¿Puede una batería de 12V darle una descarga o no?

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Estoy leyendo un libro llamado " Make: Electronics " y, en la página 9, dice:

"Cualquiera que haya dejado caer una llave ajustable sobre los terminales desnudos de la batería de un automóvil le dirá que los cortocircuitos pueden ser dramáticos a" meramente "12 voltios, si la batería es lo suficientemente grande"

También muestran esta imagen para ejemplificar el punto anterior:

ingrese la descripción de la imagen aquí

También he visto este video , en el que el hombre toca las partes positivas y negativas de una batería de 12V con la mano para ver si recibe una descarga, pero, como puede ver, no sucede nada.

Dicho esto, tengo 2 preguntas:

1) ¿Qué tiene que ver el tamaño de la batería con algo? La primera afirmación dice que los cortocircuitos pueden ser "dramáticos (...) si la batería es lo suficientemente grande" . ¿Por qué? Para mí, la única diferencia entre una batería pequeña de 12V y una batería grande de 12V es cuánto tiempo puede darle una descarga, pero ambas le darían la misma descarga (es decir, ambas harían pasar la misma corriente a través de su cuerpo).

2) ¿Por qué el chico del video no se sorprendió? Afirmó que se debe a que la resistencia de su mano es demasiado alta, lo que tiene sentido, pero entonces, ¿por qué la cita del libro (y su imagen) hace que parezca que seguramente se sorprenderá?

batteries 12v short-circuit shock Tiago
fuente
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En ninguna parte la descripción de la imagen o de la imagen en sí misma implica que se sorprende, solo habla de cosas dramáticas que suceden.
PlasmaHH
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No se trata de choques. Si la batería de 12V puede encender un automóvil, puede suministrar aproximadamente 1000A (brevemente) o 12kw, lo que, concentrado en su llave, lo calentará, tal vez hasta el punto de fusión, o lo soldará por arco a través de las terminales. Lo cual es bastante dramático cuando no lo esperas ...
Brian Drummond
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Hubo un accidente en la compañía telefónica donde trabajaba mi padre, donde un hombre hizo explotar un destornillador con 6 voltios. Lo dejó caer sobre los rieles de alimentación (placas de cobre de 1/4 por 6 pulgadas) conectados a una habitación llena de baterías de 6v en paralelo.
Joshua
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La muerte ha ocurrido para baterías de 9 voltios, por un usuario que dejó los terminales dentro de su piel. En última instancia, su supervivencia depende únicamente de la resistencia de su piel. Por lo tanto, no me metería demasiado con descargas eléctricas, incluso con voltajes bajos.
Fiat Lux
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En pocas palabras. El texto del libro es correcto. Sí, los efectos pueden ser dramáticos debido a la gran cantidad de calor que se disipará en la llave. Pero no por una descarga eléctrica al operador. La caricatura, desafortunadamente, puede ser engañosa, ya que muestra al operador recibiendo una descarga eléctrica (a menos que su cabello se pusiera de punta debido a la repentina realización de ). OMETROsolyo2R!
Nick Alexeev

Respuestas:

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En las circunstancias más comunes, 12 V no es suficiente para sentir, y mucho menos causar un shock.

Sin embargo , es realmente actual lo que sientes y eso te sorprende, no el voltaje. Entonces, cuando decimos que 12 V es seguro, estamos haciendo suposiciones implícitas sobre la resistencia de su piel. Eléctricamente, básicamente eres una bolsa de agua salada. Su interior tiene baja resistividad, pero la piel tiene una resistencia mucho mayor. Para que la corriente pase a través de usted, como de una mano a otra, primero encuentra la resistencia de la piel en una mano, luego obtiene un recorrido relativamente fácil hacia la otra mano, luego nuevamente encuentra una resistencia significativa al pasar la piel al otro electrodo.

La resistencia de la piel puede variar significativamente, pero generalmente es de al menos unos 10 segundos de kΩ. Los 12 V aplicados a esa resistencia no provocan que fluya suficiente corriente como para darse cuenta, por lo general . Sin embargo, si los dos puntos donde se aplican los 12 V a su cuerpo están suficientemente húmedos, la resistencia de la piel es menor, la corriente es mayor y puede sentir el resultado. Una simple demostración de esto es tocar brevemente una batería de 9 V en su tounge. Definitivamente lo sentirás, y 12 V es otro 1/3 más alto.

No he intentado esto, pero sospecho que si humedece dos dedos con agua salada y luego conecta 12 V entre ellos, lo sentiría. Hacer esto entre las dos manos podría incluso ser peligroso porque la corriente fluirá cerca de tu corazón.

Tenga en cuenta que el pasaje que cita en realidad no hablaba de electrocutarse, pero que es peligroso dejar caer objetos metálicos sobre la batería de un automóvil. Esto es cierto, pero dar a entender que esto demuestra que es peligroso que un humano toque ambos terminales de la batería es, en el mejor de los casos, engañoso. La batería de un automóvil es una fuente de 12 V que puede proporcionar una gran corriente, generalmente unos pocos 100 A. Cuando coloca una resistencia muy baja en la batería de un automóvil, fluirá esa gran corriente, que calentará algo, posiblemente hasta el punto de derretirse o incluso explotando. La razón por la que esto no es relevante para un humano que toca la batería de un automóvil es porque nuestra resistencia no es lo suficientemente baja como para permitir que fluyan ese tipo de corrientes.

Por lo tanto, tenga mucho cuidado de no cortar accidentalmente la batería de un automóvil. En general, es seguro trabajar con 12 V, incluso si lo tiene en las manos. Sin embargo, no tiene sentido presionarlo, y si está realmente sudado, por ejemplo, podría ser al menos desagradable.

Olin Lathrop
fuente
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Las baterías de 9V ya duelen en la lengua ... no piense que subir la apuesta va a ir bien.
Nick T
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@Jamie: En algún nivel de humedad (conductividad de la piel), lo sentirás. Nuevamente, solo 9V en la lengua es bastante desagradable. Además, la diferencia entre dos dedos en la misma mano y manos diferentes no es mucha, ya que nuestra resistividad interna es bastante baja. La mayor parte de la resistencia de cualquier camino dentro y fuera del cuerpo es a través de la piel, no internamente.
Olin Lathrop
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@Jamie: Pero empapar tus manos con salmuera es exactamente de lo que estoy hablando. Como dije, "moje dos dedos con agua salada" . Y no se trata de las papilas gustativas en la lengua. Pruebe con una batería de 9V contra el interior de su labio y verá lo que quiero decir.
Olin Lathrop
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Estás completamente equivocado. puede sentir incluso voltajes más bajos y pueden causar una sensación de shock. incluso puedes sentir <5 voltios. Sé que por experiencia personal como instructor loco en la escuela nos hizo probarlo.
kns98
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@ kns98 está de acuerdo, sin embargo, sería bueno mencionar quién está equivocado (¿usando @ whoIsWrong quizás?), porque ahora parece que estás criticando a Olin ^ _ ^
vaxquis
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No son solo choques.
Una batería puede empujar mucha corriente a través de cualquier pieza de metal.
Esto podría derretir una llave inglesa y provocar un incendio.
También podría hacer que un anillo se caliente y queme al usuario. Es muy fácil obtener un dedo con un anillo entre el terminal positivo de la batería y el cuerpo o el marco del automóvil.

Siempre quítese las joyas de metal cuando trabaje cerca de la batería o las partes eléctricas de un vehículo.

Mi hermano obtuvo un demonio gráfico de esto en una clase de taller de autos en la escuela secundaria.

El maestro de la tienda (estúpidamente) decidió mostrarles a los estudiantes cuán peligrosa podría ser la batería de un automóvil. Lo hizo haciendo un cortocircuito en una batería de automóvil completamente cargada con un cable de cobre sólido de corta longitud.

El punto de alto flujo de corriente soldaba el cable a los terminales de la batería. El cable se puso rojo, se hundió y fundió un agujero en la batería.

El gas de hidrógeno escapó y se encendió en el cable caliente; la batería se fue "¡BOOM!" y pedazos de plástico, plomo y gotas de ácido volaron por todo el lugar.

Todos los niños se habían zambullido para cubrirse cuando la maestra se dirigió a la batería con el cable, nadie resultó herido.

La mayoría de los niños eran de granjas y ya sabían lo que puede suceder cuando se agota la batería; el resto se agachó cuando vieron a los niños más inteligentes dirigirse a la cubierta.

JRE
fuente
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Siempre digo que no es una razón por qué los profesores deben hacer cosas peligrosas en la escuela :-)
yo'
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+1 por advertencia sobre joyas de metal. No olvides esa correa de reloj de acero inoxidable.
PeterG
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¿Se suponía que iba a explotar, para mostrarles a los estudiantes qué no hacer, o el profesor era estúpido?
user253751
Parece que la maestra de su amiga era la señorita Frizzle.
Code Whisperer
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@immibis La maestra era simplemente estúpida. Lo tuve en la carpintería el año anterior, y era un idiota, aunque nos contó una historia interesante sobre el aluminio, el mercurio y el desarrollo del bombardero B52.
JRE
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La descripción del texto es correcta. Una llave arrojará chispas y posiblemente se caliente y se derrita, eso es dramático.

La imagen, sin embargo, está mal. Muestra claramente que una persona y una llave se electrocutan simultáneamente. La imagen es incorrecta en 2 niveles:

  • la batería de un automóvil no puede electrocutar a un humano en condiciones típicas
  • ninguna fuente individual puede electrocutar 2 objetivos tan diferentes a la vez

La imagen probablemente fue agregada más tarde, por un editor. Los editores no suelen ser tan hábiles técnicamente como los autores. Un libro es producto de muchas personas. Usted y el autor están en los lados opuestos de una larga cadena de humanos, y cada uno de ellos tuvo la oportunidad de insertar sus propios errores.

Agent_L
fuente
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"ninguna fuente individual puede electrocutar 2 objetivos tan diferentes a la vez" es engañoso, las dos fuentes formarían un circuito paralelo. Entonces, la corriente fluye a través de ambos, pero la cantidad de corriente depende de las resistencias de ambas fuentes.
BlueRaja - Danny Pflughoeft
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@ BlueRaja-DannyPflughoeft - No, en realidad es perspicaz. "Tan diferente" se refiere a una resistencia muy diferente. La llave protege al humano (mientras está en el circuito) como un pararrayos protege un edificio. Sin embargo, la red eléctrica puede electrocutar a dos humanos al mismo tiempo muy bien porque no son tan diferentes.
Jirka Hanika
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@ BlueRaja-DannyPflughoeft Justo como dijo Jirka. En conexión paralela, la llave de baja resistencia absorbería casi toda la energía, dejando a los humanos prácticamente sin afectar (al menos por la corriente). En conexión en serie, el humano de alta resistencia absorbería la mayor parte de la energía, dejando la llave prácticamente sin afectar. Nunca dije que habría un flujo de corriente cero, simplemente no lo suficiente para calificar como "electrocución".
Agent_L
@JirkaHanika: la llave protegería al humano de la corriente parásita / electrocución (exactamente como un pararrayos), pero no de quemaduras masivas y otros peligros secundarios. Su valor protector es posiblemente limitado.
Aroth
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La gente a menudo asume que las baterías y los sistemas de 12V son seguros debido al bajo voltaje. Algunos peligros que no he visto mencionados en otras respuestas son:

  1. Muerte por electrocución debido a otros componentes en el sistema. Un estéreo de automóvil puede matarlo y recuerdo al menos 2 historias de la década de 1980 en las que los hombres fueron electrocutados mientras trabajaban en equipos de estéreo de automóviles. No puedo encontrar estas historias en la web, pero muchas guías de instalación de estéreo de automóvil tienen advertencias como esta:

    Una precaución importante al cablear los altavoces estéreo del automóvil es no trabajar nunca en el sistema eléctrico de su automóvil si el cable de tierra todavía está conectado a la batería. ¡El incumplimiento de esta precaución puede provocar electrocución! Además, también podría dañar los altavoces.

  2. Las baterías de automóviles se usan para herir a las personas todo el tiempo al explotar (pueden liberar gases inflamables) y rociar ácido sobre las personas. Solía ​​leer sobre esto todo el tiempo. Ahora no tanto, pero el peligro sigue ahí.

  3. Choque y lesiones reflejas debido a otros componentes. Un escenario común es: acercarse demasiado al cable de una bujía, recibir una sacudida desagradable, golpear su mano contra una pieza de metal afilada y / o muy caliente.

En cuanto a la imagen, he visto a muchachos saltar de una manera muy similar cuando cortaron accidentalmente terminales y obtuvieron una gran cantidad de chispas. No fue la electrocución lo que lo hizo, sino sacarles la sorpresa. (^_^)

Brock Adams
fuente
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¿Electrocución a partir de 12 voltios? No. Y no me importa quién lo dijo o en qué manual está impreso. Las historias son solo eso, historias. Ahora, si tiene un amplificador de muy alta potencia en el sistema, el voltaje en sus terminales de altavoz cuando reproduce música a la salida máxima podría estar muy por encima de los 12 voltios, posiblemente por encima de los 30 voltios, que es el límite superior para "bajo voltaje" (por debajo del cual no es necesario tomar precauciones con respecto a una descarga eléctrica). Pero ese voltaje no aparecerá en ningún otro lugar del sistema y, por lo general, ni siquiera se hace referencia a la tierra del chasis.
Jamie Hanrahan
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@JamieHanrahan, electrocución de componentes en un sistema de 12V "seguro". Los componentes de audio del automóvil pueden emitir más de cien voltios de circuito abierto (rutinariamente conducen 113 Vpk-pk a más de 8 ohmios). En cuanto a las electrocuciones, aparecieron en periódicos de buena reputación en ese momento. Muchos hechos son ciertos, incluso si se publicaron antes de Internet.
Brock Adams
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No creo en los informes del "periódico". La física lo hace imposible, y muchas cosas en los periódicos, particularmente en los campos técnicos, son mal informadas. Re el amplificador, 113 pp en 8 ohmios lo convertiría en un amplificador de 200 vatios. No es exactamente común (en términos de salida de amplificador real, no reclamada). Incluso entonces, estará presente solo en los terminales de los altavoces y solo cuando el amplificador esté encendido y con un nivel alto en su entrada. El voltaje referenciado a tierra solo sería la mitad de eso. La afirmación sin reservas de que "un estéreo de automóvil puede matarte" es engañosa en el mejor de los casos; la gran mayoría simplemente no puede.
Jamie Hanrahan
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@JamieHanrahan para matar a una persona, necesitas alrededor de 100 mA a través de un corazón, eso es suficiente para desencadenar una fib. La resistencia del corazón humano (de un lado a otro) está en el rango de <100 ohmios (pruébelo en algunos restos de cadáveres de animales si lo duda). La sangre es un fluido maduro con sal y hierro, lo que lo convierte en un mejor conductor que el agua pura. Para obtener alrededor de 100 mA, aunque alrededor de 100 ohmios de resolución, necesita alrededor de 10 V. Las personas quedaron atrapadas por corrientes tan bajas como 50 mA AFAIR; YMMV. physics.ohio-state.edu/~p616/safety/fatal_current.html darwinawards.com/darwin/darwin1999-50.html
vaxquis
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@ChrisH nb. Lo curioso es que la piel humana es ligeramente porosa e higroscópica, principalmente debido a cosas como la presión osmótica en las células, el pH, etc. el resultado es que la resistencia de la piel húmeda / sudorosa disminuye significativamente incluso sin ruptura visible; DTTAH: coloque la mano en agua salada tibia durante aproximadamente 5 minutos, luego use dos dedos para tocar dos terminales de 5V; eso es lo que me pasa habitualmente cuando trabajo con conectores USB en verano. Para aquellos que no quieren probarlo, me recuerda vagamente los choques que recibí del cableado de telefonía antiguo (48V), que ciertamente no es agradable.
vaxquis
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La representación es correcta e incorrecta.

12V en su piel, incluso si tiene los dedos sudorosos, no hará mucho, en todo caso. Es poco probable que lo sientas. El cuerpo humano es algo divertido, su impedancia / resistencia disminuye a medida que aumenta el voltaje (eso se debe principalmente a la capa más externa de la piel). Si bien generalmente es de alrededor de 1-2kΩ a voltajes más altos, a 12V, la resistencia es muy superior a 70kΩ, por lo que no puede esperar mucho más de 0.2mA (lo que ni siquiera sería peligroso si estuviéramos hablando de 50Hz AC).

Con agujas clavadas en su piel, se vería algo diferente, pero confío en que no lo intente.

Sobre la llave inglesa ... esto es algo que realmente he visto hacer a personas que carecen de un cable de arranque y con lesiones sorprendentemente pequeñas ... pero que es muy peligroso, si no es una locura.

Una batería puede (según el modelo) entregar entre 500 y 1.500 amperios o más en un cortocircuito. Tenga en cuenta que un rayo solo tiene alrededor de 20,000-50,000 amperios, que es solo 15-20 veces más. Los rayos, sin embargo, duran solo un milisegundo, mientras que la batería de un automóvil puede mantener esa corriente durante un período de tiempo bastante no descuidado. Entonces puede imaginar qué pasará con una llave que tenga una resistencia cercana a cero.

Como ejemplo, tome una batería de 100 Ah y divídala por una supuesta 1.500 A. Suponiendo que la batería es nueva y está completamente cargada y no explota en su cara , (en teoría) se entregará durante (100 * 3600) / 1500 = 240 segundos. Eso son 4 minutos.
Su llave inglesa se iluminará en rojo después de medio segundo, y se iluminará en blanco poco después. Ay si todavía lo tienes en tus manos. Si tocas el chasis, harás un agujero a través de él (he visto que eso le sucede a un amigo).

Esta es también la razón por la cual siempre desconecta el "menos" (tierra) primero y lo vuelve a conectar al cambiar la batería del automóvil.
Para fijar las abrazaderas, obviamente debe tocarlas con una llave. Pero si toca accidentalmente otra cosa mientras está en la abrazadera "más", y el suelo ya está conectado, el resultado es desastroso.

Damon
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Si coloca las manos sobre los terminales de una batería de 12V, fluirá muy poca corriente entre los terminales porque su mano tiene una resistencia eléctrica muy alta. La corriente es lo que sientes y causa daños, por lo que no notarás nada. Esto es a menos que haga algo para disminuir la resistencia de la interfaz humano / batería, como mojarse las manos sudando y, por lo tanto, hacer que fluya una corriente no despreciable (despreciable en términos de lo que puede percibir).

Si coloca una pieza de metal altamente conductor entre los terminales de una batería de 12V, efectivamente habrá cero resistencia entre los terminales de la batería (en comparación con la resistencia de su cuerpo como se mencionó anteriormente) y tanta corriente como la batería sea capaz de proporcionando fluirá entre ellos. Esto disipará MUCHA energía, muy rápidamente. Si la batería es pequeña, la corriente máxima que puede proporcionar es muy pequeña (es decir, una batería de 9V en su lengua no lo mata). Si la batería es grande, fluirá una corriente MUY GRANDE (la batería de un automóvil debe proporcionar mucha corriente durante al menos un corto tiempo para arrancar el motor de arranque). ¡Esto será muy espectacular y excederá las especificaciones de diseño de todos los componentes involucrados!

Keeley Hoek
fuente
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V=yoRyo=VR
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@Chuck: Correcto, pero en la práctica (dependiendo de la construcción de la batería) es probable que el tamaño tenga un efecto en la resistencia interna de la batería, que forma parte de R, y eso se menciona allí :)
psmears
@psmears: Sí, pero la resistencia interna, generalmente una fracción de un Ohm , es insignificante en comparación con la estimación más baja de resistencia interna del cuerpo que encontré en línea: 300 Ohms. Entonces, para una batería de 12 V "pequeña" con alta resistencia interna, y sus manos empapadas (sin resistencia de la piel), la corriente a través de su cuerpo sería 12/301 = 39.87 mA, y para la batería más grande sin resistencia interna, La corriente a través de su cuerpo sería 12/300 = 40mA. Escortkeel declaró: "Si la batería es grande, fluirá una corriente MUY GRANDE".
Chuck
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@Chuck Una celda AA - completamente cargada en buenas condiciones obtendrá 5A + de Alkaline y se acercará a 10A para NimH si está en cortocircuito. Una batería de automóvil típica proporcionará cientos de amperios en una carga de resistencia adecuadamente baja y en el rango de 500-1000A (brevemente) en un buen cortocircuito. Una llave que cae sobre los terminales de la batería de un automóvil puede escupir acero fundido.
Russell McMahon
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@Chuck: No, la resistencia interna para una batería de 9V es del orden de 1-2 ohmios; para una batería de automóvil es, de hecho, una pequeña fracción de ohm. En un circuito corto, esa es potencialmente la diferencia entre 9A y 1000A, es decir, dos órdenes de magnitud. Por lo tanto, hace una diferencia en la cantidad de corriente que fluirá a través de una carga específica. Estoy de acuerdo en que, en el caso de que la carga sea el cuerpo humano, la diferencia es insignificante, pero la publicación hablaba de "una pieza de metal altamente conductor", que está más cerca de un cortocircuito que de un cuerpo :)
psmears
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Normalmente, la piel seca proporciona suficiente resistencia al flujo de corriente que 12 V generalmente no lo sorprenderá. Sin embargo, si raspas algo de tu piel y expones tus tejidos vivos mojados a los terminales, puedes recibir un shock significativo.

Paul McKneely
fuente
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Como otros han dicho, es la baja resistencia en el trabajo aquí. Cuando cortocircuite la batería, disipará unos pocos miles de vatios de potencia a través del corto (aunque algo de esto aparecerá en la batería); Eso puede ser dramático.

He encontrado un ejemplo de esto que se puede hacer de forma segura. Estaba trabajando con un condensador de 8000 µF cargado a 5 voltios. Eso no es mucha potencia, pero la resistencia interna es muy baja, por lo que la descarga ocurre muy rápidamente. Corta los cables y se soldarían un poco, se necesitaría un tirón para separarlos y hacerlo repetidamente haría que los cables se derritieran desde donde se fundía el metal.

Loren Pechtel
fuente
Solía ​​tener un condensador de 4700uF para este mismo propósito (cuando tenía 10 años más o menos). Lo cargaría con 3 baterías de 9V conectadas en serie, y luego lo descargaría en la puerta frontal de metal. Dejó muchos hoyos en la puerta. :)
BenjiWiebe
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@BenjiWiebe Mi caso fue un proyecto de física de la escuela secundaria: el condensador era nuestra fuente de energía y teníamos que mover ese condensador (además de lo que fuera necesario) lo más posible con esa energía. Mi enfoque fue mucho más efectivo que el de cualquier otra persona (envié la energía de la tapa a través de los rieles a los motores que enrollaban las cuerdas que se desenrollarían de la tapa: la tapa solo salió del lanzador, pero generalmente en las paredes muy pronto) pero al carecer de un equipo para trabajar el metal, tuve problemas de precisión porque no podía mantenerlo derecho cuando salía de mi lanzador.
Loren Pechtel