Pourquoi mettre des doigts dans une prise électrique peut-il vous tuer?

Je voulais juste apprendre quelques différences entre les volts, les amplis, les ohms et ainsi de suite et suis venu avec cette question. Si votre peau a une résistance de 100k ohms et que la sortie est de 220v, le courant traversant votre corps ne serait-il pas de 0,0022 ampères?

En Europe, la règle est généralement 60V DC est sûr pour un contact occasionnel avec des conducteurs sous tension. Lisez ce que dit la CEI: -

La Commission électrotechnique internationale (CEI) a publié plusieurs rapports sur la sécurité électrique. Le rapport CEI «Installations électriques des bâtiments» (CEI 60634-4-41: 2001) précise que pour les circuits non mis à la terre «si la tension nominale ne dépasse pas 25 V acrms [35 VPEAK] ou 60 V cc sans ondulation, protection contre les le contact n'est généralement pas nécessaire; cependant, cela peut être nécessaire dans certaines conditions d'influences externes (à l'étude). »Pour les circuits mis à la terre, la CEI considère que la protection n'est pas nécessaire lorsque« la tension nominale ne dépasse pas 25 V acrms ou 60 V cc sans ondulation, lorsque l'équipement est normalement utilisé uniquement dans des endroits secs et aucun contact de grandes surfaces avec le corps humain n'est prévu; 6 V acrms [8,5 VPEAK] ou 15 V cc sans ondulation dans tous les autres cas. »

Extrait tiré de ce document.

On ne croit généralement pas que le type de niveau de tension mentionné dans l'extrait décompose suffisamment la «haute résistance de surface» de la peau MAIS, les tensions de secteur sont mortelles car elles décomposent la résistance de surface et alors vous avez juste la résistance interne du corps et ce n'est que quelques centaines d'ohms. Avec (disons) 220V AC appliqué, le courant peut être supérieur à 100mA et c'est vraiment problématique: -

NOUVELLE SECTION:

Un sujet dérivé intéressant et connexe est l'effet bien connu d'un corps humain endommageant les circuits électroniques par décharge statique. Le corps humain est modélisé comme une capacité à la terre d'environ 100 pF. Cette capacité est chargée jusqu'à plusieurs kV et le chemin de décharge dans l'électronique testée se fait via une résistance de limitation de courant.

Une chose importante à noter est qu'à moins que le corps humain ne se connecte directement à la terre (une situation plus rare que la normale), le flux de courant dû au contact avec un fil sous tension est quelque peu limité par cette capacité.

Ce document intitulé «Mesures sur la capacité du corps humain: configuration théorique et expérimentale» conclut qu'environ 160 pF est la capacité du corps humain dans l'expérience suivante: -

Donc, si nous nous connectons à 220V 60Hz, 160 pF a une impédance de 16,6 Mohms (réactif) et provoquerait un courant réactif d'environ 13,3 uA. Je ne pense pas que les effets capacitifs vont être très importants.

Malheureusement, la résistance à 100kohms n'est vraie que dans certaines conditions. D'abord, vous avez également une capacité de peau afin qu'elle conduise mieux AC que DC. Deuxièmement, la résistance de la peau elle-même n'est pas constante avec la tension même en courant continu; il diminue lorsque la tension augmente. Et troisièmement, il y a des variations avec l'humidité / l'humidité de la peau, y compris d'une personne à l'autre. Je vais trouver quelques références pour ces faits que j'ai reproduits de mémoire.

Jetez un coup d'œil à ce livre sur les circuits intégrés CMOS Bio-Medical pour plus de détails que je ne peux l'espérer ici.

Le sujet est compliqué car la capacité cutanée dépend principalement de son épaisseur mais la résistance de la peau varie principalement avec le nombre de canaux sudoripares et leur niveau de remplissage. Vous pouvez donc avoir une zone à faible capacité en raison de l'épaisseur de la peau, mais qui se comporte toujours bien si elle a une forte concentration de canaux sudoripares.

Les chiffres typiques donnés sont 0,02-0,06 uF / cm ^ 2 pour la capacité de la peau (mais on dit également qu'ils varient d'un ordre de grandeur entre les différentes zones du corps). Pour la résistance (qui va en parallèle avec cette capacité), il est beaucoup plus difficile de fixer un nombre car il varie considérablement, même dans la même personne et la même zone au fil du temps:

Un autre livre donne une gamme de 60 à 1200kOhm / cm ^ 2 ... ce qui est une gamme énorme [dépend de la zone corporelle et de la personne]. (Notez que cela diminue pour les zones plus grandes car les résistances en parallèle ont moins de résistance.) En outre, il indique que si la tension dépasse environ 150 V, une rupture diélectrique se produit dans la peau, ce qui diminue davantage la résistivité. Pour une connexion sèche de connexion main à main à 125 V (CA, je suppose), ils donnent 1125 à 2875 ohms dans la plage de 5% à 95% avec une moyenne de 1625 ohms. C'est beaucoup plus bas que vous ne le pensiez. Voici les données typiques sur lesquelles la CEI base ses recommandations de sécurité:

Comme vous l'avez dit vous-même, 2,2 mA circuleront dans votre exemple. C'est beaucoup de courant à l'intérieur de votre corps. Elle sera au mieux douloureuse et peut facilement vous tuer si vous traversez un organe vital comme le cœur.

Connecter deux doigts de la même main aux broches de la prise serait simplement stupide, douloureux et pourrait causer des blessures. La connexion entre deux doigts de mains opposées peut être mortelle.

Et cela suppose une résistance cutanée totale de 100 kΩ. C'est un chiffre plausible lorsque vos mains sont assez sèches, mais beaucoup moins de résistance est également tout à fait possible.

Ne piquez pas les doigts dans les prises électriques

Si vous décidez de le faire de toute façon, faites d'abord savoir aux personnes récompensées Darwin afin que vous puissiez être correctement reconnu à titre posthume.

C'est vrai, mais votre peau n'est pas toujours à 100k, la résistance varie beaucoup . Et il ne faut pas beaucoup de mA pour vous tuer, s'il coule au bon (mauvais) endroit.

Hmmm. Je vais chercher des sources (j'en avais quand j'enseignais dans des laboratoires des décennies en arrière et je devrais quand même en trouver d'ici le mois prochain), mais ce que je me souviens c'est que la région la plus dangereuse pour le choc (qui concerne principalement la conduction à travers le cœur, étant donné que le sang est l'endroit où se trouvent la plupart des électrolytes et que la conduction interne suit ainsi les vaisseaux sanguins) se situe entre 10 mA et 1 ampère ou 100 mA.

C'était une lecture obligatoire pour mon travail dans un laboratoire à haute tension, tout comme le charmant conte de combien de murs en béton solide un cylindre de 3000 PSI A pourrait se lancer si vous ne le chaîniez pas au mur, et la vanne s'est rompue lorsque il est tombé.

Je pense que la revendication d'Olin pour 2,2mA à travers le cœur étant mortelle tombe, soit la moitié de ce que les GFCI devraient se déclencher à (5 mA, au moins les versions américaines). Ce niveau est la moitié de l'extrémité inférieure de la plage la plus dangereuse, non plus de deux fois ce qu'il faudrait pour vous tuer, ou il n'y aurait pas beaucoup d'intérêt dans les GFCI. Le "modèle corporel à faible résistance cutanée" est également à l'origine des tensions "sûres", basées sur le courant potentiel à travers le cœur IIRC. Non, je ne me porte pas volontaire pour le tester (même si je l'ai fait une ou deux fois involontairement et que j'ai eu de la chance), mais je pense savoir plus ou moins précisément ce qui se passe. Ne piquez pas vos doigts dans les prises, mais faites-le parce que la résistance de votre peau n'est pas un nombre fixe sur lequel vous pouvez compter, surtout si vous vous coupez le doigt sur une partie pointue de la prise; et c'est stupide de mettre le doigt dans une prise, ce qui devrait vraiment suffire à lui tout seul.

En dessous de 10 mA, le courant serait insuffisant pour provoquer une fibrillation (une attaque thermique induite et la principale cause de décès par électrocution). Au-dessus du haut de gamme, le courant est suffisant pour arrêter / serrer le cœur et il est plus susceptible de redémarrer dans la "région la plus dangereuse", bien qu'il puisse y avoir d'autres effets secondaires néfastes tels que des brûlures à l'intérieur des vaisseaux sanguins - c'est généralement là que les gens qui survivent à la foudre frappent la terre, IIRC.

Comme déjà mentionné, la résistance cutanée est très variable, la sueur (eau salée plus ou moins) ayant une grande influence. Les coupures le retirent entièrement.

En ce qui concerne le stimulateur cardiaque 47 uA de WRB, je soutiens que le stimulateur cardiaque pourrait être une affaire assez différente de toute source normale de choc - ou il y avait effectivement une erreur là-bas.

Peut-être que ma mémoire est un peu pessimiste:

Celui-ci revendique un seuil beaucoup plus élevé (10X): https://www.physics.ohio-state.edu/~p616/safety/fatal_current.html

Celui-ci mentionne 6-9 mA comme seuil de "gel" (spasme) des muscles, ce qui conduit bien sûr à cette délicieuse condition "ne peut pas lâcher", mais atteint également plus haut pour la mort: http: //www.elcosh. org / document / 1624/888 / d000543 / section2.html

Celui-ci entre dans l'exemple avec une résistance cutanée variable et inclut "5mA comme courant maximum généralement considéré comme" inoffensif "": http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/shock.html

Vous pourriez être intéressé par cette description de la résistance cutanée . Veuillez noter que la résistance de la peau peut être de l'ordre de 1000 ohms lorsqu'elle est mouillée. De même, les brûlures électriques font chuter la résistance cutanée locale, ce qui peut y contribuer. "La conductance cutanée peut augmenter de plusieurs ordres de grandeur en millisecondes." La source

Il est également important de garder à l'esprit que la voie actuelle doit inclure le cœur ou les poumons pour provoquer la mort immédiate, et donc autrele point de contact doit être gardé à l'esprit - généralement l'autre main ou les pieds (debout dans des conditions humides). Si l'environnement est humide, il semble probable que les doigts en contact soient également humides. Le cœur est en fait assez sensible au courant qui lui est directement appliqué, les courants inférieurs à 1 mA étant considérés comme dangereux. Les normes actuelles en tiennent compte dans les certifications pour les équipements médicaux, mais je me souviens au milieu des années 60 de la lecture d'un cas d'accident de stimulateur cardiaque à alimentation externe (mise à la terre incorrecte de l'alimentation et contact du patient avec un cadre de lit en métal mis à la terre) qui était mortel à 47 uA . Les discussions en ligne sur les micro-chocs semblent convaincues que de tels cas sont apocryphes, mais je m'en tiens à ma mémoire. Bien que l'article d'origine ait pu être erroné.

Vous faites deux erreurs ici.

Tout d'abord, le courant doit à la fois entrer et sortir - si la résistance de la peau est de 100k et que vous touchez un sol quelque part, vous ne regardez que 1,1 ma. Vous le ressentirez mais cela ne vous fera pas de mal. (J'ai vraiment ressenti cela en essayant de brancher une verrue murale dans une position très maladroite et en touchant d'une manière ou d'une autre sans le savoir les deux côtés de la prise quand je pensais que je saisissais le corps de la verrue.) (Si vous ne touchez pas un sol n'importe où et n'utilisez qu'une seule main, le courant ne circulera pas du tout et vous ne serez pas blessé. C'est pourquoi vous voyez parfois des pros travailler sur un circuit en direct et vivre pour en parler. Laissez ces choses aux pros!)

Deuxièmement, vous pariez essentiellement sur votre vie que la résistance de la peau est vraiment de 100k. Cela peut changer radicalement si votre peau est même un peu mouillée et supposez qu'il y ait une petite bavure sur tout ce que vous avez touché qui a pénétré très légèrement dans votre peau - ce qui fera baisser la résistance.