¿Cómo funcionan las lámparas de plasma? [cerrado]

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He estado tratando de entender cómo funcionan las lámparas de plasma (o los globos de plasma, según Wikipedia) y por qué no mueres una muerte de fuego horrible cuando las tocas. Lo que tengo hasta ahora es que el electrodo central recibe una entrada de alto voltaje y alta frecuencia. Debido a los altos voltajes, el gas se ioniza y se obtienen los filamentos de plasma. Todo esto tiene sentido, pero tengo algunas preguntas que no puedo responder (o encontrar la respuesta en línea). En primer lugar, relacionado con cómo mata la corriente:

  1. ¿Qué corriente se necesita para dañarte? He oído hablar de la corriente de miliamperios que causa la fibrilación, pero estoy hablando de quemaduras reales y personas en llamas. Los cuerpos humanos son resistencias típicamente en el rango de MOhm (según lo confirmaron mi multímetro y yo). Incluso con los voltajes principales (220 donde vivo), esa es una corriente ridículamente pequeña, ni siquiera miliamperios. Además, el poder que disipas es como 0.1W, que no debería ser muy perjudicial. ¿Se puede quemar severamente (en condiciones secas) con la tensión de la red?

    Ahora en la parte de la bola de plasma:

  2. ¿Qué es un buen circuito equivalente para la pelota? Tal vez si alguien pudiera suministrar un circuito equivalente, podría entenderlo mejor.

  3. ¿Por qué necesita ser de alta frecuencia? ¿Unos pocos kV no ionizarían el gas de la misma manera?

  4. ¿Qué partes de la lámpara están conectadas a tierra? Parece que hace una diferencia si estás conectado a tierra o no cuando lo tocas. Además, ¿por qué el filamento se concentra en su dedo cuando lo toca? Parece como si estuvieras cerrando un circuito con tierra, pero esto parece extraño debido a la pregunta 1.

  5. ¿Por qué esto no es extremadamente peligroso?!?! En circunstancias correctas, pero no demasiado improbables, si está parado en el suelo y ofrece una resistencia baja, el electrodo central en el rango de kV generará una corriente en el rango de amperios o incluso más (asumiendo que la referencia del electrodo central es en realidad a tierra). Esto debería al menos freírlo justo donde está parado, si antes no causa fibrilación. Entiendo que sería bastante estúpido tocar una de estas lámparas con el pie descalzo sobre el suelo y mojado, pero no te sorprenderías, unos cuantos amperios harían un espectáculo espantoso, ¿no? ¿Cómo se puede vender tal cosa al público? He oído a la gente decir que no es tan perjudicial debido a la alta frecuencia, pero ¿cómo puede ser así? ¿El cuerpo humano deja de comportarse como un resistor en altas frecuencias?

  6. En una nota similar, si tuviera la lámpara sobre una mesa de metal y alguien la volcara, unos pocos kilovoltios cortocircuitados a tierra tienen que crear algunos fuegos artificiales. ¿No es esto realmente peligroso? Sé que probablemente la fuente de alimentación en el interior no podrá suministrar el amperaje y el voltaje disminuirá, causando una corriente más pequeña, pero, de nuevo, ¿no es esto realmente peligroso?

pregunta freejuices

2 respuestas

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RESPUESTA PARA LA PREGUNTA 1

Su multímetro es un método incorrecto para medir la resistencia del cuerpo. ¡El cuerpo humano tiene pocos kiloohms! Cuando el humano está electrificado, la impedancia efectiva está entre 1000-5000 ohmios (¡no kilo, no mega!).

IEC dice (texto de Wikipedia):

The International Electrotechnical Commission gives the following
values for the total body impedance of a hand to hand circuit for dry
skin, large contact areas, 50 Hz AC currents (the columns contain the
distribution of the impedance in the population percentile; for
example at 100 V 50% of the population had an impedance of 1875Ω or
less)

Voltage  5%          50%          95%
25 V     1,750 Ω     3,250 Ω    6,100 Ω
100 V    1,200 Ω     1,875 Ω    3,200 Ω
220 V    1,000 Ω     1,350 Ω    2,125 Ω
1000 V   700 Ω       1,050 Ω    1,500 Ω

Vea también: Choque eléctrico en Wikipedia

¡El cuerpo humano no es una resistencia! No es lineal. Contiene:

  • los electrolitos y se comportan muy diferentes a diferentes voltajes o corrientes
  • células (biológicas), algunas de ellas actúan como pequeños condensadores y conducen a alta frecuencia mejor que solo una resistencia

El poder capaz de detener el corazón humano o causar fibrilación ventricular puede ser menor de lo que cree.

RESPUESTA PARA LA PREGUNTA 2

No estoy seguro de si esto es lo que quieres. Este es un circuito equivalente muy simplificado para bola de plasma y humano:

(perdónporlamalacalidaddeimagen,solopintoenestecuaderno)

Sicalculaelvoltajeenlasresistencias,sedarácuentadequeuntipoconbigoteobtieneunvoltajemuypequeño.Lamayorparteestáenlaresistenciadevidriorepresentigresistencia.Noestoysegurodecuángrandepuedeserlaresistenciadelvidrio(dependedeltipodevidrio,elgrosor,etc.),peroestoycasisegurodequeesmásde1Gohm.Sialguienpiensaqueestoyequivocado,porfavor,dejeuncomentario,locorregiré.

A30kV,resistenciadevidriode1Gohmyresistenciadelcuerpode10K:soloobtiene~3voltiosylacorrienteesde~3uA.

Sinembargo,elhumanonoesunaresistencia,yelvidriofuncionacomouncondensador.Paraaltafrecuencia,laimpedanciacambiamucho,ylaimpedanciadevidrioserámuchomenorparafrecuenciasmásaltas.

Enmiesquema,elcondensadorescompletamentedesconocido,porqueesmuydifícildeterminarlo.Dependedecuántasuperficiedelapielestétocandoelvidrio.

Condensador impedancia es inversamente proporcional a la frecuencia.

RESPUESTA A LA PREGUNTA 3

Creo que debe ser lo suficientemente alta para pasar la corriente a través del vidrio (como mencioné anteriormente, actúa como un condensador). El plasma es un electrodo, el vidrio es aislante y su dedo es otro electrodo capacitor.

Los condensadores tienen baja impedancia a alta frecuencia, alta impedancia a baja frecuencia.

RESPUESTA CORTA PARA LA PREGUNTA 4

La parte conectada a tierra se muestra en el esquema (¡esto está simplificado!)

RESPUESTA CORTA PARA LA PREGUNTA 5

Esto es relativamente seguro porque hay un cristal entre usted y una fuente de 30kV. Como mencioné anteriormente, es un condensador y una resistencia de valor muy alto conectadas en paralelo. Puede calcular la corriente o el voltaje en el cuerpo humano si esa "resistencia de vidrio" era de 10kOhm en lugar de 1GOhm.

RESPUESTA CORTA PARA LA PREGUNTA 6

Jugar con kilovoltios siempre es peligroso.

Sin embargo, 15-30kV a 1-5 kHz de un transformador de muy baja potencia no debería hacerle daño si hay un vidrio suficientemente grueso entre su cuerpo y el arco de plasma / eléctrico.

    
respondido por el Kamil
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La alimentación de alta frecuencia es para crear las "cosillas de filamento de plasma" en lugar de simplemente rayos. (No estoy seguro de cuál es el término adecuado para las formaciones de plasma, por lo que acabo de usar el tuyo).         En las frecuencias altas, no recibes una descarga propiamente dicha; La mayor parte del tiempo, todo lo que sentirás es calor. Su cuerpo no responde de la misma manera en las frecuencias más altas, en parte porque la electricidad no funciona de la misma manera en las frecuencias más altas.        No estoy seguro de los problemas de seguridad, ya que no he realizado ninguna investigación sobre los globos de plasma (he trabajado bastante con plasma, pero no con productos fabricados comercialmente).

    
respondido por el Delta1X

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