¿Por qué te sorprendes al tocar un cable con corriente?

Varias veces (a lo largo de muchos años) toqué accidentalmente un cable de alimentación de CA vivo (120 V, 60 Hz) mientras trabajaba en el cableado de la casa. La sensación siempre es similar: incómoda sensación de hormigueo en el punto de contacto (generalmente en la punta del dedo). En todos los casos, lo más seguro es que no haya tenido un "buen" contacto con el suelo (por ejemplo, cuando ocurrió hoy, estaba parado en un taburete de plástico, con zapatos de suela de goma).

Mi pregunta es: ¿por qué siento un shock?

Más específicamente:

  • Mi resistencia a tierra es demasiado alta para tener una corriente no despreciable.
  • Mi capacitancia a tierra no parece lo suficientemente alta como para tener un impacto notable (ver más abajo).

Veo algunos recursos en línea que sugieren una capacitancia a tierra de unos 100 pF. Si es cierto, entonces (suponiendo una capacitancia de 100 pF):

Z = 1/(2*Pi*f*C) =~ 26 MOhms
I = V/Z = 120V / 26 MOhms =~ 5 uA

El umbral de sensación generalmente se especifica en alrededor de 1 mA (algo menos a 60 Hz). Entonces, si la capacitancia de mi cuerpo es correcta, esperaría sentir una sensación solo con un voltaje 100 veces mayor (10 kV). Por supuesto, la capacitancia de mi cuerpo podría estar equivocada. ¿Lo es, o hay un efecto diferente?

Pregunta parte 2: ¿Por qué la sensación es solo en la punta de mi dedo?

SCNR: ¿Qué estaba haciendo tu otra mano en ese momento?
Tuve que buscar SCNR.

Respuestas (1)

Un impacto perceptible sugiere que en realidad experimentó >500 µA durante al menos 10 ms.

El cuerpo humano para ESD tiene 100 pF en paralelo con una resistencia que va de 1,5 kΩ a 100 kΩ. Si tu piel está húmeda o rota, es mucho menor. Al recibir una descarga a 60 Hz, la capacitancia es equivalente a la impedancia de ~26 MΩ en paralelo con una resistencia <100 kΩ. Entonces tenemos dos impedancias paralelas, una mucho más pequeña que la otra, por lo que la capacitancia es insignificante para una descarga de 60 Hz (a menos que la descarga sea de muy alta frecuencia o similar a un impulso).

Usando 100 kΩ, experimentó ~1.2 mA de corriente dependiendo de qué parte de los 60 Hz estaba en efecto, dentro de la región AC-2 (perceptible).

Diagrama de descargas eléctricas experimentadas por humanos

Las descargas eléctricas matan cuando tu resistencia es mucho más baja o cuando el camino de menor resistencia incluye tu corazón. Si su resistencia fuera de 1,5 kΩ, la descarga sería de 80 mA, potencialmente mortal si dura lo suficiente.

¿Por qué solo tu dedo? La mayor parte de la resistencia eléctrica en el cuerpo humano se encuentra en las capas externas de la piel. Dentro del cuerpo, su tejido está saturado de sangre y conectado al torrente sanguíneo. Es húmedo y conductor. La mayor parte de la energía del choque se deposita en la resistencia eléctrica más grande.

Sugerencia: obtenga herramientas de detección de voltaje que se enciendan cuando se mantengan cerca del voltaje activo. Podrían salvarte la vida.

Me falta el camino que está sugiriendo que la corriente fluye a través de mi cuerpo (de 1,5 kohmios a 100 kohmios), ya que no estaba conectado a tierra ...
¿Qué hay de la corriente de desplazamiento que fluye solo momentáneamente?
@Brian, estabas castigado. Tu cuerpo tenía aproximadamente el mismo potencial eléctrico que la tierra, con una conexión de alta impedancia. Incluso si estuviera "flotando" con un potencial eléctrico diferente, probablemente experimentaría una descarga eléctrica de todos modos. Los linieros pueden trabajar en cables con corriente si se bajan de un helicóptero o se elevan sobre una plataforma no conductora, pero generalmente experimentan un arco mientras se acercan, hasta que se unen al cable con corriente y coinciden con su potencial eléctrico.
@jbarlow Pero eso implica que pararse en un taburete de plástico con zapatos con suela de goma tiene una impedancia mucho más baja que la resistencia interna de mi cuerpo, eso no parece correcto.
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