Waarom is de veilige spanning voor DC een stuk hoger dan van AC?

Ik heb zitten zoeken op dit forum, maar ik kwam het zo snel niet tegen.
De veilige spanningen waarmee wij in besloten ruimtes mogen werken is 50VAC en 120VDC.
Hieruit doe ik de aanname dat wisselstroom dus gevaarlijker is dan gelijkstroom.
Is dit zo?
Waarom verschillen deze waardes zo veel?

https://www.circuitsonline.net/forum/view/161471

https://nl.wikipedia.org/wiki/Elektrocutie#:~:text=Wisselstroom%20is%2…. Daar vindt je alle info.

Bijna alle info: er wordt namelijk niet goed uitgelegd waarom DC minder gevaarlijk zou zijn dan AC.

Met mijn boerenverstand zou ik eerder DC gevaarlijker achten, omdat je dat echt niet los kan laten omdat er een constante spierspanning optreedt.
Kennelijk speelt er iets meer:

Wisselstroom is bij een relatief lage spanning gevaarlijker dan gelijkstroom maar bij een voldoende hoge spanning is het niet mogelijk om DC los te laten. Ook is gelijkstroom en hoogfrequente wisselstroom gevaarlijker in bepaalde situaties omdat de persoon de stroom niet zoals bij het lichtnet de stroom continu blijft voelen waardoor er een groter risico is op brandwonden.

maar dat wordt m.i. niet voldoende uitgelegd: "relatief laag" is nogal relatief, getuige Rew's reactie in het genoemde draadje...
En wat is "voldoende hoog"?
Een RollsRoyce heeft volgens de fabriek "voldoende" PK's, maar hoeveel zijn dat er dan?
Tot slot deze nog:

Er wordt aangenomen dat een wisselspanning van 50 V of lager (dieren 25 V of lager) of een gelijkspanning van 120 V of lager (dieren 60 V of lager) als ongevaarlijk kan worden beschouwd.

Ik zeg het nog maar een keer: "assumption is the mother of all f**kups".
Ik snap dat er een grenswaarde moet worden gesteld, maar om dat nu op deze manier te communiceren...

Ik denk dat een lagere AC tov DC gevaarlijker is omdat de reele (DC)weerstand van de huid waarschijnlijk hoger is dan de reactantie.

Dan toch maar mn antwoord terug zetten,
AC is gevaarlijker omdat het je hartritme verstoort, dus veel vlugger en ongecontroleerd laat kloppen. Op hol laat slaan.

DC laat je hartspier stoppen en verkrampen

Helaas is dat verhaal op wikipedia niet een al te best artikel, er zitten wel wat rare of onduidelijke uitspraken tussen. Ze noemen bijvoorbeeld bliksem als eerste reden van geëlektrocuteerd worden, wat volgens mij minder dan eens per jaar gebeurd en bovendien nog eens best vaak overleefd wordt en missen inderdaad het mechanisme dat elektriciteit gevaarlijk maakt. Bliksem is verrassend ongevaarlijk voor wat het is.

Het probleem met wisselspanning is dat de frequenties die we het meest gebruiken overeenstemmen met die van ons zenuwstelsel (dat dus niet op DC werkt). Het signaal om een spier aan te sturen is een pulstrein in de ordegroote van (ik geloof) 40Hz, en de reactie op hogere frequenties wordt progressief minder. Als je in de kHz zit gaat het 'skin effect' (de neiging van wisselstroom om naar de oppervlakte van de geleider te trekken) ook meespelen en wordt het probleem verbranding eerder dan zenuwschade.

Bij DC meer stroom nodig om problemen te geven. Je kunt je voorstellen dat je hart het slecht gaat trekken als alle spieren tegelijk aanspannen, maar DC doet dat niet. Het zorgt er boven een bepaalde waarde voor dat de zenuweinden depolariseren en de signaaltransductie stopt, wat voornamelijk voor je hart een probleem gaat zijn. Het aanspannen van de spieren door DC is hier zo ver ik weet niet het probleem.

De details zou ik moeten opzoeken, maar volgens mij was dit het probleem met de bijbehorende nuances.

Probleem is dat spanning op zich niet gevaarlijk is. Uiteindelijk is het de stroom die er toe doet.

Iedere keer dat jij een (statische) tik krijgt van de deurklink ofzo voel je een spanning van meer dan 1500V. Krijg je niets van, omdat de lading zo klein is dat de stroom nooit gevaarlijk groot word.

Dus eigenlijk is de vraag: Bij welke spanning kan de stroom te groot worden?

En dat is een moeilijke vraag, want het hangt af van heel veel dingen:
- De luchtvochtigheid
- Hoe droog je huid is
- of je bezweet bent
- Welk lichaamsdeel
- Kun je jezelf eraan prikken (onder je huid geleid je veel beter)

Met een paar spijkers en een hamer kun je iemand met een auto-accu electrocuteren. Dus moeten we 12V als gevaarlijk beschouwen?

Uiteindelijk zijn er standaarden afgesproken. Meervoud dus. https://xkcd.com/927

Er wordt aangenomen dat een wisselspanning van 50 V of lager (dieren 25 V of lager) of een gelijkspanning van 120 V of lager (dieren 60 V of lager) als ongevaarlijk kan worden beschouwd.

Hangt inderdaad van de omstandigheden af en je gezondheidstoestand.
Het is bij telefoonmonteurs gebeurd dat ze zijn overleden door aanraken van de leiding terwijl ze in het (grond)water stonden. (was toen nog 60 volt DC)

Wat ik me er nog van herinner:
Vmax van 48Vac is 60V en ptp dus 120V.
DC is gevaarlijker dan AC omdat het een constante kramp geeft.
AC kun je 100x per seconde loslaten.
Gevaarlijkste stroombaan is tussen je 2 handen.

Op dinsdag 23 april 2024 12:31:39 schreef OXO:
Wat ik me er nog van herinner:
Vmax van 48Vac is 60V en ptp dus 120V.
DC is gevaarlijker dan AC omdat het een constante kramp geeft.
AC kun je 100x per seconde loslaten.
Gevaarlijkste stroombaan is tussen je 2 handen.

100 x , zo snel ben je nooit, dat gaat niet lukken.
xxx spanning AC is de effectieve waarde! de topwaarde ligt een factor 1,4 hoger en dat is meer bepalend.
50 Hz is ook gevaarlijker dan 60 Hz (Amerika) of 400 Hz (vliegtuigen)
dat ivm hartritmestoringeg.

Uiteindelijk gaat het niet om de (veilige) spanning maar de stroom, hoe deze door je lichaam gaat,
en de tijd dat deze stroom door je lichaam gaat.

Maar die spanning is wat de huidweerstand overwint. Pas dan kan gaat er stroom lopen. Dus beide zijn belanngrijk.

Op dinsdag 23 april 2024 13:05:10 schreef Toeternietoe:
[...]
Uiteindelijk gaat het niet om de (veilige) spanning maar de stroom, hoe deze door je lichaam gaat,
en de tijd dat deze stroom door je lichaam gaat.

Niet alleen de stroom en de tijd zijn een factor maar ook de frequentie. Bij lage frequenties en DC is vooral de impact op je zenuwstelsel gevaarlijk en dat is al bij relatief lage stroomsterkten.

Van hoge frequenties in de kilohertzen of tientallen kilohertzen gaat je zenuwstelsel niets merken. Een dergelijke stroom voel je ook niet als die door je lichaam gaat, maar kan wel weefsels verbranden als de stroomsterkte hoog genoeg is.

Styropyro had daar een interessant filmpje over op YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=BGD-oSwJv3E

Ik had al veel verschillende antwoorden verwacht.

Zelf denk ik zoals Fred volgens mij al zei dat er meer stroom loopt door je lichaam bij wisselspanning als gelijkspanning bij dezelfde spanning.
Want als ik de weerstand van mijn huid meet, dan is die makkelijk 200kOhm. Zelfs als ik de meetpennen er hard indruk.
Bij 230V zou er dus maar 1,1mA lopen, dat zou denk ik niet eens te voelen zijn. Iets zegt mij dat je huid/lichaam dus geen normale weerstand is en met een hogere spanning als snel meer stroom gaat lopen.
Het zou me dus niet verbazen dat een wisselspanning er dus ook voor zorgt dat er bij dezelfde spanning een hogere stroom gaat lopen. Ik heb volgens mij ooit ergens gelezen dat je jouw huid/lichaam moet zien als een heleboel weerstanden en condensators due parallel staan. Dan zou het logisch zijn dat er meer stroom gaat lopen bij een wisselspanning?

[Bericht gewijzigd door Anoniem op (14%)]

Op dinsdag 23 april 2024 12:31:39 schreef OXO:
Wat ik me er nog van herinner:
Vmax van 48Vac is 60V en ptp dus 120V.

ptp betekent niet zo veel. Je kunt op geen enkel moment die 120V meten. De positieve en negatieve piek treden nooit tegelijk op.
Het begrip ptp is alleen ingevoerd omdat het op een scoop makkelijk meet.

Zelfs als dat wel kon is een weerstandsmeting met een multimeter geen goede indicatie van geleidbaarheid door de expliciete niet-lineariteit van huidweerstand. Als je de meetspanning verhoogt neemt de weerstand af omdat de toplaag van je huid "doorslaat". Eigenlijk zou je jezelf moeten meggeren om een realistisch getal te krijgen.

Op dinsdag 23 april 2024 12:31:39 schreef OXO:
AC kun je 100x per seconde loslaten.

Dat is niet waar: spieren werken met pulsen met een werkingsduur van ~10ms, de frequentie maakt de intensiteit. Voor het bereik van frequenties wordt 10-100Hz genoemd, maar dat is situationeel en kan enorm verschillen per plek in het lichaam ("it's complicated").

Op dinsdag 23 april 2024 15:16:03 schreef McAwesome:
Niet alleen de stroom en de tijd zijn een factor maar ook de frequentie. Bij lage frequenties en DC is vooral de impact op je zenuwstelsel gevaarlijk en dat is al bij relatief lage stroomsterkten.

Van hoge frequenties in de kilohertzen of tientallen kilohertzen gaat je zenuwstelsel niets merken. Een dergelijke stroom voel je ook niet als die door je lichaam gaat, maar kan wel weefsels verbranden als de stroomsterkte hoog genoeg is.

Dat is dus ook niet helemaal waar, want van frequenties onder de 10Hz heeft je lichaam minder last, want dat is de ondergrens van een cumulatieve respons (het worden nu losse gebeurtenissen in plaats van dat de pulsen elkaar versterken). Boven de 100Hz wordt het ook snel minder doordat je neuronen het niet kunnen verwerken omdat ze depolariseren, en als je in de kHz komt gaat het skineffect (letterlijk) meespelen, waar de elektrische geleiding zich concentreert aan de oppervlakte van de geleider. Dat laatste zorgt er bijvoorbeeld voor dat je geen neurologische schade krijgt van Teslaspoelen en dat mensen zelfs extreme omstandigheden als een blikseminslag kunnen overleven (deze tekst impliceert dat maar één op de 10 inslagen in mensen dodelijk afloopt). Je hebt dan inderdaad wel vaak brandwonden.

Styropyro had daar een interessant filmpje over op YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=BGD-oSwJv3E

Daar staat ook een beetje wat je kan verwachten met betrekking tot welke stromen en tijdsduren een probleem zijn:

Er staat wel expliciet bij dat dit alleen geldt voor 15-100Hz, dus dat is relevant om te weten. Op Wikipedia kan je ook de 'all-or-none law' vinden die dat verder beschrijft. Neuronen hebben een drempelwaarde onder welke ze überhaupt niets doen, en boven die drempelwaarde reageren ze meteen maximaal. Er zit een uitdooftijd van ongeveer 10ms aan elke stimulans, dus grofweg 100Hz gaat de maximale respons geven:

Dat is ook de reden dat onze netfrequentie een 'worst case scenario' is en contact met de netspanning in het bijzonder gevaarlijk is. Als je namelijk een spier met al je macht aanstuurt reageert ongeveer een derde van de spiervezels per impuls, maar door een sterkere externe spanningsbron aan te brengen kan dit dus 100% worden, wat erg gevaarlijk is. Dat zorgt er ook voor de je de controle verliest om los te laten, wat uiteindelijk dus waarschijnlijk het probleem gaat zijn. In de bovenste grafiek kan je ook zien dat defibrillatie onwaarschijnlijk wordt als de tijdsduur kort is.

Op dinsdag 23 april 2024 16:18:59 schreef InHogereSferen:
Ik had al veel verschillende antwoorden verwacht.

Zelf denk ik zoals Fred volgens mij al zei dat er meer stroom loopt door je lichaam bij wisselspanning als gelijkspanning bij dezelfde spanning.
Want als ik de weerstand van mijn huid meet, dan is die makkelijk 200kOhm. Zelfs als ik de meetpennen er hard indruk.
Bij 230V zou er dus maar 1,1mA lopen, dat zou denk ik niet eens te voelen zijn.

Dat is niet helemaal correct.
De weerstand van je huid is ook nog eens een keer spanningsafhankelijk.
En dan kis vocht ook nog belangrijk voor de overgangsweerstand, ben je bezweet of nat van de regen, dan wordt het ineens heel anders.

En dan is mijn huid ook nog anders dan jouw huid.

Voor de normering etc. gaat men er vanuit dat de weerstand van je huid/lichaam bij 230V ca 1500 Ohm is. Dat is dan ongeveer 150 mA.

Wisselstroom voel je veel sneller omdat je lichaam zich vooral als een condensator gedraagt en niet alleen als een weerstand, net als je schoeisel en de vloer. Daarnaast is de frequentie van 50 Hz zo'n beetje de gevaarlijkste frequentie waar je spieren het beste op reageren. Daardoor is zowel de stroomsterkte hoger als de kans op spierkrampen. Er zijn zelfs gevallen waarbij mensen met 24V wisselstroom zijn overleden.

Ik heb het weleens geprobeerd en ik kon door 1 hand bijna 2 mA krijgen bij 24V en dat was een zeer onprettig gevoel, net alsof je hand slaapt.

Gelijkspanning wordt echter nauwelijks voor het lichtnet gebruikt omdat er geen nuldoorgang is en je daardoor net als bij zonnepanelen enorme steekvlammen krijgt bij het lostrekken van een stekker of bij het uitzetten van een schakelaar, en wisselstroom kan je direct met transformators omzetten naar een andere spanning.

Een voldoende hoge laagfrequente uitwendige spanning fungeert als een pacemaker, die je eigen inwendige natuurlijke pace maker triggerd en op hol slaat. Daarom mag een spanning gever voor schrikdraad niet meer als 60 pulsen per minuut geven!

Op dinsdag 23 april 2024 17:04:21 schreef Toeternietoe:
[...]
Dat is niet helemaal correct.
De weerstand van je huid is ook nog eens een keer spanningsafhankelijk.
En dan kis vocht ook nog belangrijk voor de overgangsweerstand, ben je bezweet of nat van de regen, dan wordt het ineens heel anders.

En dan is mijn huid ook nog anders dan jouw huid.

Voor de normering etc. gaat men er vanuit dat de weerstand van je huid/lichaam bij 230V ca 1500 Ohm is. Dat is dan ongeveer 150 mA.

Grappig dat je alleen dit gedeelte quote, terwijl ik in de zinnen hierna zeg dat ik vermoed dat de weerstand van je huid afhankelijk is van de spanning... :)
Maar bedankt voor de bevestiging, en dat van die 1500 Ohm is ook een leuk weetje, dat wist ik niet.

Nu schieten me nog 2 vragen te binnen.

1) In mijn tuin heb ik schrikdraad. Op het kastje staat 8kV.
Nu las ik op Wikipedia dat de stroomsterkte van schrikdraad ook gewoon relatief hoog is, naar dat deze puls zo kort is dat het niet schadelijk/dodelijk is. Zoals ik begrepen heb is het een condensator welke ontlaadt. Klopt dit? Dus als je een hele grote condensator erin zou zetten, is de puls langer en is het wel gevaarlijk? Of hoe moet ik dat zien?

2) Volgens mij ook op wikipedia las ik dat veel tasers een maximale stroomsterkte hebben van 5mA. Maar als je filmpjes ziet van mensen die getaserd worden lijkt me dit een veel hogere stroomsterkte?
En werkt dit met AC of DC?

1) Nee, klopt niet, meestal is er een transformator na de condensator. In elk geval moet je niet kloten met die dingen. Ze zijn gemaakt om voelbaar te zijn (de combinatie van energie en tijdsduur is optimaal om een reactie te provoceren), en in de meeste gevallen is de dimensionering van de componenten zulks dat je toch niet ver over de geplande energie zal kunnen gaan. Die generatoren zijn vaak ook niet heel groot.

2) Dat iets hoger "lijkt" zegt niet dat dit zo is, dus op dit punt weten we niets. Iemand zegt "5mA" en jij zegt "meer". Tasers zijn net als schrikdraad gemaakt om een bepaalde reactie te provoceren. Tasers zijn bovendien gemaakt om voldoende spanning op te wekken om door kleding heen effectief te zijn. Ze werken met wisselspanning met een herhalingsfrequentie nabij de eerdergenoemde 100Hz 'worst case', maar gebruiken relatief korte impulsen zodat je er gewoonlijk geen schade van overhoudt.

In beide gevallen is het niet echt makkelijk vast te stellen wat de stroom en spanning zijn bij aanraking, want veranderen door die aanraking. Als je schrikdraad aanraakt is de spanning geen 8kV meer, maar als je het aanlegt moet je wel isolatie hebben die het aan kan.

In elk geval moet je je dit soort dingen niet "afvragen", want dit is wat mij betreft duidelijk geen "nieuwsgierigheid" meer.

In elk geval moet je je dit soort dingen niet "afvragen", want dit is wat mij betreft duidelijk geen "nieuwsgierigheid" meer.

Wat een erg vreemde reactie, wat probeer je hier nu mee te zeggen?
Jij gaat niet bepalen wat ik mij moet afvragen of niet. Echt een hele verkeerde aanname die je hier doet.

Dus op wikipedia staat onzin:

Op de draad staat een (meestal pulserende) hoge elektrische spanning (2 tot 10 kV), waardoor degene die de schrikdraad aanraakt een gevoelige schok krijgt. Ondanks de hoge stroomsterkte (maximaal 15 A volgens NEN 60335-2-76) en het grote vermogen is de energie laag (maximaal 6 J) door de zeer korte pulsduur (maximaal 10 ms). Daardoor is de schok van modern schrikdraad niet dodelijk.

[Bericht gewijzigd door Anoniem op (40%)]

is het erg relevant?

ik doe elke 4 jaar de NEN3140 en NEN3840 IV/WV hercertificiering: stamp die wardes dan in mijn hoofd en verder beschouw ik voor mezelf alles boven de ca 35V niet meer als veilig om aan te raken...

Maar ik ken ook mensen die echt een 24V DC al voelen...

Op woensdag 24 april 2024 11:43:32 schreef InHogereSferen:
Wat een erg vreemde reactie, wat probeer je hier nu mee te zeggen?

Dat ik denk dat je aan het hengelen bent naar het zelf bouwen of modificeren van hoogspanningsapparaten om het effect te versterken, en dat ik dat niet wil.

Jij gaat niet bepalen wat ik mij moet afvragen of niet.

Maar ik bepaal wel welke informatie ik je wel geef, en hier ligt de grens.

Echt een hele verkeerde aanname die je hier doet.

Misschien, maar je specifieke nieuwsgierigheid is verdacht en ik ga me niet verontschuldigen voor de constatering.

Dus op wikipedia staat onzin:

Op de draad staat een (meestal pulserende) hoge elektrische spanning (2 tot 10 kV), waardoor degene die de schrikdraad aanraakt een gevoelige schok krijgt. Ondanks de hoge stroomsterkte (maximaal 15 A volgens NEN 60335-2-76) en het grote vermogen is de energie laag (maximaal 6 J) door de zeer korte pulsduur (maximaal 10 ms). Daardoor is de schok van modern schrikdraad niet dodelijk.

Er staan nog wel fouten op Wikipedia, maar dit is niet in tegenspraak met wat ik zei.