Làm thế nào tôi có thể xả một cách nhanh chóng và an toàn một tụ điện tích điện (điện áp nhỏ và thấp; <= 42V)?

Tôi đang học cách sử dụng tụ điện (gốm và điện phân từ 1pf - 1000uf) và đang thử các thí nghiệm khác nhau bằng cách sử dụng bảng mạch. Tôi liên tục thêm / xóa mọi thứ vào bố cục của mình để xem điều gì xảy ra ... nhưng chờ đợi một tụ điện xả đôi khi phải mất một thời gian dài! Cuốn sách tôi hiện đang đọc (Make: Electronics) đề nghị "xả tụ điện bằng cách chạm vào một điện trở trên nó trong một hoặc hai giây". Đây có phải là cách an toàn / được đề nghị? Tôi chỉ có thể giữ điện trở bằng ngón tay và chạm vào nó trên cả hai thiết bị đầu cuối?

Lưu ý: Tôi phải thừa nhận rằng tôi hơi hoang tưởng với các tụ điện sau khi nhìn thấy hình ảnh của các tụ điện bị nổ và dẫn đến bụi phóng xạ như bánh mì tan chảy, bàn bị cháy và thậm chí đọc về những người mất ngón tay!

Chỉnh sửa: Tôi hiện đang làm việc với 1,5 - 12V mặc dù tôi cũng có một số động cơ bước 24 V mà cuối cùng tôi muốn làm việc.

capacitor discharge

— glenneroo
nguồn

Tôi hiện đang tranh giành trong một tv bị hỏng. Và bây giờ tôi có manh mối những gì tôi đang làm. Tất cả những gì tôi biết là một vài giây trước đây - tôi đã bị sốc. Và với cường độ không quá xa so với một cú sốc điện 220 V thông thường (tôi biết tôi đang nói về điều gì, tôi cũng có rất nhiều trong số đó). Ồ, và ya, đó là các tụ điện, vì TV hiện chưa được cắm.

Câu trả lời:

Với các tụ điện nhỏ lên đến 1 mF, không có gì phải lo lắng. Tôi cho rằng nên đảm bảo rằng chúng được phóng điện trước khi cắm chúng vào nơi điện áp có thể trên nắp có thể làm hỏng thứ gì đó, nhưng đây là điều thường không lo lắng cho đến khi bạn có được năng lượng thực hoặc điện áp cao.

Đối với các nắp điện phân nhỏ như những gì bạn đang làm việc, chỉ cần rút ngắn chúng với một thứ kim loại, như một bộ phận dẫn trần, khung kim loại hoặc trình điều khiển vít tiện dụng.

Đừng lãng phí chu kỳ não khi nghĩ về điều này cho bất cứ thứ gì đủ nhỏ để trở thành một cái nắp gốm mà bạn có thể cắm vào một cái bánh mì. Khi bạn cắm nó vào, ngón tay của bạn sẽ xả nó ra. Thậm chí nếu không, hãy làm toán. 1 PhaF ở 10 V chỉ 50 50JJ. Có vi Joules. Thỏa thuận lớn.

— Máy tiện Olin
nguồn

Bạn có thể vui lòng định nghĩa "năng lượng thực" và "điện áp cao" không?

— glenneroo

Với 1000 uF = 1 mF, bạn có thể muốn bắt đầu sửa đổi lời khuyên của Olin ở khoảng trên 30V. Ở trên mức năng lượng bắt đầu nhận được đáng chú ý và nguy cơ sốc bắt đầu quan trọng. Ngay cả ở 30V, bạn có thể bị "văng" từ chất thải với kết quả rất khó xảy ra nhưng có thể xảy ra trong mắt bạn. Cho 30V ở năng lượng 1000 uF = 0,5CV ^ 2 = 0,5 x E-3 x 900 ~ = 0,5 Joule. Một Joule là ~ năng lượng tiêu tan khi giảm khối lượng 100 gram 1 mét nên 0,5J = 100 gram x 500 mm. Giống như một giọt của một thứ gì đó như thế MIGHT đẩy ra một hạt nhỏ để rút ngắn một nắp với năng lượng đó, CHỈ CÓ PHẢI làm điều tương tự.

— Russell McMahon

@glenneroo: Tôi cũng sẽ nói 1 mF và 30 V trước khi đọc bình luận của Russell. Không có đường cứng, nhưng ở mức đó, năng lượng nhỏ và đủ hữu hạn, và điện áp giới hạn ở mức an toàn trừ khi bạn làm điều gì đó có chủ ý ngu ngốc. Tôi nhớ chơi với một cái lớn hơn nhiều (44 mF?) Và tôi nghĩ mũ 15 V ở trường đại học. Tôi thậm chí chỉ chụp một số hình ảnh được thắp sáng bởi tia lửa từ việc rút ngắn nó bằng một trình điều khiển vít. Những tia lửa thật tuyệt, nhưng một chặng đường dài từ việc làm tổn thương tôi ngay cả với những ngón tay ngay tại đó. Các xung hiện tại cao thông qua nắp có lẽ không phải là tốt nhất cho nó.

— Olin Lathrop

@Jonny: Không, không thực sự, vì như bạn nói pin không phải là tụ điện. Các tụ điện có kích thước mà chúng ta đang nói đến có khả năng lưu trữ năng lượng ít hơn nhiều so với pin xe hơi. Đó là một trường hợp hoàn toàn khác.

— Olin Lathrop

Có lẽ bạn nên thay đổi "Thỏa thuận lớn" thành "Không có gì to tát", bởi vì sự mỉa mai không rõ ràng đối với nhiều người không lớn lên trong ngôn ngữ của bạn.

— Jay Bazuzi

Thay vì giữ điện trở bằng ngón tay, hãy thử dán nó vào đầu que Popsicle hoặc một số vật liệu cách điện khác. Bằng cách đó, ngón tay của bạn sẽ ít có khả năng tiếp xúc với tụ điện hơn. Nếu những gì bạn đang giải quyết là 20 volt hoặc ít hơn thì điều này sẽ ổn.

Tôi giả sử chúng ta đang nói về các tụ điện và điện áp tương đối nhỏ ở đây. Nếu bạn bắt đầu nói về điện áp cao có thể gây tử vong thì bạn muốn một thiết bị được sản xuất chuyên nghiệp và biện pháp phòng ngừa thêm.

Đây là một bài báo trong đó ai đó đã thực hiện một đầu dò phóng điện đẹp từ bút bic. Anh ấy cũng đi vào toán học nếu bạn tò mò. Một lần nữa - an toàn là trên hết! Nếu bạn đang đối phó với điện áp gây chết người, giải pháp thay thế tốt nhất của bạn là sử dụng đầu dò được sản xuất, thử nghiệm và chứng nhận chuyên nghiệp.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Bây giờ đã nói tất cả những điều đó, tôi đồng ý với Olin rằng điều này sẽ là quá mức cần thiết cho các tụ điện nhỏ mà bạn hiện đang xử lý. Thông tin này có thể hữu ích khi bạn tiến và có thể bắt đầu xử lý các tụ điện lớn hơn và điện áp cao hơn.

— JonnyBoats
nguồn

Tôi đã thực hiện một thử nghiệm HIPOT của thân bút ở 1.500 volt và không có dòng điện nào có thể đo được. Sử dụng bút này hoặc bất kỳ khác có nguy cơ của riêng bạn. Tôi không thể đảm bảo rằng những tháng tới, rất nhiều cây bút bic sẽ không có một số tạp chất hoặc thay đổi hóa học sẽ làm giảm độ bền điện môi của nó. <- Dòng này rất quan trọng! Bút BIC và que popsicle không được biết đến với tính chất cách điện của chúng. Có rất nhiều lựa chọn thay thế an toàn hơn. Tôi đề nghị tái sử dụng một dây dẫn vạn năng cho nhiệm vụ này.

— Kevin Vermeer

@Kevin - Cảm ơn vì mẹo an toàn. Tôi đã sửa đổi câu trả lời của mình để nhấn mạnh sự an toàn. Đặc biệt, đối với những người không có phòng thí nghiệm cần thiết để thực hiện xét nghiệm HIPOT, họ được khuyên nên mua một sản phẩm thương mại thay vì bồi thẩm đoàn một thứ gì đó có thể khiến họ thiệt mạng.

— JonnyBoats

Liên quan: Electronics.stackexchange.com/questions/52289/ từ

— zebonaut

Tích của điện trở (tính bằng Ohms) và điện dung (tính theo Farads) là thời gian tỷ lệ cho phóng điện (để đi tới 1 / e của điện tích ban đầu): t = RC. Với V = Q / C và I = V / R = Q / t, bạn cũng có thể giải quyết điện trở tối thiểu để giữ dòng xả đến giá trị an toàn. (Giữ mức hiện tại dưới 1 mA là một hướng dẫn sơ bộ: https://www.asc.ohio-state.edu/physics/p616/squil/firth_cản.html Đó là để xả qua người, nhưng điều gì tạo nên "an toàn" thay đổi theo những gì được kết nối với mạch phóng điện của bạn. Nếu bạn đang chạy dòng điện qua dây đồng linh hoạt, có thể mất vài ampe.) Cũng lưu ý năng lượng được lưu trữ trong tụ điện, sẽ được gửi trong điện trở mà nó rút ngắn: U = 0,5 CV ^ 2.

Miễn là bạn đang xử lý các loại tụ điện thường được sử dụng với bảng bánh mì, bạn có thể rút ngắn nó bằng dây đồng, như những người khác đã đề cập: thời gian xả 1 uF * 1mOhm = 1 ns. Nếu nó chỉ có 42V trên đó, các công thức này cho biết nó sẽ có dòng điện cao trong vài nano giây, nhưng các cuộn cảm ký sinh ở quy mô nanoHenry sẽ hạn chế dòng điện và làm chậm quá trình phóng điện. 42 V ở mức 1uF nhỏ hơn 1 mJ, có thể làm hỏng các linh kiện điện tử nhạy cảm - vì vậy đừng rút ngắn tụ điện với CPU cao cấp đó. Bất cứ điều gì khác nên ổn.

Nếu bạn nhận được điện áp và dòng điện trong đó quá trình phóng điện mất một giây trở lên hoặc khi dòng phóng điện của bạn vượt quá 1 mA đó trong hơn 1 ms hoặc khi năng lượng được lưu trữ vượt quá một vài Joules, thì bạn nên cẩn thận: Kiểm tra xếp hạng hiện tại và công suất của các thành phần trong mạch phóng điện, ước tính độ tự cảm và có thể chạy một sim đơn giản của quá trình phóng điện. Nói chung, phóng điện trước khi sử dụng sẽ không phải là vấn đề quan trọng trừ khi tụ điện của bạn có thể so sánh với Farad đầy đủ hoặc điện áp là một vài kV.

— Sarah Messer
nguồn