Безопасность при экспериментах с большими токами

Я экспериментирую с большими токами от ультра конденсаторного разряда.

Например, при 500 А (при 2,8 В) вы получите очень впечатляющую демонстрацию магнитного поля прямого проводника с помощью игл компаса или железной крошки (сравните: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807 / 31/1 / L03 / pdf ).

Другим примером является эксперимент с кольцом Томсона http://www.rose-hulman.edu/~moloney/Ph425/0143-0807_33_6_1625JumpingRing.pdf, где вы можете получить до 9000 А за очень короткое время.

Предположим, что все используемые напряжения ниже 60 В. Что нужно учитывать в отношении безопасности в этом случае?

Вот что я думаю:

Поскольку напряжение слишком низкое, не должно быть никакой опасности от тока через человеческое тело.
При возникновении проблем с контактом может возникнуть опасность искр и осветления.
- Это может быть опасно из-за ультрафиолета
- и из-за искр, попадающих прямо в глаз
Также могут быть проблемы с теплом, что заставляет мысли испаряться, которые вы можете вдыхать
Разряд конденсатора генерирует ЭМИ, которые могут влиять, например, на кардиостимулятор

Я не уверен, упомянул ли я все возможные опасности, связанные с этим. Мой вопрос:

При каких условиях (минимальный ток, время разряда ...) какая опасность станет актуальной
Что нужно сделать, чтобы сделать его безопасным

safety high-current Юлия
источник

60 В достаточно высоко, чтобы быть потенциальной опасностью. Даже автомобильные аккумуляторы, на напряжение не более 12 В, следует обращаться с осторожностью, поскольку они могут очень быстро выводить много энергии во все, к чему они подключены. Это то, что, если вам нужно спросить, вы действительно не должны делать это.

Очаг

Высокий ток может генерировать очень высокое напряжение и значительную энергию при небольшой индуктивности при переключении, поэтому вы не можете игнорировать это. Опасность ожогов и возможная слепота от расплавленного металла и глаз или вызывающее рак УФ-повреждение кожи (вы можете получить сильный «солнечный ожог» от дуги низкого напряжения). Даже автомобильный аккумулятор может привести к потере пальца, если вы случайно приварите его к проводящему кольцу. Попытайтесь найти университетские руководящие принципы здоровья и безопасности или корпоративные. Некоторые из нас написали их.

Спехро Пефхани

Не забудьте добавить «иметь огнетушители под рукой» и «купить страховку» в свой контрольный список безопасности.

Энрик Бланко

Я думаю, что точка Спехро V = L * ди / дт. Если у вас есть немного L и вы очень быстро переключаете ток (высокое значение di / dt), вы можете получить очень большое V. Таким образом, базовая формула индуктивности хорошо определяет точку. И у всех кабелей и проводов есть немного L.

Джон D

Вещи, о которых я могу подумать, отсутствуют в вашем списке, в основном собранные на YouTube видео анализа рисков людьми, которые любят взрывать вещи: доступный огнетушитель; огнестойкие ковровые покрытия, если вы работаете с вещами, которые могут распылять расплавленный металл (звучит нелогично, но ковер предотвращает отскакивание расплавленных кусков в незаметные / недоступные места); никогда не работай в одиночку, всегда имей приятеля; остерегайтесь вещей, которые создают рентгеновские лучи; иметь удаленное место, где вы можете отключить электричество, если вам нужно сбежать; очистить комнату от опасности споткнуться; содержите область в чистоте и порядке.

Джейсон C

Ответы:

Если мы рассмотрим эту модель цепи переключения высокой энергии, мы можем смоделировать наведенное напряжение на соседнем проводнике. Это обеспечивает простое моделирование типа электромагнитных помех, которые могут быть связаны с соседними проводниками или электронными устройствами.

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Когда любой переключатель размыкается, или вы просто соединяете провода вместе, чтобы кратковременно провести эти 1000 ампер, когда у вас есть разделение проводов 1u (1 микрон, 10000 Ангстрем или 1/25 мил), потенциал 3 вольт вызывает дугу.

100pF через разделение 1 микрон (3 мм на 4 мм ---- тяжелый провод - контакт) будет резонировать с проводом 1uH (~ ~ 1 метр) на вашем пути с высоким током. Fring будет 15 МГц. Каково значение dI / dT 1000 ампер при 15 МГц?

100 000 мегаампер / секунду.

Поместите провод 4 "от сильного тока, этот провод сформирован в петлю 4" на 4 "; ожидайте 2000 вольт на концах этой 4" петли.

analogsystemsrf
источник

Хорошо, но я предполагаю, что 200 В будут там только в течение очень короткого промежутка времени (сколько?). Тогда депонированная энергия будет соответствующим параметром. Сколько энергии будет, если я коснусь контактов вашего провода 200 В?

Юлия

У меня была опечатка; dI / dT составляет 100 000 ампер / сСек или 100 миллиардов (10 ^ + 11) ампер / с; таким образом Vloop составляет 2000 вольт; обратите внимание, что формуле Vinduce - если она абсолютно точна - требуется некоторая интеграция и / или natural_logs. Тем не менее, для соотношений, которые я использовал, с расстояниями и краями петли ок. то же самое, есть небольшая ошибка. Так что ожидайте 2000 вольт.

analogsystemsrf

@JRE: Как я уже сказал, это зависит от масштаба времени, а затем от энергии. Я часто прикасался к демонстрационному конденсатору с параллельными пластинами (с низким энергопотреблением!) Или автомату для прихотей (30 кВ), ничего не происходило (однако я рассчитывал энергосодержание перед его использованием).

Юлия

ОП хотела знать, как быть в безопасности. Этот ответ иллюстрирует риск.

analogsystemsrf

Если частота звонка составляет 15 МГц, глубина обшивки (где происходит 63% затухания) составляет 17 микрон. Но при 2000 вольт против 20 милливольт (нейронных потенциалов) вам нужно 100000: 1 затухание; при 8,6 дБ на глубину кожи (непер) вам нужно 100 дБ (100,00: 1) / 8,6 дБ или 12 глубин кожи или 200 микрон. Похоже, что ткань скальп будет держать энергию из нейронов. Но ваш пробег может варьироваться в зависимости от этих цифр.

analogsystemsrf