问题

如果人接触了一个5V或者更低的电源,但是电流很高(以家用电为标准),会不会产生危险?

回答
这问题问得很有意思,很多人觉得电压低就没事,但其实不是这么绝对的。

咱们先捋一捋,为什么咱们平时摸到家用电(220V)会感觉麻麻的、甚至危险?主要是因为那个电压足够高,能“推”着电流穿过我们的身体。身体里有水分、有盐分,所以导电性不算差,尤其是皮肤湿润的时候。

现在说到那个“5V或者更低的电源”,听起来很温和对吧?比如咱们手机充电器输出的,还有各种电子设备里的小电源。

如果电压只有5V或者更低,并且电流很高,那危险吗?

结论是:在绝大多数情况下,非常非常低的可能性会产生危险,甚至是完全没有危险。

咱们来拆解一下原因,这样你就明白了:

1. 电压是“推力”,电流是“流量”。

电压 (Voltage, V):你可以想象成水管里的水压。水压越高,水就越容易被推着往前走。5V就是很低的水压,比咱们手指头摸家用电时的水压要弱太多了。
电流 (Current, A):你可以想象成水管里流过的水的量。电流越大,通过你身体的“电荷量”就越大。

2. 为什么“高电流”听起来可怕,但在这个情境下不构成威胁?

人体的电阻:人体不是一块纯净的水,它有一定的电阻。这个电阻会变化,比如皮肤干燥的时候电阻很大,湿润的时候就小很多。
欧姆定律 (Ohm's Law):这是个万能的公式,说的是:电流 (I) = 电压 (V) / 电阻 (R)。
这个公式说明,如果电压很低,即使电阻变得非常非常小(这是关键,但很难做到),产生的电流也绝对不会高到哪里去。
打个比方,就算你把水管的口径开得超级大(相当于低电阻),但如果水压(电压)几乎为零,你从水管里流出的水流量(电流)也几乎为零。
危险电流的界限:什么叫“危险电流”?科学上有一些标准,比如:
1mA (毫安):人会感觉到微弱的麻麻的感觉。
5mA:引起不舒服的感觉,可能引起肌肉收缩。
1020mA:如果电流通过心脏区域,可能会引起心室颤动,这是致命的。
几十毫安以上:麻木感会更强,肌肉会抽搐,无法自主松开电源。

现在我们把5V和“高电流”结合一下

问题出在哪里? 问题在于你说的“以家用电为标准的高电流”。家用电的电流多少算高?开个电吹风机可能几安培(A)了。但那是在220V的电压下。
在5V下,能达到家用电那种“高电流”吗? 除非你身体的电阻变得小到离谱,小到几乎不存在,否则是绝对不可能的。
假设你皮肤非常湿润,接触良好,身体电阻大概能降到1000欧姆(这是非常低的估计了)。
根据欧姆定律:I = V / R = 5V / 1000Ω = 0.005A = 5mA。
你看,即使是这种极限情况,电流也只有5mA。这个电流是人能感觉到轻微麻的程度,但远不足以造成任何实质性伤害,更别说致命了。
真正让你担心的是什么? 在这种低电压下,你可能会担心的是电源本身“短路”会产生很大电流。没错,如果一个5V的电源,它被设计成能提供很大的电流(比如USBPD快充头,能输出好几安培),那么如果这个电源的输出端被直接短接了,它确实会尝试输出很高的电流。
但是,问题在于这个“高电流”它要流到哪里去? 如果它只能流过你的身体,并且你的身体电阻如上计算,那么它会被你的身体限制住,不可能达到那个设计上的“高”值。
电源的设计:大多数低电压电源(比如手机充电器)在设计时就考虑了安全。它们通常有过流保护。一旦检测到电流过大(比如短路),它会自动关断输出,保护电源本身,也顺便保护了接触它的用户。所以即使是设计能输出几安培的5V电源,如果短路到你身上,它大概率会直接断电,根本没机会让你感受到“高电流”。

总结一下,为什么5V或更低电压,即便“电流很高”(相对于家用电的220V),也基本是安全的?

1. 电压太低:5V提供的“推力”太弱,不足以克服人体的电阻,驱动危险的电流流过。
2. 人体电阻的限制:无论如何,人体的电阻(即使在最湿润的情况下)都会限制住通过的电流大小。
3. 欧姆定律是硬道理:低电压加上人体的电阻,计算出来的电流值远低于危险阈值。
4. 电源的保护机制:市面上的低电压电源,尤其是消费级电子产品,几乎都有过流保护,一旦遇到可能产生危险电流的情况,它们会自我保护性地断开。

例外情况(理论上,但现实中几乎不会发生):

除非你的身体电阻被极度降低,比如浸泡在强电解质溶液中,或者有某种装置强行将你的身体连接到一个能输出极高电流的5V电源上,并且这个电源没有任何保护机制,那个时候才有可能出现危险。但这是非常科幻的场景了。

所以,可以放心地说,日常生活中,你接触到5V或者更低的电源,即使它理论上能输出很大的电流,也几乎不可能对你造成任何伤害。它们的设计目标就是安全。你更需要担心的是家用电那种高电压,以及那些插座、开关、损坏的电器等可能造成短路的环节。

网友意见

user avatar



您假设的5V或者更低的电源,在人身上产生不了很高的电流。


以家用电为标准,那就是另外一个事情了。

因为家用的工频交流电, 在祖国和欧洲的大部分国家是 220~240 伏, 在墨西哥和北美洲是 110~125 伏, 在其他地方也有 100~110 伏。

如果人接触了一个 110~240 伏的源,如果内阻很低, 也就是您说的 "电流很高" , 那会产生危险。但是, 电流也不会高到您假设的 32A.

***备注: 您不应该将“电流容量”(最大额定电流)和实际的工作电流或者触电时流经人体的电流混为一坛


人体的电阻一般不会低于 1000 欧姆, 您解一个一元一次方程或者不等式就能知道, 100~240 伏除以 1000 不会大于0.3 安培。普通的符合安规的卧室和起居室的家用墙插插座提供不了持续 32 安培的电流。当然, 电炉头和干衣机用的插座能提供 32 安培的电流。


至于说到危险, 俺可以掰扯一下。


这不仅仅是物理学的问题, 而且是生理学的问题。

家用的工频交流电如果电流流过心脏的部分很小, 或者根本不经过心脏,瞬间您有可能很容易挣脱。 但是只要持续时间足够长就会造成局部烧伤, 也有可能危机生命。

电流对普通人最致命的危害来自于当它流过心脏的传导系统的时候, 有可能打乱心脏的自律/自主性。导致严重的心律失常, 最后因为心脏输出量减少或者不能泵血, 大脑缺氧最后死亡。杀伤力是作用在这部分能量的大小, 也就是有多少焦耳的能量最终会流过心脏的传导系统。

其次是电流引起的剧痛可能导致休克,人失去知觉以后会有生命危险。

还有就是骨骼肌在电流的作用下可能会发生强直, 人会失去运动能力。

最后是电流的热效应。

这是您应该看到的大画面。


其他的相关计算可以用欧姆定律、KCL/KVL、 人体各组织阻抗模型以及以及各国的电工安全规范计算出来。但是,只要不破坏心脏的自律性, 人不会瞬间丧命。





常用的手术高频电刀切开患者的软组织时, 不会引起触电, 因为高频电流不经过心脏。

尽管常用的手术高频电刀是高电压高电流。




///////////////////



参考阅读:


心脏的自律性

Death can occur from any shock that carries enough sustained current to stop the heart. Low currents (70–700 mA) usually trigger fibrillation in the heart, which is reversible via defibrillator but is nearly always fatal without help. Currents as low as 30 mA AC or 300-500 mA DC applied to the body surface can cause fibrillation. Large currents (> 1 A) cause permanent damage via burns and cellular damage.“

” The voltage necessary to create current of a given level through the body varies widely with the resistance of the skin; wet or sweaty skin or broken skin can allow a larger current to flow. Whether an electric current is fatal is also dependent on the path it takes through the body, which depends in turn on the points at which the current enters and leaves the body. The current path must usually include either the heart or the brain to be fatal. ”


机器翻译:

       "任何带有足以使心脏停止的持续电流的电击都可能导致死亡。 低电流(70-700毫安)通常会引发心脏纤颤。通过心脏除颤器可以逆转,但在没有医疗干预帮助的情况下 几乎总是致命的。 低至30毫安的交流电或300-500毫安的直流电施加于体表的电流可引起心脏纤颤。 大电流(>1 A)会通过烧伤和细胞损伤造成永久性损伤。"  ”在体内产生一定程度的电流所需的电压随皮肤的电阻变化很大;湿润或出汗的皮肤或破损的皮肤 可允许较大的电流流过。电流是否致命还取决于电流通过身体的路径,而路径又取决于电流进入和离开身体的点。 电流路径通常必须包括心脏或大脑才会致命。”     


Lee, R.C.; Rudall, D. (1992). "Injury Mechanisms And Therapeutic Advances In The Study Of Electrical Shock". Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE. 7: 2825–2827. doi:10.1109/IEMBS.1992.5761711.

Fish, Raymond M.; Geddes, Leslie A. (2009-10-12). "Conduction of Electrical Current to and Through the Human Body: A Review". Eplasty. 9. ISSN 1937-5719. PMC 2763825. PMID 19907637.

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

话痨答主的其他低赞回答:

。。

“老麦, 大家都说你是笑话、论坛孤儿和神棍。”

“没错。 只有千分之0.5的读者赞同俺的观点。”


散文很散, 敬请海涵。


类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有