An toàn khi thử nghiệm với dòng điện lớn

Tôi đang thử nghiệm dòng điện lớn từ phóng siêu tụ điện.

Ví dụ với 500 A (ở 2,8 V), bạn có được một minh họa rất ấn tượng về từ trường của một dây dẫn thẳng bằng kim la bàn hoặc chip sắt (so sánh: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807 / 31/1 / L03 / pdf ).

Một ví dụ khác là thí nghiệm vòng Thomson http://www.rose-hulman.edu/~moloney/Ph425/0143-0807_33_6_1625JumpingRing.pdf trong đó bạn có thể nhận được tới 9000 A trong một thời gian rất ngắn.

Giả sử tất cả các điện áp được sử dụng là dưới 60 V. Bạn cần xem xét gì về an toàn trong trường hợp này?

Đây là những gì tôi nghĩ:

Vì điện áp quá thấp, nên không có nguy hiểm từ dòng điện qua cơ thể con người.
Có thể có một mối nguy hiểm từ tia lửa và làm sáng khi có vấn đề tiếp xúc.
- Điều này có thể nguy hiểm vì ánh sáng tia cực tím
- và vì tia lửa đánh thẳng vào mắt
Ngoài ra, có thể có vấn đề về nhiệt khiến suy nghĩ bốc hơi mà bạn có thể hít phải
Một phóng điện tụ tạo ra một EMP có thể ảnh hưởng đến máy điều hòa nhịp tim chẳng hạn

Tôi không chắc chắn nếu tôi đề cập đến tất cả các nguy hiểm có thể liên quan đến điều này. Câu hỏi của tôi là:

Trong điều kiện nào (dòng tối thiểu, thời gian xả ...) mà nguy hiểm sẽ trở nên có liên quan
Làm gì để an toàn?

safety high-current

— Julia
nguồn

60V đủ cao để trở thành mối nguy hiểm tiềm tàng. Ngay cả pin xe hơi, không quá 12 V, cũng phải được xử lý cẩn thận, bởi vì chúng có thể tạo ra rất nhiều năng lượng rất nhanh vào bất cứ thứ gì chúng được kết nối. Đây là loại điều mà nếu bạn phải hỏi, bạn thực sự không nên làm điều đó.

— Nghe

Dòng điện cao có thể tạo ra điện áp rất cao và năng lượng đáng kể chỉ với một chút điện cảm khi được chuyển đổi để bạn không thể bỏ qua điều đó. Đốt cháy các mối nguy hiểm và mù có thể từ kim loại nóng chảy và tổn thương da do tia cực tím gây ung thư (bạn có thể bị "cháy nắng" từ hồ quang điện áp thấp). Ngay cả ắc quy xe cũng có thể gây mất ngón tay nếu bạn vô tình hàn nó qua một vòng dẫn điện. Cố gắng tìm các hướng dẫn về sức khỏe và an toàn của trường đại học hoặc của công ty. Một số người trong chúng ta đã viết chúng.

— Spehro Pefhany

Đừng quên thêm "có bình chữa cháy trong tay" và "mua một số bảo hiểm" vào danh sách kiểm tra an toàn của bạn.

— Enric Blanco

Tôi nghĩ rằng quan điểm của Spehro là V = L * di / dt. Nếu bạn có một số L và chuyển đổi dòng điện rất nhanh (di / dt cao), bạn có thể nhận được rất lớn V. Vì vậy, công thức tự cảm cơ bản định lượng điểm độc đáo. Và tất cả các dây cáp và dây điện đều có một số L.

— John D

Những điều tôi có thể nghĩ về điều đó không có trong danh sách của bạn, chủ yếu được thu thập từ các video phân tích rủi ro trên YouTube bởi những người thích thổi bay mọi thứ: Bình chữa cháy có thể truy cập được; sàn trải thảm chống cháy nếu bạn đang làm việc với những thứ có thể phun kim loại nóng chảy (nghe có vẻ phản trực giác nhưng thảm sẽ ngăn các bit nóng chảy nảy vào những nơi không được chú ý / không thể tiếp cận); không bao giờ làm việc một mình luôn có bạn thân; coi chừng những thứ tạo ra tia X; có một vị trí từ xa nơi bạn có thể cắt điện nếu bạn cần trốn thoát; dọn phòng nguy hiểm vấp ngã; giữ cho khu vực sạch sẽ và gọn gàng.

— Jason C

Nếu chúng ta xem xét mô hình này của một mạch chuyển đổi năng lượng cao, chúng ta có thể mô phỏng điện áp cảm ứng trên một dây dẫn gần đó. Điều này cung cấp một mô phỏng đơn giản về loại nhiễu điện từ sẽ được ghép vào các dây dẫn hoặc thiết bị điện tử gần đó.

sơ đồ

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Khi bất kỳ công tắc nào mở ra, hoặc bạn chỉ cần chạm các dây với nhau để thực hiện nhanh chóng 1.000 ampe đó, khi bạn có các dây cách nhau 1u (1 micron, 10.000 Angstroms hoặc 1/25 mil), điện thế 3 volt gây ra một vòng cung.

Khoảng cách 100pF trên 1micron (3 mm x 4mm ---- dây nặng --- tiếp xúc) sẽ cộng hưởng với dây 1uH (~ ~ 1 mét) trong đường dẫn cao của bạn. Fring sẽ là 15 MHz. Chỉ số dI / dT của 1.000 ampe ở mức 15Mhz là bao nhiêu?

100.000 MegaAmps / giây.

Đặt một dây 4 "từ dòng điện cao, dây đó được tạo thành vòng 4" x 4 ", mong đợi 2.000 volt trên hai đầu của vòng 4" đó.

— hệ thống tương tự
nguồn

Đẹp, nhưng tôi đoán rằng 200 V sẽ chỉ ở đó trong một khoảng thời gian rất ngắn (bao nhiêu?). Sau đó, năng lượng ký gửi sẽ là tham số liên quan. Năng lượng sẽ là bao nhiêu nếu tôi chạm vào các điểm tiếp xúc của dây 200 V của bạn?

— Julia

Tôi đã có một lỗi đánh máy; dI / dT là 100.000 amps / uSec hoặc 100Billion (10 ^ + 11) amps / giây; do đó Vloop là 2.000 volt; lưu ý công thức Vinduce --- nếu hoàn toàn chính xác --- cần một số tích hợp và / hoặc tự nhiên. Tuy nhiên, đối với các tỷ lệ như tôi đã sử dụng, với các cạnh Khoảng cách và Vòng lặp xấp xỉ. giống nhau, có rất ít lỗi. Vì vậy, mong đợi 2.000 volt.

— analogsystemsrf

@JRE: Như tôi đã nói, nó phụ thuộc vào thang thời gian và sau đó vào năng lượng. Tôi thường chạm vào một tụ điện song song trình diễn (năng lượng thấp!) Hoặc máy whimshurst (30 kV), không có gì xảy ra (tuy nhiên tôi đã tính toán hàm lượng năng lượng trước khi sử dụng nó).

— Julia

OP muốn biết làm thế nào để an toàn. Câu trả lời này minh họa rủi ro.

— analogsystemsrf

Nếu tần số chuông là 15 MHz, độ sâu của da (nơi xảy ra suy giảm 63%) là 17 micron. Nhưng ở mức 2.000 volt so với 20 milliVolts (điện thế thần kinh), bạn cần suy giảm 100.000: 1; ở mức 8,6 dB mỗi skindepth (neper), bạn cần 100dB (100,00: 1) / 8,6 dB hoặc 12 độ sâu của da hoặc 200micron. Có vẻ như các mô da đầu sẽ giữ năng lượng ra khỏi các tế bào thần kinh. Nhưng số dặm của bạn có thể thay đổi trên những con số này.

— analogsystemsrf