Pájaros en un cable (otra vez): ¿cómo es que los pájaros no sienten corriente? Solo están haciendo un circuito en paralelo, ¿no?

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 6   V batería a un 100   Ω resistencia ( R 1 ) y conecte un 200   Ω resistencia en paralelo a ella ( R 2 ), todavía mediría 6   V a través de ambos (el voltaje se conserva en circuitos paralelos, ¿correcto?) Y mi corriente (según la Ley de Ohm) es

I = V R ⇒ I = 6   V 100   Ω = 0.06   A

I = V R ⇒ I = 6   V 200   Ω = 0.03   A

Entonces eso significa que una resistencia tiene 6 o   metro A y el otro tiene 30   metro A . 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, R 2 ) 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 1   METRO Ω de resistencia A 600   V el alambre todavía pondría 0.6   metro A a través del animal.

Pero eso no me satisface porque estamos ante un k V 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.

Eliminé una serie de comentarios que intentaban responder la pregunta y/o las respuestas a ellos. Tenga en cuenta que los comentarios deben usarse para sugerir mejoras y solicitar aclaraciones sobre la pregunta, no para responder.
Tenga en cuenta que el elemento del mundo real correspondiente a la batería en su escenario "si conecto una batería a una resistencia y conecto otra en paralelo, y mido la corriente en ambos, habrá una corriente" es el generador en el planta de energía. Y sí, si tocas los dos terminales del generador, creando una conexión en paralelo que une casi toda la resistencia entre los terminales como lo haces con tu batería, mueres de manera espectacular.
¿Alguien tiene acceso a un pájaro, para medir la resistencia entre sus patas? Mi google-fu es débil y no puedo encontrar una medida del mundo real, y no tengo un pájaro como mascota.
@Criggie Necesitaba un tiempo, pero se me ocurrió esto . Lo incorporé en mi respuesta . Parecen medir ~1kΩ/pata, lo que encontré bastante pequeño, dadas las garras secas, etc. Ahora que lo pienso, estaban midiendo pollos en una pinza que puede diferir significativamente de un pájaro posado. Pero el error exagerará la corriente.

Respuestas (11)

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.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
Los comentarios se movieron al chat, por lo que su enlace ya no funciona. Además, ¿qué tamaño de pájaro necesitaríamos para que se cocine solo?
¿Puedes detallar el cálculo? (distancia entre las patas, resistencia del ave) y agregue la corriente esperada que atraviesa el ave para esos 1.6 μV.
@njzk2 Es solo que V = I R , con I asumido como 300 A según el comentario, y con 0,0618 ohmios por 1000 pies de resistencia y un agarre de 1 pulgada, puede calcular la resistencia entre los dos puntos. Eso te da 0.001545 V . Lo estaba escribiendo con más detalle, pero se eliminó, debería poder verificar las matemáticas usted mismo.

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.

Aquí hay una toma con números reales.

Una línea eléctrica aérea que puede transportar 1000 amperios tiene, según este catálogo, p. 136, una resistencia específica de 0.022   Ω / k metro , o 2.2 × 10 − 2   Ω / k metro . Un tramo de diez centímetros, suponiendo que el ave recorra esta distancia conveniente, tiene, por lo tanto, una resistencia de 1 / 10 000 de eso, o 2.2 × 10 − 6   Ω .

Para empujar una corriente de 1000 amperios a través de la resistencia del 10   C metro estirar, 2.2 × 10 − 6   Ω , una diferencia de potencial de

V = I ⋅ R = 1000   A × 2.2 × 10 − 6   Ω = 2.2 × 10 − 3   V
se necesita Esa es la diferencia de potencial entre las patas de un pajarito, un poco más de 2 milivoltios. Podríamos detenernos aquí porque sabemos que podemos salvar mil veces esa diferencia de potencial sin sentir nada, pero sigamos por diversión. Por último, no menos importante, he hecho un dibujo que quiero mostrar.

Según una investigación realizada con el objetivo de ser amable con nuestra cena, las piernas de un pollo tienen una resistencia de 1400   Ω cada. Debido a que nuestro pájaro es un poco más pequeño, asumimos solo 2000   Ω 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

I = V / R = 2.2 × 10 − 3   V / 2000   Ω = 1.1 × 10 − 6   A .
(Descargar una batería AA con esa corriente llevaría cien años o más). El trabajo de investigación de pollos citado también menciona que una impresionante corriente de 81   metro A no es confiable; eso es 80 000 veces la corriente que fluye a través del cable, por lo que hay espacio para errores, lluvia ácida o picos de voltaje.

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 10   C metro . 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 10   C metro 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.

Pájaro no asado en un alambre

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 10 9 , de modo que 1 / 10 9 th de la 1000   A atravesar el alambre es atravesar el pájaro, que es 10 − 6   A .

La combinación de notación estándar y científica es un poco confusa, en mi opinión. ¿No sería mejor ser consistente, por ejemplo, escribir 1000A como 1 * 10^3?
@IanKemp Bueno, 1000A y 2000Ω (o más bien, 1436Ω o lo que sea por tramo) se dieron en la literatura que cité en este formato. Pensé que miles son bastante fáciles de entender. Los otros los mantuve científicos para facilitar el cálculo. Ah, y en la imagen/diagrama del circuito encontré que 0.000001 A ilustraba muy bien el punto. A quién le importa más o menos un exponente (¿los entendí bien?).
Buena respuesta, particularmente la última parte sobre ignorar el voltaje. Es cierto que la resistencia adicional del pájaro no aumentará la carga en el circuito de manera medible.
He eliminado una serie de comentarios obsoletos y/o respuestas a ellos.
Dados estos números y suponiendo una distancia de 100 km, la resistencia de toda la línea de transformador a transformador sería de 2,2 x 10-2 X 100 km = 2,2 ohmios. Entonces el voltaje de la línea sería 1000A x 2.2 ohm = 2.2kV. pero sabemos que la línea de transmisión típica tiene un voltaje de cientos de kV. ¿Cuál sería la corriente en el ave si fuera una línea de 380kV?
@thentangler Esa caída de 380 kV no es solo a través del cable , sino también a través del cable y de todos los consumidores. 380 kV a través del cable daría lugar a una corriente de 190 kA a través de ese cable, lo que provocaría una pérdida de potencia de I*V=57 GW, que es 570kW/m. El pájaro aún no moriría por electrocución (la caída de voltaje es de solo 3,8 V por metro), pero el metal fundido y vaporizado que vuela alrededor podría incendiar sus plumas.
Si solo conoce el voltaje, la línea es de 380 kV y la resistencia de un cable de cobre desnudo típico (alrededor de 0,0022 ohm/km), ¿cómo calcula la corriente que fluye a través del ave? ¿Cómo conseguiste el 1000A? el enlace al catálogo parece no existir más.
Sí, noté el enlace muerto. Debería usar waybackmachine, pero estoy en un teléfono celular en este momento. Creo que los 1000 amperios provienen de las especificaciones del fabricante. La corriente depende de los consumidores en el otro extremo.

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.

ingrese la descripción de la imagen aquí

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.

En realidad es un circuito paralelo. Es solo que el cable tiene una resistencia mucho más baja que el pájaro, por lo que el pájaro recibe muy poca corriente (no cero, pero probablemente por debajo de todos los umbrales sensoriales).
Para responder a la confusión de circuitos paralelos de OP, podría incluir una resistencia de 62 miliohmios en paralelo con la de megaohmios y observar toda la corriente que fluye a través del cable y casi nada a través del pájaro.
El diagrama es fundamentalmente defectuoso. Debería haber una resistencia adicional en el cable inferior con un valor de 2 ohmios para limitar la corriente que fluye a través del circuito. De lo contrario, los cables se derretirían.
El diagrama del circuito no tiene sentido. El diagrama muestra simultáneamente que los dos extremos de la batería tienen el mismo potencial y que hay una diferencia de potencial de 600 V. Eso no puede ser.
@Džuris Esa sería la representación correcta (aunque la resistencia de un cable aéreo de alta corriente es más como 1E-6 Ohm/10cm). Creé un diagrama como ese en mi respuesta .
@ user2705196 Obviamente, solo pretende indicar una fuente de voltaje de 600V.
@Clonkex El hecho de que una diferencia de potencial impulse una corriente está en el centro de la confusión del OP. Debido a que este diagrama es incorrecto, puede leerlo como si hubiera una diferencia de potencial de 600 V entre las patas del pájaro. Este es exactamente el problema. (Porque si la fem de voltaje de la fuente fuera la diferencia de voltaje real entre las patas del pájaro, la corriente sería enorme).
@ user2705196 No veo cómo el diagrama está mal. Muestra una fuente de voltaje de 600 V, pero no la muestra en las patas del pájaro. ¿Te das cuenta de que el pájaro está representado por la resistencia de 1 MΩ? Está en paralelo con una resistencia muy alta en comparación con el cable, lo que significa que el potencial de voltaje en las patas del ave es increíblemente pequeño.
@Clonkex Ya veo! Lo siento, debería haber aclarado esto de otra manera. Estos diagramas de circuitos en realidad tienen un significado técnico. Todos los cables tienen resistencia cero. Y, por lo tanto, cualquier cosa que esté conectada solo con cables en estos diagramas debe tener el mismo potencial eléctrico. Y esa es la fuente de esta confusión. El potencial debe caer de alguna manera en el circuito. Debe haber otra resistencia. ¡Esto no es solo quisquilloso, sino que va al extremo de lo que es un potencial eléctrico!
@ user2705196 Tengo que confesar que todavía no entiendo. Si se supone que el cable tiene resistencia 0, seguramente toda la corriente fluirá a través de este cable ideal hipotético y el ave tendrá un potencial 0 entre sus patas.

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:

  • a través del calor Joule cuando una alta corriente atraviesa el cuerpo (esto requiere corrientes de varios amperios, que rara vez encontramos en la vida cotidiana, pero es relevante para el ave)
  • mediante el desencadenamiento de la fibrilación cardíaca cuando la frecuencia de la corriente alterna está en resonancia con la frecuencia cardíaca, es decir, 50-60 Hz (coloquialmente esto se conoce como electrocución )

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:

i = i b i r d + i w i r mi .
La diferencia de potencial entre las patas del ave es
V = i b i r d R b i r d = i w i r mi R w i r mi .
Resolviendo estas tres ecuaciones obtenemos:
i b i r d = i R w i r mi R w i r mi + R b i r d , i w i r mi = i R b i r d R w i r mi + R b i r d , V = i R w i r mi R b i r d R w i r mi + R b i r d .
La resistencia de un cuerpo humano oscila entre 1000 y 100000 ohmios, dependiendo de si está mojado o no; esta podría ser una buena estimación para el ave. La resistencia de un alambre de cobre es de unos pocos ohmios por mil pies (dependiendo del diámetro del alambre). Esa es la pieza entre las patas del ave que tiene una resistencia de unos pocos mOhms. De este modo,
i b i r d i = R w i r mi R w i r mi + R b i r d ≈ R w i r mi R b i r d ≪ 10 − 6 ,
es decir, la corriente que fluye a través del ave es una millonésima parte de la corriente en el cable o ¡incluso más pequeña! Es demasiado minúsculo para causar un daño real. En otras palabras: el trozo de alambre entre las patas del ave provoca un cortocircuito en el ave .

Observaciones
Me gustaría volver aquí a algunos aspectos que a menudo se pasan por alto cuando se habla de circuitos eléctricos:

  • Es posible (y muy común) tener una gran diferencia de potencial (voltaje) sin que fluya corriente. Los capacitores acumulan rutinariamente voltajes de hasta kilovoltios y megavoltios sin que fluya corriente. La piel humana tiene un voltaje de ruptura de aproximadamente 500 V, es decir, un potencial constante de unos pocos cientos de voltios no causará ningún flujo de corriente (ni ningún efecto dañino) en absoluto. Esto es igualmente relevante para un pájaro. La corriente CA presenta un mayor peligro, porque la impedancia CA de un cuerpo humano es mucho menor a frecuencias de 50-60 Hz.
  • Es importante recordar que el voltaje puede existir sin corriente al aplicar la fórmula de calor de Joule: PAG = i 2 R y PAG = V 2 / R parecen decir lo mismo, pero ambos son aplicables solo cuando hay un flujo de corriente real , no siempre que se aplica un voltaje.
  • No hay fuentes perfectas de diferencia de potencial: conectar cualquier cosa a un circuito cambia los potenciales y las corrientes en este circuito. En particular, se distingue la polarización de tensión y la polarización de corriente cuando se habla respectivamente de los circuitos diseñados para mantener el mismo nivel de polarización o el mismo nivel de corriente. Los fusibles se utilizan para detectar una corriente excesivamente alta y evitar que dañe el circuito (pero interrumpiendo el flujo de corriente). El pájaro en cuestión se encuentra a sí mismo como parte de un circuito donde se mantiene la corriente en lugar del voltaje.
Básicamente, incluso si un pájaro se sienta en un pie de cable entre dos terminales, no morirá debido a una descarga eléctrica (también podría freírse al derretir el cable :))
El cable lleva la misma corriente, como si no hubiera ningún pájaro sobre él. Entonces no se está derritiendo.
Como mi padre solía decirme, son los amplificadores los que matan .
También tenga en cuenta que las líneas eléctricas están diseñadas para transportar potencial, no corriente. La corriente tiene la desagradable propiedad de calentar el cable, lo cual es simplemente una pérdida. El potencial se puede transmitir prácticamente sin pérdidas. Es por eso que ponemos muchos, muchos kilovoltios en esas líneas eléctricas, y por eso esas líneas eléctricas no operan en ningún lugar cerca de su límite de corriente real (¡las líneas brillarían en la noche si ese fuera el caso!). El pájaro solo siente el efecto de la corriente, que las corporaciones eléctricas pretenden optimizar.
El peligro de una corriente que fluye a través del corazón no es la desfibrilación; ese sería el remedio, administrado por un dispositivo llamado acertadamente "desfibrilador" :-). El peligro es la fibrilación. Paradójicamente, la desfibrilación también se intenta dejando que la corriente fluya a través del corazón; el veneno es su propia cura. Similia similibus curantur...
@Peter-ReinstateMonica gracias, he corregido la respuesta en consecuencia.
@cmaster-reinstatemonica ¡Este es un buen punto! Mi cifra para la corriente en el cable se tomó algo de azul.
@cmaster-reinstatemonica Hmmm... las líneas eléctricas ciertamente están diseñadas para transportar una corriente máxima lo más alta posible. En la vida real, esta corriente puede ser de 1000 amperios o más. Las líneas eléctricas transmiten energía/tiempo, o potencia. La energía eléctrica es corriente x voltaje, por lo que necesitas ambos. (Los artículos que tienen potencial son solo su suéter de lana o peine de nailon; ninguno puede conducir nada más grande que el nervio en la punta de su dedo). Idealmente, le encantaría mantener el voltaje bajo para simplificar, pero luego las corrientes y las pérdidas se vuelven demasiado grandes, pero en general, desea tanta corriente como sea posible .
@Peter-ReinstateMonica mi estimación es que la corriente a través del pájaro es ≪ 10 − 6 de la corriente en el cable, por lo que incluso para 1000 amperios es seguro. Probablemente debería agregar esto a la respuesta.
@Peter-ReinstateMonica Ok, mi redacción fue demasiado simplificadora. Por supuesto, tiene razón en que las empresas quieren transmitir un poder PAG = tu ⋅ I . Mi punto era que, dada cierta PAG , quieren la I ser lo más pequeño posible. Y eso significa que están utilizando la mayor cantidad posible tu . No quieren transmitir nada. I , solo transmiten tanto I como tienen que hacerlo para entregar el requerido PAG .
@Vadim No estoy de acuerdo con su comentario de que "el voltaje en sí no tiene ningún efecto físico". El calentamiento por Joule se puede expresar igualmente como I^2R, V^2/R o IV. Para que una corriente letal fluya a través de su cuerpo, debe aplicar una caída de voltaje letal a través de su cuerpo, y viceversa. Es cierto que puede tocar con seguridad un punto en un circuito que tenga kV en relación con alguna tierra designada, siempre que ninguna otra parte de su cuerpo esté conectada a tierra, pero es igualmente cierto que puede tocar un punto que tenga kA, por lo que siempre que sea mucho más resistente que la carga por la que pasa la corriente.
@Penguino "Toque con seguridad un punto que lleve kA": yo decimos "son los amplificadores los que matan" (obviamente) nos referimos a los amplificadores a través del cuerpo . Los amplificadores en otros lugares son irrelevantes, ¡bien observado! ;-)
@Penguino Agregué comentarios, abordando su comentario.
@Pinguino, Vadim, no es el voltaje lo que mata, es la diferencia de potencial, Δ V ;). El dicho "los amperios te matan" se debe a que la impedancia de la piel (en serie con los electrodos) es tan variable (en órdenes de magnitud) que no tiene valor médico predictivo. 1 mA de corriente, por otro lado, elude la pregunta por completo, ya que se ha aplicado el voltaje necesario para conducir 1 mA de corriente a través de la piel. Si aplica los electrodos debajo de la piel, los voltios son tan descriptivos como los amperios.
@Lenzuola 1. Describí en mi publicación los mecanismos por los cuales la tensión/corriente eléctrica causa daños. 2. Igualar la corriente y la diferencia de voltaje/potencial solo porque en algunas situaciones están relacionadas es incorrecto: a) uno puede tener una diferencia de potencial alta sin corriente, b) la diferencia de voltaje no le dice si la fuente de energía es capaz de soportar un daño dañino. actual.
@Vadim: la corriente es impulsada por la diferencia de potencial. El material puede tener una relación compleja, no lineal, dependiente del tiempo, entre la corriente y el campo potencial (por ejemplo, un espacio de chispa), pero si las corrientes fluyen, están siendo impulsadas por Δ V (incluso si el mtl es un superconductor, la corriente fue creada por una fem temporal). Esto también funciona al revés: si hay un Δ V hay una corriente Una fuente de alta V podría no ser capaz de conducir la corriente necesaria para matarme solo porque el Δ V cae en picado tan pronto como lo toco, tal vez debido a la alta R interna.
@Lenzuola todo esto ya se ha discutido en mi publicación y este hilo ... en un lenguaje físico más riguroso.
Mi sensación es que la fórmula de poder "real" es IV. Las fórmulas I^2R y V^2/R se derivan simplemente del concepto de que, por definición, R = V/I. La resistencia de un condensador en este sentido, en la que no hay corriente pero un alto voltaje, es efectivamente infinita. Es decir, P=V^2/R no es algo que solo es cierto cuando fluye corriente, sino algo que solo es cierto, para una R constante, cuando V=IR. De lo contrario, ya no es cierto. Aplicarlo a los condensadores es engañoso.
@PonderStibbons I = V / R es la ley de Ohm, que puede cumplirse o no: el calor sigue dado por I 2 R . Con respecto a las generalizaciones de la ley de Ohm a circuitos más complejos, consulte aquí: en.m.wikipedia.org/wiki/Electrical_impedance
@RogerVadim Soy ingeniero electrónico y estoy familiarizado con el análisis fasorial. Ahora, vuelva a leer y piense en lo que estoy diciendo.
@PonderStibbons está bien, aceptemos que w = j ⋅ mi , según el teorema de Poynting

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

0.005 ∗ 765 , 000   V 100 ∗ 1600   metro × 0.10   metro ≈ 0.0025   V

aplicado en todo su cuerpo. Una apuesta segura para la resistencia eléctrica de un ave parece ser 500   Ω , tal que la corriente resultante a través del ave será

0.0025   V / 500   Ω = 5 × 10 − 6   A

a través del cuerpo del ave. El pájaro estará bien :)

Eso ayuda. Aunque no sabía que la diferencia de potencial se comportaba de esa manera porque cuando conecta circuitos en la casa, por ejemplo, sé que el cableado puede ser largo en relación con lo que está conectado en otros lugares, pero supongo que todos mis tomacorrientes proporcionan ~ 120V (en el EE. UU.), Entonces, ¿por qué mi conexión corta en una parte de la casa tiene básicamente el mismo voltaje que la otra parte que está 2 veces más lejos?
"Línea eléctrica que opera a 500 kV con una longitud de 100 km" no significa que haya un gradiente de 5 V/m a lo largo del cable. "Línea eléctrica" ​​significa una línea de transmisión de energía . Hay una fuente de alimentación (por ejemplo, una estación generadora) en un extremo y hay una carga en el otro extremo. La mayor parte del voltaje cae a través de la carga. No sé cuál sería el gradiente de voltaje real a lo largo de los conductores en una línea de transmisión de larga distancia, pero supongo que unos pocos milivoltios por metro como máximo.
@SolomonSlow eso tiene sentido, y no lo consideré. Entonces, la caída de voltaje real por metro de línea eléctrica sería mucho menor aún.
Además del comentario de @SolomonSlow, la red eléctrica consta de líneas eléctricas de varios voltajes conectadas por transformadores que suben o bajan el voltaje. En la central eléctrica, el voltaje puede transformarse de 11 kV a 500 kV, que luego fluye a través de la red de transmisión durante muchos cientos de kilómetros, luego se reduce a 11 kV (subtransmisión) para distancias más pequeñas y finalmente 400 V (distribución) a la premisa
La pérdida de energía de @SolomonSlow debido a la resistencia de la línea de alimentación generalmente se da como 5%. Entonces, si el 95 % de la energía se disipa en la carga, tiene el 95 % de la caída de voltaje en la carga y el 5 % en el cable. Entonces puede dividir el voltaje entre los pies por otro factor de 20. (Solo cifras muy, muy aproximadas).
@toolforger, Re, "dividir... por otro factor de 20". Um. ¿En comparación con qué? No di números en mi comentario sobre esta respuesta. Aunque en otra respuesta sugerí que solo mirara la ampacidad y la resistencia por unidad de longitud del conductor. Esos son fáciles de encontrar en las tablas . Si hace eso, entonces el voltaje de suministro y la longitud de la línea de transmisión ni siquiera entran en la ecuación.
1E5 Ohm probablemente sobreestima la resistencia del ave en dos órdenes de magnitud. Y como otros han señalado, la caída de voltaje por 10 cm, dado, digamos, 1000 amperios que fluyen a través de la resistencia de 1E-6 ohmios que es el tramo de cable, por supuesto no es 5V sino 1/1000 voltios.
He mejorado las cifras aproximadas y las he respaldado con algunas referencias. La conclusión, por supuesto, aún se mantiene, las diferencias en su mayoría se anulan, por lo que la diferencia en el resultado final es solo de un orden de magnitud.

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:

Diagrama de resistencia con pájaro.

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 Ω , mientras que el alambre entre las patas de las aves tendrá una resistencia de, digamos, 0.1 Ω . Calcular la cantidad de corriente que fluirá en el 1M Ω resistencia en una configuración en paralelo.

Esto también ayuda mucho, no me di cuenta de que si me conectaba en la configuración, estaba mostrando que un voltímetro marcaría cero (aunque tiene mucho sentido)
Además, su respuesta me ayuda a tener una idea MUCHO mejor de esto, y como tengo que repasarlo con los estudiantes, quería estar seguro de poder hacerlo de manera coherente.
También tendería a pensar en el cable como una gran cantidad de resistencias muy, muy pequeñas en serie. La resistencia de pájaro es entonces una resistencia alta conectada en paralelo a una de las resistencias de línea diminutas.
@DavidWaterworth Eso también funciona.
@DavidWaterworth Mi pensamiento exactamente: vea mi respuesta :-).
¡Debería haber otra resistencia en paralelo con la resistencia del pájaro aquí! Además, un detalle menor, el cable no está "cargado" por una fuente de 600 V.
@ user2705196 Se corrigió la redacción "cargada". Dibujé el diagrama de esa manera para enfatizar la falta de resistencia en comparación con el pájaro. La falta de resistencia en el cable implica que toda la corriente fluirá a través del cable.

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:

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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:

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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.

Entonces, técnicamente, un hombre que toca un cable vivo en, digamos, el cableado expuesto de su casa, como cuando instala una nueva lámpara de techo, ¿por lo general tampoco debería sentir nada? Porque ese no suele ser el caso.
@Gnudiff El problema es AC. Cada contacto cambiará entre voltajes con alta frecuencia. Entonces, en teoría, si tocara un contacto exactamente en el momento correcto durante un tiempo muy corto, no se sorprendería.
@Paul, ¿pero las líneas de alto voltaje también usan CA?
Especialmente si. No soy un experto en esto, pero que yo sepa, la principal ventaja de la alimentación de CA es que se pierde menos energía en largas distancias.
@Gnudiff Si tienes DC en tu casa, definitivamente no sentirás nada. Las imágenes que he publicado tienen fuentes de voltaje de CC, no de CA. Las líneas de CC existen y tienen menores pérdidas de energía en comparación con las de CA. Es posible tocar un cable de CA vivo si usa un traje de Faraday (así es como se reparan las líneas de CA críticas bajo voltaje).
@DmitryGrigoryev pero los pájaros están tocando cables de CA.

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...

¿De dónde viene esa cita? Parece bastante incorrecto. Estoy bastante seguro de que si un pájaro pusiera sus dos patas en dos cables diferentes a un voltaje diferente, la corriente fluiría a través de él, la resistencia no detendría la corriente por completo.
Esto no tiene sentido. Las patas del pájaro conducen la electricidad, y el material entre comillas necesita una cita muy fuerte o no debe estar entre comillas.
Los aisladores perfectos son muy raros, aunque probablemente haya algo de verdad en esto. Las garras de un pájaro pueden tener una resistencia eléctrica muy alta en comparación con, por ejemplo, un pie humano. El flujo de corriente a través de ellos sería entonces proporcionalmente menor para el mismo voltaje. Además, una corriente eléctrica de mano a mano es peor que de pie a pie debido a la ruta de corriente y la ubicación de nuestro corazón. Estoy de acuerdo, aunque la cita es engañosa.
Cualquier cosa conduce electricidad si le arrojas suficientes voltios.
Una persona podría agarrar el cable de la misma manera y salir completamente ilesa. La caída de voltaje en una longitud tan corta de cable altamente conductor es de solo 1 mV. Combine eso con la resistencia de un ser humano de 1000 ohmios (si están empapados), sentirían una corriente de 0.001 mA, que está muy por debajo del rango de "imperceptible" en el gráfico en en.wikipedia.org/ wiki/Daño_eléctrico . Incluso abriendo los brazos lo más posible (~70 veces la caída de voltaje), es posible que sienta un ligero cosquilleo. Quién o qué agarra el cable es bastante irrelevante: puede ser un pájaro, una ardilla o una persona, todos están a salvo.
Encontré la mayor parte de esa sección citada en projectbeak.org/adaptations/feet.htm pero el reclamo después de los puntos suspensivos parece haber sido agregado por el que responde.
@Nij "Tonterías" es una palabra fuerte. Si los pies y las piernas del pajarito se condujeran tan bien como el cable en el que está posado, compartirían fraternalmente la corriente y 500 amperios fluirían a través de él. Eso podría causar una fibrilación auricular. (Al principio pensé que el pajarito se evaporaría, pero, por supuesto, ese no es el caso más para un pájaro que conduce bien que para un cable que conduce bien: no se pierde mucha energía en la transición).
"Por lo tanto, es inútil aplicar conceptos de física cuando la corriente simplemente no pasa" - Para nada. Las leyes de la electricidad se aplican perfectamente a un pájaro que es un perfecto aislante. En particular, la ley de Ohm te dice que si la resistencia es infinita y el voltaje es finito, entonces la corriente es cero.
¡No le digas a la NASA, no queremos que diezmen la población de aves para usar sus pies para esa tecnología espacial!
Pájaros en un cable (otra vez): ¿cómo es que los pájaros no sienten corriente? Solo están haciendo un circuito en paralelo, ¿no?
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