¿Por qué un generador Van de Graaff no te hace daño?
Lo hace, un poquito. Cuando la chispa te golpea, puedes volar un pequeño cráter, pero no lo suficientemente profundo como para pasar la capa de piel muerta.
1. Sé que un generador VDG no puede producir mucha corriente a pesar de tener un alto voltaje, ¿es porque VDG tiene una alta resistencia interna?
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No, es porque hay muy poca carga almacenada en la gran bola de metal. Un generador VdG en realidad tiene una resistencia realmente baja.
La capacitancia es una medida de la cantidad de carga que se necesita para acumular hasta un voltaje dado. Cuanto más lejos esté la bola del suelo, menos carga se necesita para acumularse a un voltaje dado. Se necesita muy poca carga en la pelota para alcanzar un voltaje muy alto. Es decir, la capacitancia de la pelota al suelo es muy pequeña.
El alto voltaje significa que puede saltar lejos, pero la carga pequeña significa que la corriente, aunque muy alta, se descarga MUY rápidamente. Esto hace que sucedan dos cosas importantes: la corriente de alta frecuencia tiende a fluir alrededor del exterior de un conductor, y termina tan rápido que solo siente una breve descarga.
Si agrega capacitancia conectándolo a un tarro de Leyden u otro capacitor de alto voltaje, podría lastimarlo. Las personas han resultado heridas al jugar con Leyden Jars en aparatos eléctricos estáticos como los generadores Van de Graaff.
Un tarro de Leyden es un condensador hecho cubriendo el exterior y el interior de un tarro de vidrio con papel de aluminio. El vidrio actúa como un aislante y un dieléctrico que aumenta la capacitancia y el voltaje que puede soportar. [1]
Algunos han hecho una versión más moderna cubriendo el exterior de un cubo de pintura de 5 galones con papel de aluminio y llenando el interior con agua salada.
2. En las demostraciones del generador de VDG, el demostrador generalmente se para en un taburete de plástico o algo así (es decir, no está conectado a tierra), por lo que las cargas del generador de VDG simplemente “se acumulan” en su cuerpo y no se descargan. ¿Esto implica que la corriente no puede hacerte daño a menos que fluya fuera de ti de alguna manera? Si la corriente era mucho más alta (por ejemplo, el voltaje del VDG era más alto o la resistencia interna del VDG era más baja), ¿puede dañarse aunque no esté conectado a tierra y la corriente no pueda dejarlo?
No, pararse sobre el aislante es para que la carga no se salga de sus zapatos o chispee desde sus pies hasta el piso. El objetivo de acumular una carga en una persona generalmente es poner los pelos de punta, para ilustrar como una carga repelente.
La mayoría de los zapatos son ligeramente conductores, por lo que no recibirás constantemente descargas estáticas.
No sufrirá daños si la corriente no puede atravesarlo. Al igual que los pájaros que se sientan en líneas de energía eléctrica, no se sorprendan.
3. Si el manifestante se paró en el suelo y tocó el generador VDG, ¿sería suficiente la pequeña corriente que produce para dañarlo?
Un generador de VdG de mesa común realmente no le hará daño a menos que agregue los Tarros Leyden u otros condensadores de alto voltaje para aumentar la cantidad de carga y, por lo tanto, la energía de la descarga. Mi VdG me ha sorprendido muchas veces al hacer demostraciones. Es la densidad de la corriente lo que te atrapa, se concentra justo donde la chispa te golpea. Intente sostener un objeto metálico y déjelo chispear, es posible que no sienta ningún impacto porque sus dedos están tocando una gran superficie del objeto metálico. La densidad de corriente puede ser demasiado baja para sentirse.
Hay generadores Van de Graaff muy grandes que se utilizan para generar voltajes muy altos para aceleradores de partículas. Pueden tener un par de historias de altura. Esos VdGs probablemente te matarían si estuvieran impactados por ellos. [2]
Notas al pie
[1] Leyden jar
[2] Aceleradores y detectores de partículas
