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Origen del fenómeno eléctrico en un conductor
El origen de la electricidad en un material conductor es porque en sus extremos, se aplica una diferencia de potencial. Esta diferencia entrega energía a los electrones de la última capa de valencia, lo que provoca que electrón abandone su órbita y se produzca lo que se llama un hueco que atrae a un electrón de un átomo contiguo, desencadenándose una cascada de electrones que escapan de otros átomos cercanos para ir rellenando huecos sucesivos y así producir una circulación de electrones. La fuerza que obliga a los electrones a circular por un conductor depende de la diferencia de electrones existentes en los extremos de ese conductor. Las características de los conductores es que tienen la particularidad de perder electrones con facilidad con pequeñas cantidades de energía, aparte de su conductividad eléctrica, coeficiente térmico de resistividad, conductividad térmica, fuerza electromotriz y resistencia mecánica.
Fenómeno piezoeléctrico
Algunos cristales como el cuarzo generan electricidad cuando son sometidos a tensiones mecánicas, su masa adquiere polarización eléctrica y aparece una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie. Estos materiales piezoelé ctricos son cristales naturales o sintéticos que carecen de centro de simetría. Una compresión o un cizallamiento provocan disociación de los centros de gravedad de las cargas eléctricas, tanto positivas como negativas. Como resultado en la masa surgen dipolos elementales que, por influencia, en las superficies enfrentadas se generan cargas de signo opuesto. Ejemplo:
Tal como el cristal tiene un uso importante en la industria de los encendedores eléctricos, en su interior llevan un cristal piezoeléctrico al cual golpea bruscamente el mecanismo de encendido. Este golpe seco provoca una elevada concentración de carga eléctrica, capaz de crear un arco voltaico o una chispa, que enciende el mechero. Fenómeno fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material al incidir sobre el luz o radiación electromagnética. Materiales como el zinc, potasio y el óxido de cesio reaccionan emitiendo electrones al incidir luz sobre ellos. Ejemplo:
Gracias al efecto fotoeléctrico se volvió posible el cine hablado, así como la transmisión de imágenes animadas (televisión)
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a) Indique los factores que determinaran el daño al cuerpo humano y sus características según los principios eléctricos.
Los principales factores que influyen y determinan los efe ctos de la corriente eléctrica en el cuerpo humano son: Intensidad y duración de la corriente
En contra de la creencia general, no es la tensión la que determina directamente los efectos u lesiones, sino que lo hace de forma indirecta al generar intensidad. La intensidad de corriente que circula por el cuerpo humano junto con su duración, son los factores que determinan los efectos y lesiones en el cuerpo humano Tensión
La tensión es el factor que unido a la resistencia del circuito, provoca el paso de la intensidad resultante por el cuerpo humano. Una tensión elevada no es peligrosa en sí misma, sino en cuanto se aplica a una resistencia baja que permite el paso de una tensión perjudicial.
Tensión de contacto
Se define como tensión de contacto aquella que resulta aplicada entre dos partes distintas del cuerpo humano. Esa es la tensión realmente aplicada en el cuerpo Tensión de defecto
Se define como tensión de defecto la que aparece como consecuencia de un efecto de aislamiento: entre dos masas, entre una masa y un elemento conductor o entre masa y tierra. Tensión de seguridad
Se define como tensión de seguridad, aquella que puede ser aplicada indefinidamente al cuerpo humano sin peligro: -en emplazamientos secos 50v -en emplazamientos húmedos o mojados 24v -en emplazamientos sumergidos 12v
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Resistencia del cuerpo humano
En un accidente eléctrico, la intensidad que circula por el cuerpo humano, y en consecuencia, la gravedad de las lesiones, depende para una tensión dada, de la resistencia que presente el circuito que sigue la corriente
Este circuito puede estar formado por varios elementos de resistencia en serie como son:
R1- resistencia de contacto
Depende de los materiales que recubra la zona que entre en contacto directo con la piel esta resistencia será cero.
R2- resistencia propia del cuerpo humano
Los valores de resistencia del cuerpo humano vendrán determinados en función de la tensión aplicada y el grado de humedad de la p iel: seca, húmeda, mojada o sumergida.
R3- incluye las resistencias del calzado y del suelo. Se considera que un suelo no es conductor cuando la resistencia que presenta a la salida de corriente por ambos pies de un individuo es superior a 50000 ohmios.
b) suponga que la tensión o diferencia de potencial a la que se expuso el técnico fue de 230v y tome en cuenta que la resistencia del cuerpo humano depende de la tensión.
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A continuación verán los cálculos y los resultados de la corriente que circula por el cuerpo humano en los tres diferentes casos. I=V/R 5% de las personas
I=230v/1000ohm I=0,23 amperes
50% de las personas
I=230v/1350 ohm I=0,17 amperes
95% de las personas
i=230v/2125 ohm i=0,10 amperes
Determine el daño que se produce al cuerpo humano, según la corriente calculada para los tres casos y a partir de la siguiente tabla
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En los 3 casos del 5%, 50%, 95% de las personas tenemos una duración independiente, tenemos umbral de percepción, no provoca ninguna sensación, sin consecuencias.
c) compare los tres resultados e indique la relación que existe entre tensión (diferencia de potencial) (v), intensidad de la corriente (i) y resistencia eléctrica con el triángulo de la ley de ohm. Explique qué ocurre con la corriente cuando la resistencia (o impedancia) es menor y la tensión mayor
La relación entre corriente, voltaje y resistencia se expresa por la ley de ohm. Determina que la corriente que fluye es un circuito es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito, siempre que la temperatura se mantenga constante
Con la corriente fija: el voltaje sigue a la resistencia. Una baja en la resistencia, causa una baja en el voltaje y una baja en el voltaje causa una baja en la resistencia.
