Keamanan saat bereksperimen dengan arus besar

Saya bereksperimen dengan arus besar dari pelepasan kapasitor ultra.

Misalnya dengan 500 A (at 2.8 V) Anda mendapatkan demonstrasi yang sangat mengesankan dari medan magnet konduktor lurus menggunakan jarum kompas atau keping besi (bandingkan: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807 / 31/1 / L03 / pdf ).

Contoh lain adalah percobaan cincin Thomson http://www.rose-hulman.edu/~moloney/Ph425/0143-0807_33_6_1625JumpingRing.pdf di mana Anda dapat memperoleh hingga 9000 A untuk waktu yang sangat singkat.

Misalkan semua tegangan yang digunakan di bawah 60 V. Apa yang perlu Anda pertimbangkan tentang keselamatan dalam hal ini?

Inilah yang saya pikirkan:

Karena voltase terlalu rendah, seharusnya tidak ada bahaya dari arus melalui tubuh manusia.
Mungkin ada bahaya dari percikan api dan kilat ketika jika ada masalah kontak.
- Ini mungkin berbahaya karena sinar UV
- dan karena bunga api yang mengenai mata
Juga mungkin ada masalah panas yang membuat pikiran menguap yang bisa Anda hirup
Pelepasan kapasitor menghasilkan EMP yang dapat mempengaruhi alat pacu jantung misalnya

Saya tidak yakin apakah saya menyebutkan semua kemungkinan bahaya tentang hal ini. Pertanyaanku adalah:

Dalam kondisi mana (arus minimum, waktu pembuangan ...) yang bahaya akan menjadi relevan
Apa yang harus dilakukan untuk membuatnya aman

safety high-current Julia
sumber

60V cukup tinggi untuk menjadi potensi bahaya. Bahkan aki mobil, tidak lebih dari 12V, harus diperlakukan dengan hati-hati, karena mereka dapat mengeluarkan banyak energi dengan sangat cepat ke apa pun yang mereka terhubung. Ini adalah hal yang, jika Anda harus bertanya, Anda benar-benar tidak boleh melakukannya.

Pos Gizi

Arus tinggi dapat menghasilkan tegangan sangat tinggi dan energi besar dengan hanya sedikit induktansi ketika diaktifkan sehingga Anda tidak dapat mengabaikannya. Membakar bahaya dan kemungkinan kebutaan dari logam dan mata yang meleleh atau kerusakan kulit akibat kanker UV (Anda bisa mendapatkan 'sengatan matahari' yang buruk dari busur tegangan rendah). Bahkan aki mobil dapat menyebabkan kehilangan jari jika Anda secara tidak sengaja memasangkannya ke cincin konduktif. Cobalah untuk menemukan pedoman kesehatan dan keselamatan Universitas atau yang korporat. Beberapa dari kita telah menulisnya.

Spehro Pefhany

Jangan lupa untuk menambahkan "siap pakai alat pemadam kebakaran" dan "beli asuransi" ke daftar periksa keselamatan Anda.

Enric Blanco

Saya pikir poin Spehro adalah V = L * di / dt. Jika Anda memiliki beberapa L dan mengganti arus dengan sangat cepat (di / dt tinggi) Anda bisa mendapatkan V. yang sangat besar. Jadi rumus induktansi dasar menghitung titik dengan baik. Dan semua kabel dan kawat memiliki beberapa L.

John D

Hal-hal yang dapat saya pikirkan yang tidak ada dalam daftar Anda, sebagian besar dikumpulkan dari video YouTube dari analisis risiko oleh orang-orang yang suka meledakkan segalanya: Alat pemadam api yang dapat diakses; lantai karpet tahan api jika Anda bekerja dengan hal-hal yang dapat menyemprotkan logam cair (terdengar kontra-intuitif tetapi karpet mencegah bit cair memantul ke tempat-tempat yang tidak diketahui / tidak dapat diakses); tidak pernah bekerja sendirian selalu punya teman; Waspadalah terhadap hal-hal yang membuat rontgen; memiliki lokasi yang jauh di mana Anda dapat memutuskan aliran listrik jika Anda perlu melarikan diri; membersihkan ruang dari bahaya tersandung; menjaga area bersih dan rapi.

Jason C

Jawaban:

Jika kita mempertimbangkan model rangkaian switching energi tinggi ini, kita dapat mensimulasikan tegangan yang diinduksi pada konduktor terdekat. Ini memberikan simulasi sederhana tentang jenis interferensi elektromagnetik yang akan digabungkan ke konduktor atau perangkat elektronik terdekat.

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Saat sakelar terbuka, atau Anda cukup mengetuk kabel bersama untuk secara singkat melakukan 1.000 amp itu, ketika Anda memiliki 1u (1 mikron, 10.000 Angstrom, atau 1/25 mil) pemisahan kabel, potensial 3 volt menyebabkan busur.

100pF melintasi pemisahan 1 mikron (3mm kali 4mm ---- kawat berat --- kontak) akan beresonansi dengan kawat 1uH (~~ 1 meter) di jalur arus tinggi Anda. Fring akan menjadi 15MHz. Berapakah dI / dT 1.000 dering pada 15Mhz?

100.000 MegaAmps / detik.

Tempatkan kawat 4 "dari arus tinggi, kawat yang dibentuk menjadi loop 4" dengan 4 "; perkirakan 2.000 volt melintasi ujung loop 4" itu.

analogsystemsrf
sumber

Bagus, tapi saya rasa 200 V akan ada di sana hanya dalam waktu yang sangat singkat (berapa?). Maka energi yang disimpan akan menjadi parameter yang relevan. Berapa energi yang akan saya dapat jika saya menyentuh kontak kawat 200 V Anda?

Julia

Saya salah ketik; dI / dT adalah 100.000 amp / uSec atau 100 miliar (10 ^ + 11) amp / detik; dengan demikian Vloop adalah 2.000 volt; perhatikan formula Vinduce --- jika benar-benar akurat --- membutuhkan integrasi dan / atau natural_logs. Namun, untuk rasio seperti yang saya gunakan, dengan Distance dan Loop edge approx. sama, ada sedikit kesalahan. Jadi perkirakan 2.000 volt.

analogsystemsrf

@ JRE: Seperti yang saya katakan, itu tergantung pada skala waktu dan kemudian pada energi. Saya sering menyentuh kapasitor plat paralel (energi rendah!) Atau mesin whimshurst (30 kV), tidak ada yang terjadi (namun saya menghitung kandungan energinya sebelum menggunakannya).

Julia

OP ingin tahu bagaimana cara aman. Jawaban ini menggambarkan risiko.

analogsystemsrf

Jika frekuensi dering 15MHz, kedalaman kulit (di mana 63% pelemahan terjadi) adalah 17 mikron. Tetapi pada 2.000 volt versus 20 milliVolts (potensi saraf), Anda membutuhkan atenuasi 100.000: 1; pada 8,6 dB per skindepth (neper) Anda membutuhkan 100dB (100,00: 1) / 8,6 dB atau 12 kedalaman kulit atau 200 mikron. Sepertinya jaringan kulit kepala akan menjaga energi keluar dari neuron. Tetapi jarak tempuh Anda mungkin berbeda pada angka-angka ini.

analogsystemsrf