Может ли 12-вольтовая батарея дать вам шок или нет?

42

Я читаю книгу под названием « Make: Electronics », и на странице 9 она гласит:

«Любой, кто бросил разводной ключ через открытые клеммы автомобильного аккумулятора, скажет вам, что короткие замыкания могут быть значительными при« простых »12 вольт, если аккумулятор достаточно большой».

Они также показывают это изображение в качестве примера выше:

введите описание изображения здесь

Я также смотрел это видео , в котором парень касается рукой положительных и отрицательных частей 12-вольтовой батареи, чтобы увидеть, не получил ли он удар, но, как вы видите, ничего не происходит.

Сказав это, у меня есть 2 вопроса:

1) При чем тут размер батареи? Первое утверждение гласит, что короткие замыкания могут быть «существенными (...), если батарея достаточно большая» . Зачем? Для меня единственная разница между маленькой 12-вольтовой батареей и большой 12-вольтовой батареей заключается в том, как долго это может вызвать у вас шок, но оба дадут вам один и тот же шок (то есть оба будут пропускать один и тот же ток через ваше тело).

2) Почему парень на видео не получил шок? Он утверждал, что это потому, что сопротивление его руки слишком велико, что имеет смысл, но тогда почему цитата из книги (и ее изображение) заставляет ее выглядеть так, будто вы наверняка испытаете шок?

Tiago
источник
5
Нигде описание изображения или самого изображения не подразумевает, что он испытывает шок, оно говорит только о драматических событиях.
PlasmaHH 9.09.15
25
Это не о потрясениях. Если 12-вольтовая батарея может завести автомобиль, она может подавать около 1000 А (кратко) или 12 кВт, которые - сконцентрированные в вашем гаечном ключе - нагреют ее, возможно, до точки плавления, или дуговой сваркой на клеммах. Что достаточно драматично, когда вы этого не ожидаете ...
Брайан Драммонд
5
В телефонной компании произошел несчастный случай, когда мой папа работал, когда мужчина взорвал отвертку на 6 вольт. Он уронил его на силовые шины (1/4 дюйма на 6-дюймовые медные пластины), соединенные с комнатой, полной параллельных батарей 6 В.
Джошуа
5
Смерть произошла для батарей на 9 Вольт пользователем, который пустил клеммы в его кожу. В конечном счете, ваше выживание зависит исключительно от сопротивления вашей кожи. Поэтому я бы не стал слишком часто связываться с ударами током даже при низком напряжении.
Fiat Lux
4
В нескольких словах. Текст книги правильный. Да, последствия могут быть драматичными из-за большого количества тепла, которое будет рассеиваться в гаечном ключе. Но не из-за поражения электрическим током для оператора. Мультфильм, к сожалению, может вводить в заблуждение, поскольку показывает, что оператор получает удар током (если только его волосы не встали дыбом из-за внезапной реализации ). OMGI2R!
Ник Алексеев

Ответы:

55

В большинстве обычных случаев 12 В недостаточно даже для ощущения, не говоря уже о шоке.

Тем не менее , это действительно ток, который вы чувствуете и который шокирует вас, а не напряжение. Поэтому, когда мы говорим, что 12 В безопасно, мы делаем неявные предположения о сопротивлении вашей кожи. Электрически, вы в основном мешок с соленой водой. Ваши внутренности имеют низкое удельное сопротивление, но кожа имеет гораздо более высокое сопротивление. Чтобы ток протекал через вас, как из одной руки в другую, он сначала сталкивается с сопротивлением кожи с одной стороны, затем относительно легко переходит на другую руку, а затем снова сталкивается со значительным сопротивлением, проникая через кожу к другому электроду.

Сопротивление кожи может значительно варьироваться, но обычно составляет не менее нескольких 10 кОм. 12 В , примененные к этому сопротивлению не вызывает достаточный тока течь даже заметить, как правило . Однако, если две точки, где напряжение 12 В подается на ваше тело, достаточно влажные, сопротивление кожи ниже, ток выше, и вы можете почувствовать результат. Простая демонстрация этого заключается в том, чтобы ненадолго прикоснуться к 9-вольтовой батарее. Вы обязательно почувствуете это, и 12 В еще на 1/3 выше.

Я не пробовал этого, но подозреваю, что если вы намочите два пальца соленой водой, а затем подключите между ними 12 В, вы почувствуете это. Делать это между двумя руками может быть даже опасно, потому что ток будет течь у вашего сердца.

Обратите внимание, что цитата, которую вы цитируете, на самом деле не говорит о поражении электрическим током, но опасно бросать металлические предметы через автомобильный аккумулятор. Это правда, но подразумевается, что для человека опасно прикасаться к обоим клеммам батареи в лучшем случае вводит в заблуждение. Автомобильный аккумулятор - это источник 12 В, который может обеспечивать большой ток, обычно несколько сотен А. Когда вы прикладываете очень низкое сопротивление к автомобильному аккумулятору, этот большой ток будет течь, что будет нагревать что-то, возможно, до точки плавления или даже взрывается. Причина, по которой это не относится к человеку, прикасающемуся к автомобильному аккумулятору, заключается в том, что наше сопротивление далеко не настолько низкое, чтобы позволить течению такого рода тока.

Поэтому будьте предельно осторожны, чтобы случайно не закорачивать автомобильный аккумулятор. Как правило, 12 В безопасно обходить, даже если вы получили его через руки. Тем не менее, нет смысла толкать его, и если вы действительно потеете, например, это может стать по меньшей мере неприятным.

Олин Латроп
источник
16
Батареи на 9 В уже повредили язык ... не думайте, что повышение ставки пройдет хорошо.
Ник Т
2
@Jamie: На каком-то уровне влажности (проводимости кожи) вы это почувствуете. Опять же, просто 9V на языке довольно неприятно. Кроме того, разница между двумя пальцами на одной руке и разными руками невелика, так как наше внутреннее удельное сопротивление довольно низкое. Большая часть сопротивления любого пути в и из тела проходит через кожу, а не изнутри.
Олин Латроп
2
@Jamie: Но именно то, о чем я говорю, - это то, что мы пропитываем рассолом. Как я уже сказал, «намочите два пальца соленой водой» . И дело не в вкусовых рецепторах в салоне. Попробуйте 9-вольтовую батарею на внутренней стороне губ, и вы поймете, что я имею в виду.
Олин Латроп
1
Вы совершенно не правы. Вы можете чувствовать даже более низкие напряжения, и они могут вызвать шок как ощущение. Вы даже можете чувствовать <5 вольт. Я знаю из личного опыта, как дурацкий преподаватель в школе заставил нас проверить это.
kns98
2
@ kns98 согласен - все же было бы неплохо упомянуть, кто не прав (возможно, используя @ whoIsWrong?), потому что теперь это выглядит так, как будто вы критикуете Olin ^ _ ^
vaxquis
29

Это не просто шоки.
Батарея может протолкнуть большой ток через любой кусок металла.
Это может растопить гаечный ключ и вызвать пожар.
Это также может привести к тому, что кольцо станет горячим и может обжечь владельца. Очень легко попасть пальцем в кольцо между положительным выводом аккумулятора и кузовом или рамой автомобиля.

Всегда снимайте металлические украшения, когда работаете рядом с аккумулятором или электрическими деталями автомобиля.

Мой брат получил наглядную демонстрацию этого в классе автошкол в старшей школе.

Преподаватель магазина (тупо) решил показать студентам, насколько опасным может быть автомобильный аккумулятор. Он сделал это, замкнув полностью заряженную автомобильную батарею коротким отрезком сплошного медного провода.

Пятно сильного тока приварило провод к клеммам батареи. Провод перегрелся, провалился и растопил дыру в батарее.

По горячему проводу улетучился и загорелся газообразный водород - батарея стала "БУМ!" и кусочки пластика, свинца и капли кислоты летели повсюду.

Все дети нырнули в укрытие, когда учитель направился к батарее с проводом - никто не пострадал.

Большинство детей были с ферм и уже знали, что может произойти, когда батарея перестанет работать - остальные пригнулись, когда увидели, что более опытные дети направляются к укрытию.

JRE
источник
2
Я всегда говорю , есть это причина , почему учителя должны делать опасные вещи в школе :-)
йо»
1
+1 за предупреждение о металлических украшениях. Не забудьте этот ремешок из нержавеющей стали.
ПитерГ
2
Это должно было взорваться, показать ученикам, чего не следует делать, или учитель был глупым?
user253751 9.09.15
Похоже, учительницей твоей подруги была мисс Фриззл.
Код Whisperer
4
@immibis Учитель был просто глуп. Он был у меня в лесной мастерской годом раньше, и он был тупым ослом, хотя он рассказал нам интересную историю об алюминии, ртути и разработке бомбардировщика B52.
JRE
16

Текстовое описание верно. Гаечный ключ будет бросать искры и, возможно, нагреваться и таять, это драматично.

Изображение, однако, неверно. На нем четко видны человек и гаечный ключ одновременно. Картина неверна на 2 уровнях:

  • автомобильный аккумулятор не может убить человека электрическим током в типичных условиях
  • ни один источник не может убить двух целей одновременно

Изображение, вероятно, было добавлено позже редактором. Редакторы обычно не так технически квалифицированы, как авторы. Книга - продукт многих людей. Вы и автор находитесь на противоположных сторонах длинной цепи людей, и у каждого из них была возможность вставить свои ошибки.

Agent_L
источник
2
«Ни один источник не может убить двух целей настолько разным одновременно», что вводит в заблуждение, оба источника образуют параллельную цепь. Таким образом, ток течет через оба, но какой ток зависит от сопротивления обоих источников.
BlueRaja - Дэнни Пфлюгофт
5
@ BlueRaja-DannyPflughoeft - Нет, на самом деле это проницательно. «Такой разный» относится к очень разному сопротивлению. Гаечный ключ защищает человека (пока он находится в цепи), как громоотвод защищает здание. Тем не менее, сеть может убить двух человек одновременно, просто отлично, потому что они ничем не отличаются.
Джирка Ханика
1
@ BlueRaja-DannyPflughoeft Как сказал Джирка. При параллельном соединении гаечный ключ с низким сопротивлением поглощал бы почти всю энергию, оставляя человека практически незатронутым (по крайней мере, током). При последовательном соединении человек с высоким сопротивлением будет поглощать большую часть энергии, оставляя гаечный ключ практически без изменений. Я никогда не говорил, что будет нулевой ток - просто недостаточно, чтобы квалифицировать его как «поражение электрическим током».
Agent_L
@JirkaHanika - гаечный ключ защитит человека от паразитного тока / удара током (точно так же, как громоотвод), но не от массивных ожогов и других вторичных опасностей. Это защитное значение возможно ограничено.
Аромат
6

Люди часто предполагают, что батареи и системы 12 В безопасны из-за низкого напряжения. Некоторые опасности, которые я не видел, упомянутые в других ответах:

  1. Смерть от удара током из-за других компонентов в системе. Автомобильная стереосистема может убить вас, и я помню, по крайней мере, две истории 1980-х годов, когда мужчины работали на электрическом стуле на электрическом стуле. Я не могу найти эти истории в Интернете, но во многих руководствах по установке стереосистемы есть такие предупреждения:

    Важная мера предосторожности при подключении автомобильных стереодинамиков - никогда не работать с электрической системой вашего автомобиля, если провод заземления все еще подключен к аккумулятору. Несоблюдение этой меры предосторожности может привести к поражению электрическим током! Кроме того, вы также можете повредить динамики.

  2. Автомобильные аккумуляторы используются для того, чтобы постоянно травмировать людей, взрывая (они могут выделять горючий газ) и распыляя кислоту на людей. Я все время читал об этом. Сейчас не так много, но опасность все еще там.

  3. Ударная и рефлекторная травма из-за других компонентов. Распространенный сценарий: подойти слишком близко к проводу свечи зажигания, получить неприятный толчок, ударить рукой по острому и / или очень горячему куску металла.

Что касается картинки, я видел, как парни прыгали очень похожим образом, когда они случайно закорочили терминалы и получили огромный набор искр. Это было не поражение электрическим током, но изумление. (^_^)

Брок Адамс
источник
4
Электрошокер от 12 вольт? Нет. И мне все равно, кто это сказал или в каком руководстве он напечатан. Истории - это просто истории. Теперь, если в системе имеется усилитель очень высокой мощности, напряжение на его клеммах динамика при воспроизведении музыки на максимальном выходе может быть значительно выше 12 вольт, возможно, выше 30 вольт, что является верхним пределом для «низкого напряжения» (ниже которого не требуется никаких мер предосторожности в отношении поражения электрическим током). Но это напряжение не появится нигде в системе, и обычно оно даже не привязано к заземлению шасси.
Джейми Ханрахан
2
@JamieHanrahan, поражение электрическим током от компонентов в «безопасной» системе 12В. Автомобильные аудиокомпоненты могут выдавать более 100 вольт разомкнутой цепи (они обычно выводят 113 Vpk-pk в 8 + Ом). Что касается поражения электрическим током, то они появились в авторитетных газетах того времени. Очень много фактов, даже если они были опубликованы в интернете.
Брок Адамс
2
Я не верю сообщениям газеты. Физика делает это невозможным, и в газетах, особенно в технических областях, сообщается о многих вещах. В случае усилителя, 113 pp в 8 Ом сделают его усилителем мощностью 200 Вт. Не совсем обычный (с точки зрения фактической, не заявленной, мощности усилителя). Даже в этом случае он будет присутствовать только на терминалах громкоговорителей и только тогда, когда усилитель включен и с высоким уровнем на его входе. Напряжение относительно земли будет только половиной этого. Безоговорочное утверждение, что «автомобильная стереосистема может тебя убить», в лучшем случае показно; подавляющее большинство просто не может.
Джейми Ханрахан
2
@JamieHanrahan, чтобы убить человека, вам нужно около 100 мА через сердце - этого достаточно, чтобы вызвать выдумку. Сопротивление человеческого сердца (от одной стороны к другой) находится в диапазоне <100 Ом (проверьте его на остатках туши животных, если вы сомневаетесь в этом). Кровь - жидкость, спелая с солью и железом, что делает ее еще более эффективным проводником, чем сама чистая вода. Чтобы получить около 100 мА при напряжении около 100 Ом, вам нужно около 10 В. Люди получили токи до 50 мА в воздухе; YMMV. physics.ohio-state.edu/~p616/safety/fatal_current.html darwinawards.com/darwin/darwin1999-50.html
vaxquis
1
@ChrisH нб. забавно то, что кожа человека слегка пористая и гигроскопичная, в основном из-за таких вещей, как осмотическое давление в клетках, рН и т. д .; в результате сопротивление мокрой / потной кожи значительно падает даже без видимого разрыва; DTTAH: положите руку в теплую соленую воду примерно на 5 минут, затем коснитесь двумя клеммами 5 В двумя пальцами - это то, что обычно происходит со мной при работе с разъемами USB летом. Для тех, кто не хочет пробовать это - это смутно напоминает мне шоки, которые я получил от старого телефонного кабеля (48 В), что, конечно, не очень приятно.
vaxquis
4

Изображение является правильным и неправильным.

12 В на вашей коже, даже если у вас потные пальцы, мало что даст. Вы вряд ли даже почувствуете это. Человеческое тело - забавная вещь, его сопротивление / сопротивление снижается при повышении напряжения (в основном из-за внешнего слоя кожи). Хотя обычно оно составляет около 1-2 кОм при более высоких напряжениях, при 12 В сопротивление значительно превышает 70 кОм, поэтому вы не можете ожидать намного больше, чем 0,2 мА (что даже не будет опасно, если мы говорим о 50 Гц переменного тока).

С иглами, которые воткнуты в вашу кожу, это будет выглядеть несколько иначе, но я верю, что вы не попробуете это.

О гаечном ключе ... это то, что я действительно видел у людей, у которых нет стартового кабеля, и с удивительно небольшими травмами ... но это очень опасно, если не безумно.

Батарея (в зависимости от модели) может выдавать от 500 до 1500 ампер или более при коротком замыкании. Обратите внимание, что удар молнии имеет всего около 20 000-50 000 ампер, что в 15-20 раз больше. Молния, однако, длится всего миллисекунду, в то время как автомобильная батарея может выдерживать этот ток в течение непростого времени. Таким образом, вы можете понять, что произойдет с гаечным ключом, сопротивление которого близко к нулю.

В качестве примера возьмите батарею на 100 Ач и разделите ее на предполагаемое 1500 А. Предполагая, что батарея новая, полностью заряженная и не взрывается на вашем лице , она (в теории) будет работать в течение (100 * 3600) / 1500 = 240 секунд. Это 4 минуты.
Ваш ключ будет светиться красным через полсекунды, и он будет светиться белым вскоре после этого. Горе, если ты все еще держишь это в своих руках. Если вы дотронетесь до шасси, вы прорвитесь сквозь него (я видел, как это случилось с другом).

Это также причина, по которой вы всегда сначала отключаете «минус» (заземление), а затем подключаете его последним при замене автомобильного аккумулятора.
Чтобы закрепить зажимы, вы, очевидно, должны прикоснуться к ним с помощью гаечного ключа. Но если вы случайно коснетесь чего-то другого, находясь в положении «плюс», и заземление уже подключено, результат будет катастрофическим.

Damon
источник
2

Если вы положите руки на клеммы 12-вольтовой батареи, между клеммами будет течь очень маленький ток, потому что ваша рука имеет очень высокое электрическое сопротивление. Ток - это то, что ты чувствуешь, и наносит ущерб, и поэтому ты ничего не заметишь. Это происходит, если вы не сделаете что-либо, чтобы уменьшить сопротивление интерфейса человек / батарея, например, смачиваете руки от пота и, таким образом, не пропускаете ничтожный ток (незначительный с точки зрения того, что вы можете воспринимать).

Если вы поместите кусок высокопроводящего металла между клеммами 12-вольтовой батареи, между клеммами батареи будет фактически нулевое сопротивление (по сравнению с сопротивлением вашего тела, как упомянуто выше) и столько тока, сколько способна батарея. обеспечение будет течь между ними. Это очень быстро рассеет много энергии. Если батарея маленькая, максимальный ток, который она может обеспечить, очень маленький (т.е. батарея на 9 В на вашем языке не убивает вас). Если аккумулятор большой, то протекает ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ ток (автомобильная батарея должна обеспечивать большой ток в течение, по крайней мере, короткого времени, чтобы проворачивать стартер). Это будет очень впечатляюще и превысит проектные характеристики всех задействованных компонентов!

Кили Хук
источник
1
Я не думаю, что размер батареи влияет на то, сколько тока будет течь через конкретную нагрузку. ... размер батареи там нигде не упоминается.
V=IRI=VR
Чак
7
@Chuck: Да, но на практике ( в зависимости от конструкции батареи) размер может иметь влияние на внутреннее сопротивление батареи, которая идет , чтобы компенсировать R, и это упоминается там :)
psmears
@psmears - Да, но внутреннее сопротивление, как правило, доли Ом , ничтожно мало по сравнению с самой низкой оценкой внутреннего сопротивления тела, которую я нашел в Интернете - 300 Ом. Таким образом, для «маленькой» 12-вольтовой батареи с высоким внутренним сопротивлением и мокрых рук (без сопротивления кожи) ток через ваше тело будет 12/301 = 39,87 мА, а для самой большой самой плохой батареи без внутреннего сопротивления, ток через ваше тело будет 12/300 = 40 мА. Эскорткил заявил: «Если батарея большая, течет ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ ток».
Чак
4
@ Чак Ячейка АА - полностью заряженная в хорошем состоянии даст 5А + от Щелочной и приближается к 10А для NimH при коротком замыкании. Обычный автомобильный аккумулятор дает сотни ампер при нагрузке с соответствующим низким сопротивлением и в диапазоне 500-1000 А (кратко) с хорошим коротким замыканием. Ключ, брошенный на клеммы автомобильного аккумулятора, может изрыгать расплавленную сталь.
Рассел МакМахон
4
@ Чак: Нет, внутреннее сопротивление батареи 9 В составляет порядка 1-2 Ом; для автомобильного аккумулятора это действительно малая доля ома. Через короткое замыкание это потенциально разница между 9А и 1000А, то есть на два порядка. Так что это имеет значение для того, сколько тока будет течь через конкретную нагрузку. Я согласен, что в случае нагрузки, являющейся человеческим телом, разница незначительна - но пост говорил о «куске очень проводящего металла», который ближе к короткому замыканию, чем к телу :)
psmears
1

Обычно сухая кожа обеспечивает достаточное сопротивление току, чтобы напряжение 12 В не шокировало вас. Однако, если вы соскребете часть своей кожи и подвергнете влажные живые ткани терминалам, вы можете получить значительный шок.

Пол Макнили
источник
0

Как уже говорили другие, здесь низкое сопротивление на работе. Когда вы закорачиваете батарею, через короткое замыкание вы рассеиваете несколько тысяч ватт (хотя часть этого будет появляться в батарее); это может быть драматично.

Я сталкивался с примером этого можно сделать безопасно. Я работал с конденсатором 8000 мкФ, заряженным до 5 вольт. Это не так много энергии, но внутреннее сопротивление очень низкое, поэтому разряд происходит очень быстро. Замкните штыри, и они слегка сварятся друг с другом - понадобится буксир, чтобы разорвать их на части, а повторное выполнение приведет к шероховатости шнуров, с которых плавился металл.

Лорен Печтель
источник
Раньше для этой цели у меня был конденсатор емкостью 4700 мкФ (когда мне было 10 или около того). Я бы зарядил его на 3 батареи 9 В, подключенных последовательно, а затем пошел бы разрядить его на металлической передней двери. В дверях осталось много маленьких ямок. :)
BenjiWiebe
1
@BenjiWiebe Мой случай был физическим проектом для средней школы: конденсатор был нашим источником энергии, и мы должны были переместить этот конденсатор (плюс все, что было нужно) как можно больше с этой мощностью. Мой подход был гораздо более эффективным, чем у кого-либо другого (я отправил энергию из колпачка через рельсы на двигатели, которые наматывали струны, которые раскручивали колпачок - колпачок сам по себе вращался со стороны пусковой установки, но обычно довольно скоро в стенах) но из-за недостатка металлообрабатывающего оборудования у меня были проблемы с точностью, потому что я не мог держать его прямо, когда он вышел из моей пусковой установки.
Лорен Печтел