Warum kann es Sie töten, Finger in eine Steckdose zu stecken?

In Europa gilt im Allgemeinen die Regel, dass 60 V DC bei gelegentlichem Kontakt mit stromführenden Leitern sicher sind. Lesen Sie, was die IEC sagt: -

Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) hat mehrere Berichte zur elektrischen Sicherheit herausgegeben. Der IEC-Bericht „Elektrische Installationen von Gebäuden“ (IEC 60634-4-41:2001) spezifiziert, dass für ungeerdete Stromkreise „wenn die Nennspannung 25 V acrms [35 VPEAK] oder 60 V ripple-free dc nicht überschreitet, Schutz gegen direkte Kontakt ist im Allgemeinen unnötig; es kann jedoch unter bestimmten Bedingungen äußerer Einflüsse erforderlich sein (in Erwägung).“ Für geerdete Stromkreise hält die IEC einen Schutz für unnötig, wenn „die Nennspannung 25 V acrms oder 60 V ripple-free dc nicht überschreitet, wenn das Gerät normalerweise nur an trockenen Orten verwendet wird und ein großflächiger Kontakt von stromführenden Teilen mit dem menschlichen Körper dies nicht ist erwartet; 6 V acrms [8,5 VPEAK] oder 15 V ripple-free dc in allen anderen Fällen.“

Auszug aus diesem Dokument.

Es wird allgemein nicht angenommen, dass die Art von Spannungspegel, von der im Auszug gesprochen wird, den "hohen Oberflächenwiderstand" der Haut ausreichend abbaut, ABER Netzspannungen sind tödlich, weil sie den Oberflächenwiderstand abbauen, und dann haben Sie nur den Innenwiderstand des Körpers und das sind nur ein paar hundert Ohm. Bei (sagen wir) 220 V Wechselstrom kann der Strom größer als 100 mA sein, und das ist wirklich problematisch: -

NEUER BEREICH:

Ein interessantes und verwandtes Nebenthema ist der wohlbekannte Effekt eines menschlichen Körpers, der elektronische Schaltungen durch statische Entladung beschädigt. Der menschliche Körper wird als Kapazität zur Erde von etwa 100 pF modelliert. Diese Kapazität wird auf mehrere kV aufgeladen und der Entladungspfad in die zu testende Elektronik erfolgt über einen Strombegrenzungswiderstand.

Es ist wichtig zu beachten, dass der Stromfluss aufgrund der Berührung eines stromführenden Kabels durch diese Kapazität etwas begrenzt ist, es sei denn, der menschliche Körper ist direkt mit der Erde verbunden (eine seltenere Situation als normal).

Dieses Dokument mit dem Titel "Measurements on Human Body Capacitance: Theory and Experimental Setup" kommt zu dem Schluss, dass etwa 160 pF die Kapazität des menschlichen Körpers im folgenden Experiment ist: -

Wenn wir also an 220 V 60 Hz anschließen, haben 160 pF eine Impedanz von 16,6 MOhm (Blindstrom) und würden einen Blindstrom von etwa 13,3 µA verursachen. Ich denke nicht, dass kapazitive Effekte sehr signifikant sein werden.

Leider ist der 100-kOhm-Widerstand nur unter bestimmten Bedingungen wahr. Erstens haben Sie auch eine Hautkapazität, sodass Wechselstrom besser geleitet wird als Gleichstrom. Zweitens ist der Hautwiderstand selbst bei Gleichstrom nicht konstant mit der Spannung; es sinkt, wenn die Spannung steigt. Und drittens gibt es Unterschiede bei Hautnässe/-feuchtigkeit, auch von Person zu Person. Ich werde einige Referenzen für diese Tatsachen ausgraben, die ich aus dem Gedächtnis reproduziert habe.

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Das Thema ist kompliziert, da die Hautkapazität hauptsächlich von ihrer Dicke abhängt, der Hautwiderstand jedoch hauptsächlich von der Anzahl der Schweißkanäle und deren Fülle abhängt. So können Sie einen Bereich mit geringer Kapazität aufgrund dicker Haut haben, der aber immer noch gut leitet, wenn er eine hohe Konzentration an Schweißkanälen hat.

Typische dort angegebene Werte sind 0,02-0,06uF/cm^2 für die Hautkapazität (aber es wird auch gesagt, dass sie zwischen verschiedenen Körperbereichen um eine Größenordnung variieren). Für den Widerstand (der parallel zu dieser Kapazität verläuft) ist es viel schwieriger, eine Zahl festzulegen, da er selbst bei derselben Person und demselben Bereich im Laufe der Zeit erheblich variiert:

Ein anderes Buch gibt einen Bereich von 60 bis 1200 kOhm/cm^2 an... was ein riesiger Bereich ist [abhängig von Körperbereich und Person]. (Beachten Sie, dass dies für größere Bereiche abnimmt, da parallel geschaltete Widerstände einen geringeren Widerstand haben.) Außerdem heißt es, dass, wenn die Spannung etwa 150 V überschreitet, ein dielektrischer Durchbruch in der Haut auftritt, was den spezifischen Widerstand weiter senkt. Für einen Trockenkontakt von Hand zu Hand bei 125 V (Wechselstrom, denke ich) geben sie 1125 bis 2875 Ohm als Perzentilbereich von 5% bis 95% mit einem Mittelwert von 1625 Ohm an. Das ist viel niedriger, als Sie vermutet haben. Hier sind die typischen Daten, auf denen die IEC ihre Sicherheitsempfehlungen basiert:

Wie Sie selbst gesagt haben, werden in Ihrem Beispiel 2,2 mA fließen. Das ist eine Menge Strom in deinem Körper. Es ist bestenfalls schmerzhaft und kann Sie leicht töten, wenn es sich um ein lebenswichtiges Organ wie das Herz handelt.

Das Verbinden von zwei Fingern derselben Hand mit den Buchsenstiften wäre nur dumm, schmerzhaft und würde Verletzungen verursachen. Das Verbinden zwischen zwei Fingern gegenüberliegender Hände kann möglicherweise tödlich sein.

Und dies setzt einen Gesamthautwiderstand von 100 kΩ voraus. Bei recht trockenen Händen ist das eine plausible Zahl, aber auch deutlich weniger Widerstand ist durchaus möglich.

Stecken Sie Ihre Finger nicht in Steckdosen

Wenn Sie sich dennoch dazu entschließen, teilen Sie dies den Darwin-Preisträgern zuerst mit, damit Sie posthum angemessen anerkannt werden können.

Das ist richtig, aber Ihre Haut ist nicht immer 100k, der Widerstand ist sehr unterschiedlich . Und es braucht nicht viele mA, um dich zu töten, wenn es an der richtigen (falschen) Stelle fließt.

Hmmm. Ich werde nach Quellen suchen (ich hatte einige, als ich vor Jahrzehnten in Laboratorien unterrichtete, und sollte sowieso einige bis nächsten Monat finden), aber woran ich mich erinnere, ist, dass die gefährlichste Region für Schocks (die sich hauptsächlich mit der Leitung durch die Herz, da sich die meisten Elektrolyte im Blut befinden und die meiste innere Leitung somit den Blutgefäßen folgt) liegt zwischen 10 mA und entweder 1 Ampere oder 100 mA.

Dies war Pflichtlektüre für meine Arbeit in einem Hochspannungslabor, ebenso wie die charmante Geschichte, durch wie viele massive Betonwände ein 3000-PSI-A-Zylinder sich selbst durchschießen konnte, wenn man ihn nicht an die Wand kettete, und wann das Ventil abbrach es fiel um.

Ich denke, Olins Behauptung, dass 2,2 mA über das Herz tödlich sind, fällt herunter und ist die Hälfte dessen, was GFCIs auslösen sollen (5 mA, zumindest US-Versionen). Dieser Pegel ist die Hälfte des unteren Endes des gefährlichsten Bereichs, nicht mehr als das Doppelte dessen, was nötig wäre, um Sie zu töten, oder GFCIs würden nicht viel Sinn machen. Aus dem „Körpermodell mit niedrigem Hautwiderstand“ stammen auch die „sicheren“ Spannungen, basierend auf dem potenziellen Strom durch das Herz-IIRC. Nein, ich melde mich nicht freiwillig, um es zu testen (obwohl ich das ein- oder zweimal unfreiwillig getan habe und Glück hatte), aber ich denke, mehr oder weniger genau zu wissen, was vor sich geht, schlägt ungenaue Angstmacherei. Stecken Sie Ihre Finger nicht in Steckdosen, aber tun Sie das, weil Ihr Hautwiderstand keine feste Zahl ist, auf die Sie sich verlassen können. besonders wenn Sie sich an einem scharfen Teil der Steckdose in den Finger schneiden; und es ist dumm, den finger in eine steckdose zu stecken, die eigentlich schon reichen sollte.

Unterhalb von 10 mA wird behauptet, dass der Strom nicht ausreicht, um ein Flimmern zu verursachen (ein induzierter Hitzeangriff und die Haupttodesursache durch Stromschlag). Oberhalb des oberen Endes reicht der Strom aus, um das Herz zu stoppen / zu klemmen, und es ist wahrscheinlicher, dass es neu gestartet wird als in der "gefährlichsten Region", obwohl es andere schlimme Nebenwirkungen wie Verbrennungen in den Blutgefäßen geben kann - hier landen in der Regel die Leute, die Blitzeinschläge überleben, IIRC.

Wie bereits erwähnt, ist der Hautwiderstand SEHR variabel, wobei Schweiß (Salzwasser mehr oder weniger) einen großen Einfluss hat. Schnitte entfernen es vollständig.

Was den 47-µA-Herzschrittmacher von WRB betrifft, behaupte ich, dass der Herzschrittmacher etwas ganz anderes sein könnte als jede normale Schockquelle - oder es gab tatsächlich einen Fehler.

Vielleicht ist meine Erinnerung etwas pessimistisch:

Dieser behauptet eine viel höhere (10X) Schwelle: https://www.physics.ohio-state.edu/~p616/safety/fatal_current.html

Dieser erwähnt 6-9 mA als Schwelle für das "Einfrieren" (Spasmen) von Muskeln, was natürlich zu diesem entzückenden Zustand "kann nicht loslassen" führt, aber auch höher für den Tod reicht: http://www.elcosh. org/document/1624/888/d000543/section2.html

Dieser kommt in ein Beispiel mit unterschiedlichem Hautwiderstand und enthält "5 mA als den allgemein als "harmlos" angesehenen maximalen Strom": http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/shock.html

Diese Beschreibung des Hautwiderstands könnte Sie interessieren . Bitte beachten Sie, dass der Hautwiderstand im nassen Zustand in der Nähe von 1000 Ohm liegen kann. Ebenso lassen elektrische Verbrennungen den lokalen Hautwiderstand sinken, was dazu beitragen kann. „Der Hautleitwert kann in Millisekunden um mehrere Größenordnungen ansteigen.“ Quelle

Es ist auch wichtig zu bedenken, dass der Strompfad das Herz oder die Lunge umfassen muss, um den sofortigen Tod zu verursachen, und so der andereBerührungspunkt ist zu beachten - meist die andere Hand oder die Füße (Stehen bei Nässe). Wenn die Umgebung nass ist, ist es wahrscheinlich, dass die Kontaktfinger ebenfalls nass sind. Das Herz reagiert tatsächlich ziemlich empfindlich auf direkt angelegten Strom, wobei Ströme von weniger als 1 mA als gefährlich angesehen werden. Aktuelle Standards berücksichtigen dies bei den Zertifizierungen für medizinische Geräte, aber ich erinnere mich, dass ich Mitte der 60er Jahre einen Fall eines Schrittmacherunfalls mit externer Stromversorgung gelesen habe (unsachgemäße Erdung der Stromversorgung und Patient berührte ein geerdetes Metallbettgestell), der bei 47 uA tödlich war . Netzdiskussionen über Mikroschock scheinen davon überzeugt zu sein, dass solche Fälle apokryphisch sind, aber ich stehe zu meiner Erinnerung. Obwohl der ursprüngliche Artikel möglicherweise fehlerhaft war.

Du machst hier zwei Fehler.

Erstens muss der Strom sowohl ein- als auch austreten - wenn der Hautwiderstand 100 k beträgt und Sie irgendwo einen Boden berühren, sehen Sie tatsächlich nur 1,1 mA. Du wirst es spüren, aber es wird dir nicht weh tun. (Ich habe das tatsächlich gespürt, als ich versuchte, eine Wandwarze in einer sehr unangenehmen Position einzustecken und irgendwie unwissentlich beide Seiten des Steckers berührte, als ich dachte, ich würde den Körper der Warze greifen.) (Wenn Sie keinen Boden berühren Überall und mit nur einer Hand fließt überhaupt kein Strom und Sie werden nicht verletzt. Deshalb sehen Sie manchmal Profis, die an einer Live-Schaltung arbeiten und leben, um davon zu erzählen. Überlassen Sie solche Dinge den Profis!)

Zweitens verwetten Sie im Grunde Ihr Leben, dass der Hautwiderstand wirklich 100.000 beträgt. Das kann sich drastisch ändern, wenn Ihre Haut auch nur ein bisschen feucht ist und angenommen, es gibt einen winzigen Grat auf dem, was Sie berührt haben, der ganz leicht in Ihre Haut gestoßen ist – das wird den Widerstand stark nach unten treiben.