea de 765 kV , lo que significa que un pájaro posado en la línea con las patas separadas 10 cm tiene una tensión de aproximadamente
aplicado en todo su cuerpo. Una apuesta segura para la resistencia eléctrica de un ave parece ser , tal que la corriente resultante a través del ave será
a través del cuerpo del ave. El pájaro estará bien :)
El tamaño del voltaje en el cable no es lo que determina la corriente a través del ave. Es la diferencia de voltaje entre las patas del ave. Si el cable está conectado a una fuente de 600 V, el voltaje entre las patas de las aves no es de 600 V. La diferencia de voltaje real es muy pequeña. Las patas de los pájaros están tocando dos puntos muy cerca uno del otro en el alambre. La caída de 600 V es en toda la longitud del cable desde la fuente de alimentación hasta la fuente de alimentación. El pájaro tendría que tocar partes del cable a millas de distancia para sentir una cantidad significativa de voltaje. El cable eléctrico también es un buen conductor, lo que significa que su resistencia es pequeña y, por lo tanto, el voltaje cae solo una pequeña cantidad en cualquier distancia que pueda alcanzar un solo animal.
Para ser más concretos, supongamos que conecta una batería de 9 V a una bombilla con dos cables. El cable conectado al terminal positivo estará a un voltaje de 9V. Todo el cable tendrá un voltaje de 9V. Esto significa que, si conecta un par de sondas de voltímetro al mismo cable, medirá una diferencia de potencial de cero, porque ambas sondas medirán el mismo potencial. Solo cuando las sondas están en contacto con diferentes cables, medirá la diferencia de 9V.
Recuerde, son las diferencias de voltaje las que causan la corriente, no solo una cantidad de voltaje. Puedo estar perfectamente seguro de pie en una torre de 600 pies. Solo estoy en peligro si me caigo de esa torre y golpeo el suelo 600 pies más abajo. Si el pájaro en el cable de alguna manera pudiera alcanzar el suelo u otro cable con un voltaje diferente al mismo tiempo, sentiría la diferencia de potencial total de 600 V, porque dos partes de su cuerpo sentirían voltajes diferentes, lo que provocaría una corriente. fluir.
Su circuito en paralelo funciona porque la primera resistencia provoca una gran caída en el potencial eléctrico de un lado al otro. Entonces, cuando conecta una segunda resistencia en paralelo, hay una diferencia de potencial en la segunda resistencia. El pájaro en un cable es más parecido a este diagrama:
Los más indican el voltaje más alto constante en el cable superior y los negativos indican el voltaje más bajo constante en el cable inferior. Solo cuando una resistencia se extiende a ambos lados de una diferencia positiva-negativa, fluye una corriente a través de ella. La resistencia de pájaro en la parte superior, con sus patas tocando partes del cable con voltajes idénticos, no tendrá flujo de corriente a través de ella. Toda la corriente fluirá a través del cable de resistencia mucho más baja.
El pájaro tendrá una resistencia de, digamos, 1 M , mientras que el alambre entre las patas de las aves tendrá una resistencia de, digamos, 0.1 . Calcular la cantidad de corriente que fluirá en el 1M resistencia en una configuración en paralelo.
Lo que es cierto para las aves también se aplica a los humanos: puede tocar un cable que lleva una corriente significativa y no recibirá una descarga eléctrica a menos que haya una diferencia de voltaje entre usted y el cable:
Tenga en cuenta que el voltaje en sí no importa. En caso de una falla a tierra, es muy posible que el cable "vivo" (de alto voltaje) se vuelva seguro al tacto:
Las imágenes están tomadas del artículo sobre la trayectoria de la corriente de choque.
Las aves en realidad no tienen una resistencia mucho mayor que los humanos y también se electrocutan cuando logran completar el circuito para que pase la corriente de choque.
Digamos que un pájaro tiene 1 MΩ de resistencia. Un cable de 600 V todavía pasaría 0,6 mA a través del animal.
Este es el quid de su malentendido. Hay dos o más cables que salen del generador eléctrico. 600 voltios es la diferencia de potencial eléctrico entre ellos, no una propiedad de ninguno de los dos cables.
El pájaro hace un circuito no entre los dos cables, sino entre dos secciones del mismo cable. Si bien existe una diferencia muy pequeña en el potencial eléctrico entre dos secciones del cable debido a la resistencia distinta de cero de los conductores reales, la empresa de energía eléctrica siempre usará un cable lo suficientemente pesado para mantener este potencial eléctrico muy pequeño, ya que representa la pérdida de energía al calentar el cable. cable en lugar de ser entregado a los clientes.
Puede hacer algunos experimentos simples para ilustrar esto usted mismo con una batería y un voltímetro. Notarás que el voltímetro tiene dos cables, nuevamente porque el voltaje es una diferencia de potencial eléctrico y se necesitan dos puntos para medir una diferencia. Intente conectar una bombilla o un LED y una resistencia a la batería y mida el voltaje cuando el medidor se coloca en paralelo a la batería en comparación con dos extremos del mismo cable.
El pájaro está sentado en la terminal de la fuente siempre que el pájaro no esté conectado a tierra. La resistencia del ave es mucho mayor en comparación con la resistencia del trozo de alambre entre sus dos patas a las que el ave está paralela.
Es decir, un pájaro que deja caer sus patas sobre un cable no completa un circuito entre dos potenciales diferentes.
Eso no es correcto. Si un cable transporta, digamos, 10 kv en un kilómetro, entonces transporta 10 V en cada metro o 10 mV en cada milímetro.
No está claro lo que estás preguntando aquí.
¿Es éso lo que está pasando? ¿La resistencia del ave es lo suficientemente grande como para que la corriente absorbida sea pequeña?
Sí. El ave no solo tiene más resistencia por longitud, sino que el camino de la electricidad a través de él es más largo: el cable conecta dos puntos casi en línea recta, pero la electricidad que atraviesa el ave tiene que subir por su pata. , cruzando el cuerpo y bajando por la otra pierna.
Un cable de 600 V todavía pasaría 0,6 mA a través del animal.
El voltaje se refiere al cambio en el potencial eléctrico. Cada voltaje es una diferencia entre el potencial eléctrico; no existe tal cosa como un voltaje absoluto. Si un tomacorriente está etiquetado como de 120 V, eso significa la diferenciaentre los dos positivo y negativo es de 120V. Cada voltaje requiere dos puntos; de lo contrario, no tiene sentido hablar de una "diferencia". Decir "cable de 600 V" no tiene sentido a menos que se tome como una forma abreviada de otra cosa, como "un cable que conecta dos terminales con una diferencia de 600 V entre ellos". Son los terminales, no el cable, los que tienen la diferencia de voltaje. No puede mirar ningún punto en particular del cable y medir 600 V. Si tomara un voltímetro y conectara ambos cables en el mismo punto, registraría 0 V, independientemente de cuánto voltaje haya en el cable. circuito en su conjunto.
Entonces, si tiene 600 V entre la planta de energía y una casa, y un pájaro está en el cable que los conecta, los 600 V no son relevantes porque el pájaro no está conectando la planta de energía y la casa.
Una analogía para la electricidad es el agua. El voltaje es análogo a la altura. Si tiene un río de 1000 km de largo y durante el curso del río, la altitud disminuye 1000 m, cada kilogramo de agua tiene que liberar 1000 m*9,8 m/(s^2)*1 kg de energía en el transcurso del flujo. el río. Pero si construye un molino de agua y corta un canal lateral y hace que parte del agua fluya a través de su molino de agua, no obtendrá esos 1000m*9.8m/(s^2)*1kg de energía por kg de agua, porque esa disminución de 1000 m de altitud es cuánto baja el agua en el curso de todo el río, no cuánto disminuye en su canal lateral.
Siempre estoy leyendo que para que el circuito esté completo, el pájaro (o la persona) debe estar conectado a tierra.
Eso causaría lo que se conoce como una "corriente de desplazamiento". La corriente de desplazamiento es donde no hay un circuito en el sentido normal; normalmente en un circuito, la carga se mueve alrededor del circuito, pero la corriente que entra en cualquier parte es igual a la corriente que sale, por lo que no hay un movimiento neto de carga. En la corriente de desplazamiento, hay un movimiento neto de carga de un lugar a otro. Dado que esto requiere que un objeto mantenga la carga, la cantidad de corriente de desplazamiento posible depende de la capacitancia. Hay corriente de desplazamiento cuando el ave se posa en el cable, pero como la capacitancia del ave no es muy grande, la corriente de desplazamiento es pequeña. Sin embargo, la capacitancia de la tierra es tan grande que la corriente puede continuar casi indefinidamente.
Puede que no tenga mucho derecho a responder la parte de la física de la pregunta, sin embargo, la razón por la que las aves no conducen la electricidad es bastante ingenua: sus patas están hechas de un material natural duro que no conduce la electricidad en absoluto .
Las patas y los dedos de un ave se componen principalmente de tendones y huesos resistentes. Los pies no tienen muchos nervios, vasos sanguíneos o músculos. Esto es lo que permite a un ave aterrizar en perchas de metal frío o caminar sobre hielo cuando bajan las temperaturas... y también sentarse en postes eléctricos y cables que transportan un alto voltaje.
Su concepto de física puede o no ser correcto, pero la respuesta básica a su pregunta es que los pies de las aves son aislantes muy fuertes , por lo tanto, no fluye corriente a través de ellos. Por lo tanto, es inútil aplicar conceptos de física cuando la corriente simplemente no pasa...
david z
Peter - Reincorporar a Monica
Criggie
Peter - Reincorporar a Monica