¿Qué nivel de voltaje CA es más seguro? 230V o 120V en aplicaciones domésticas y residenciales
Todos sabemos que los niveles de voltaje doméstico y residencial en los hogares son 230 VCA (en UE – IEC) y 120 V y 240 V CA (en EE. UU. – NEC). La pregunta más frecuente es qué nivel de voltaje es más peligroso (o más seguro) de usar y cuáles son los motivos. Para aclarar la confusión, veamos las siguientes afirmaciones y ejemplos.
En primer lugar, la confusión surge cuando vemos la afirmación “Según la ley de Ohm, la corriente aumenta cuando aumenta el voltaje (I=V ÷ R), pero la corriente disminuye cuando el voltaje aumenta según la fórmula (P = V×I)“.
Además, tenga en cuenta que los amperios son los responsables de la electrocución, no los voltios. En otras palabras, el voltaje es responsable de impulsar la corriente, es decir, la corriente mata, no el voltaje. Tenga en cuenta que no caiga en la siguiente confusión sobre cuál es el nivel de voltaje de CA o CC más peligroso, ya que existen algunas diferencias entre CA y CC, pero el efecto de una descarga eléctrica es casi el mismo en el cuerpo humano. Ahora pasemos al escenario real.
Una cosa está clara: cuanta más corriente fluye por el circuito, mayores son las posibilidades de sufrir una electrocución cuando uno de los cables activos entra en contacto con el cuerpo humano. Ahora veamos qué circuito fluye más corriente cuando se conecta a 230 V y 120 V respectivamente.
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Realmente confunde a los novatos cuando asumimos un circuito de bombilla de 80 W conectado a 120 V y luego a 230 V, ya que muestra claramente que fluye más corriente en el circuito de 120 V en comparación con el circuito de 230 V. Veamos el siguiente ejemplo.
Supongamos que hay una bombilla de 80 W que primero se conecta a un voltaje de suministro de 120 V y luego de 230 V. Ahora determinemos la cantidad de corriente que fluye en ambos circuitos de la siguiente manera.
Bombilla de 100W en circuito de 120V
Para calcular la corriente en amperios, podemos usar la ecuación de potencia básica (P = V×I) de la siguiente manera:
I = P ÷ V ⟹ I = 100W ÷ 120V ⟹ I = 833 mA
Bombilla de 100W en circuito de 230V
I = P ÷ V ⟹ I = 100W ÷ 230V ⟹ I = 435 mA
Bueno, vemos que fluye más corriente (casi el doble) en el circuito de 120 V en comparación con el circuito de 230 V en el caso de una carga de bombilla de 80 W conectada a través de ellos. ¿Bien? pero este no es el caso real.
Esto está bien sólo en el caso de que la potencia sea constante (como la entrada y salida de un transformador es la misma) pero la potencia suministrada varía según la central eléctrica. En otras palabras, el escenario anterior está bien si la potencia es la misma. Si la resistencia es la misma, el caso se invertirá (V=I×R) y si su corriente pasa por el cuerpo humano, la resistencia es la misma, por lo que la corriente se duplicará de 120V a 230V.
Estas diferentes corrientes fluirán en la bombilla ya que tienen diferente resistencia, pero cuando toques estos voltajes, la corriente dependerá de la resistencia de tu cuerpo y la corriente fluirá según la ley de ohmios. El ejemplo anterior solo ocurre y es adecuado cuando la potencia (W) del circuito es constante.
P = V × I… (donde P = potencia, V = voltaje, I = corriente)
P = V × I… si “P” en vatios es constante, entonces P con I es inversamente proporcional.
Como ejemplo = (Al mantener la potencia de 100W como constante)
100W = 120V × 0,833A
Tenemos que mantener 100W constantes y cambiar el valor de la corriente y el voltaje.
Entonces, 100W = 230V × 0,435A
Es similar a un transformador, es decir, si reducimos el voltaje, automáticamente la corriente aumenta y viceversa).
La afirmación anterior es correcta cuando conectamos la bombilla de 80 W en ambos circuitos, ya que ambas bombillas en ambos circuitos producirán la misma intensidad de luz (densidad de energía) ya que la potencia nominal de ambas bombillas es la misma. Pero si la bombilla solo tiene una potencia nominal de 120 V, se fundirá cuando se conecte a un circuito de 230 V (consulte el siguiente ejemplo a continuación). De manera similar, si la bombilla tiene una potencia nominal de 230 V y está conectada a un suministro de 120 V, brillará con menor intensidad en comparación con el suministro de 230 V.
Profundicemos. Si tiene una lámpara de 120 vatios de EE. UU. con capacidad de 120 V, funcionará con 1 amperio. Si lleva esa misma lámpara al Reino Unido y la conecta a 230 V, consumirá casi 2 amperios y 230 vatios (y probablemente se quemará muy rápido).
Del mismo modo, una lámpara de 120 vatios del Reino Unido con capacidad para 230 V consumirá 0,52 amperios con 230 V. Llévelo a los EE. UU. y consumirá 0,26 amperios, 60 vatios y será muy tenue. La afirmación está bien cuando la resistencia es constante (y la potencia es variable, lo mismo en el caso del cuerpo humano). Muestra que 120 V necesita una corriente más alta (que es baja) para la misma lámpara de potencia en comparación con el circuito de 230 V (donde la corriente casi se duplica). En resumen, una bombilla del mismo vataje nominal que consume 1 amperio con 120 V consumirá casi 2 amperios con un voltaje de suministro de 230 V.
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Entonces, ¿qué sigue? Mantén la calma y únete a ella ya que es la resistencia.
Cada material tiene su propia resistencia y cuando el fabricante diseña un electrodoméstico, considera el nivel de voltaje disponible para el funcionamiento adecuado, ya que la resistencia es primero que la corriente y el voltaje. En este caso, la resistencia del filamento de la bombilla será casi la mitad en el caso de un circuito de 120 V en comparación con un circuito de 230 V. De esta manera, fluirá menos corriente en el circuito de 120 V.
Si conectamos una bombilla de 80 Ω en ambos circuitos (120 V y 230 V), la bombilla conectada a 230 V brillará más que la bombilla conectada a 120 V. Esto se debe a que fluye poca corriente en el circuito de 120 V, que no puede entregar la cantidad de corriente necesaria para encender la bombilla. En otras palabras, una bombilla que tenga la misma resistencia brillará con menos intensidad en el caso de 120 V que en el caso de 230 V. Veamos el siguiente ejemplo.
Bombilla de 80 Ω en circuito de 120 V.
Para calcular la corriente en amperios, podemos usar la ley básica de Ohm (V = I × R) de la siguiente manera:
I = V ÷ R ⟹ I = 120V ÷ 80Ω ⟹ I = 1,5 A
Bombilla de 80Ω en circuito de 230V
I = V ÷ R ⟹ I = 230V ÷ 80Ω ⟹ I = 2,875 mA
Vemos que fluye más corriente por el filamento de la bombilla cuando se conecta a una tensión de alimentación de 230 V. Esa es la razón por la que la bombilla conectada al circuito de 230 V es más brillante, mientras que la misma bombilla es tenue cuando se conecta al circuito de 120 V. En resumen, cuanto mayor sea la corriente, mayor será la disipación de potencia en forma de calor y luz.
Esto muestra que las bombillas están clasificadas para niveles de voltaje específicos. En resumen, la bombilla de 230 V conectada al circuito de 120 V brillará con menor intensidad y la bombilla de 120 V conectada al circuito de 230 V la apagará.
Pasemos a la etapa final, ya que ahora sabemos que los elementos que deben considerarse son el voltaje, la corriente y la resistencia cuando se habla de descarga eléctrica y del cuerpo humano.
Bueno saber:
La resistencia promedio de un cuerpo humano en condiciones secas es casi ≈ 100.000 Ω, mientras que la resistencia de un cuerpo humano en condiciones húmedas es de 1000 Ω.
Además, un voltaje superior a 50 V (en condiciones secas) y 25 V (en condiciones húmedas) es suficiente para provocar una descarga eléctrica a una persona. Además, 30 mA (los RCD se instalan en el Reino Unido) son suficientes para la parálisis respiratoria, mientras que 75-100 mA provocarán fibrilación ventricular (latidos cardíacos rápidos e ineficaces).
Cualquier valor superior a 300 mA es fatal y mata en segundos. 4,5 a 10 A provocarán instantáneamente un paro cardíaco, quemaduras graves y finalmente la muerte.
En general, es principalmente la energía ecléctica (una mezcla de corriente y voltaje) donde el voltaje (como presión) empuja a la corriente eléctrica (como un flujo de carga) es responsable de la descarga eléctrica.
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Ahora veamos qué sucede cuando un humano entra en contacto con niveles de voltaje de suministro de 120 V y 230 V. Supongamos que una persona en condición húmeda (parada bajo la lluvia, un charco de agua o sudando con una resistencia de 1 kΩ) hace contacto con el circuito de 230 V y 120 V y analiza los resultados.
Cuerpo humano en contacto con suministro de 120 V
- I = V ÷ R
- I = 120V ÷ 1kΩ
- I = 120 mA
Cuerpo humano en contacto con suministro de 230 V
- I = V ÷ R
- I = 230V ÷ 1kΩ
- I = 230 mA
Vemos que fluye más corriente en el cuerpo humano cuando se contacta con el voltaje de suministro de 230 V en comparación con el voltaje de suministro de 120 V. Por lo tanto, demuestra que el voltaje de suministro de 120 V es más seguro que el voltaje de suministro de 230 V. En otras palabras, el voltaje de 230 V es más peligroso que el voltaje de 120 V.
Muestra que el cuerpo humano tiene una resistencia, y con V = I×R, si duplicamos el voltaje, duplicamos la corriente. Entonces, la corriente mata, pero obtienes el doble de corriente a través de tu cuerpo con 230 V que con 120 V.
Como se muestra en el primer ejemplo de trampa, la bombilla de 100 W tiene diferentes resistencias para 120 V o 230 V. Cuando tocamos el conductor vivo de 230V, la corriente fluye 2 veces más que 120V. Recuerde que la resistencia de nuestro cuerpo es la misma en ambos casos en comparación con la bombilla o cualquier otro aparato eléctrico que tiene diferentes valores de resistencia y voltaje de funcionamiento, así como potencias nominales. Como cuerpo humano, solo tenemos un valor constante que es la resistencia, mientras que la resistencia es variable (valores diferentes para niveles de voltaje específicos y diferentes según los diseñadores y fabricantes).
Para simplificar las cosas, piense en el voltaje como presión: cuanto más altos son los voltios, más presión hay detrás. Técnicamente, la corriente hace el daño, sí, pero se obtiene más corriente con más voltios. Es similar a preguntar qué nivel de voltaje es más peligroso, 1V o 1000V. Es por eso que ve «señales de advertencia» en aparatos y equipos de alto voltaje, es decir, voltaje más alto ⟹ mayor peligro.
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Conclusión:
Son los amperios (corriente) los que matan, no los voltios (voltaje). Pero tenga en cuenta que el alto voltaje mueve más amperios cuando la potencia es variable. Si la resistencia (como el cuerpo humano) es constante (igual), fluirá más corriente cuando aumente el voltaje. En general, es la energía la que provoca daños graves, quemaduras, riesgos eléctricos e incluso electrocución. En resumen, la mezcla de corriente y voltaje (energía eléctrica) es responsable de todos los males mencionados anteriormente (no importa 55V, 120V o 230V monofásico o 415-480V trifásico).
Si tiene una pregunta posible pero válida sobre una batería de 12 V donde el voltaje es bajo y la corriente es alta pero inofensiva en absoluto. Esto se debe a que el nivel de voltaje no es tan alto, lo que hace posible que la corriente fluya hacia su cuerpo, ya que el cuerpo humano tiene una resistencia muy alta (10 k ohmios en condición seca). Tenga en cuenta que 25 V son suficientes para provocar una descarga eléctrica (en condiciones de humedad), mientras que cualquier valor superior a 50 V es perjudicial incluso en condiciones secas.
Los amperios dependen del voltaje nominal y de la potencia máxima que puede generar lo que estás tocando. De este modo, Puede tocar con seguridad una batería de automóvil que diga un pico de 100 A, porque el voltaje es bajo (12 V), por lo que la corriente que fluye dentro de usted es como microamperios. En relación con la publicación (alto voltaje pero baja corriente), una persona en la bandeja de entrada confirmó: “¡Tuve un contacto vivo con 7500 a 12,000 voltios un par de veces! ¡Afortunadamente, solo 30 mA, pero aún así duele muchísimo y te hace gritar como una colegiala!
Similar es el caso de las fundiciones de aluminio (donde cada crisol funciona con un amperaje muy alto y sólo unos pocos voltios) o de las máquinas de soldar que tienen un amperaje alto y niveles de voltaje bajos. A medida que la corriente encuentra un camino menos resistivo para fluir, es decir, fluye a través de los metales básicos ⟹ el cable de tierra ⟹ que el cuerpo humano. Si el cuerpo humano es el único conductor (en ausencia de metales), puede sufrir una descarga eléctrica grave. En el caso de la soldadura por arco, existe el riesgo de sufrir una descarga eléctrica grave al tocar dos objetos metálicos que tienen una diferencia de voltaje entre ellos. Además, nunca realice procedimientos de soldadura en mojado, lluvia o nieve, ya que reducirá la resistencia general del cuerpo humano y el bajo voltaje podrá hacer fluir corriente a través de su cuerpo.
Según (V = I ÷ R), tanto las corrientes como el voltaje son letales. Sin voltaje, no fluirán corrientes. No puedes electrocutarte si la fuente de energía no está energizada. Por tanto, cuanto mayor sea el voltaje, más peligroso será.
Para resumir el post, Es la energía la que te mata, la energía es proporcional a V2por lo tanto, 230 V es más peligroso durante el mismo período de tiempo.
Tenga en cuenta que la electricidad es mortal en todas sus formas. 120 V, 230 V, 240 V, etc., no hacen ninguna diferencia. En las circunstancias adecuadas, todo es mortal.
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