큰 전류를 실험 할 때 안전


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울트라 커패시터 방전으로 인한 큰 전류를 실험하고 있습니다.

예를 들어 500A (2.8V)에서 나침반 바늘 또는 철 칩을 사용하여 직선 도체의 자기장을 매우 인상적으로 시연합니다 ( http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807 비교). / 31 / 1 / L03 / pdf ).

또 다른 예는 Thomson ring 실험 http://www.rose-hulman.edu/~moloney/Ph425/0143-0807_33_6_1625JumpingRing.pdf 이며, 짧은 시간 동안 최대 9000A를 얻을 수 있습니다.

사용 된 모든 전압이 60V 미만이라고 가정합니다.이 경우 안전에 대해 무엇을 고려해야합니까?

여기 내가 생각하는 것입니다 :

  • 전압이 너무 낮기 때문에 인체를 통한 전류로 인한 위험이 없어야합니다.
  • 접촉 문제가있는 경우 스파크 및 번개로 인한 위험이 있습니다.
    • 자외선 때문에 위험 할 수 있습니다
    • 불꽃이 눈에 직접 닿아 서
  • 또한 당신이 흡입 할 수있는 기화 생각하는 열 문제가있을 수 있습니다
  • 커패시터 방전은 예를 들어 맥박 조정기에 영향을 줄 수있는 EMP를 생성합니다.

이와 관련하여 가능한 모든 위험을 언급했는지 확실하지 않습니다. 내 질문은 :

  • 위험이 관련되는 조건 (최소 전류, 방전 시간 ...)
  • 안전을 위해해야 ​​할 일

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60V는 잠재적 위험이 될만큼 충분히 높습니다. 12V 이하의 자동차 배터리조차도 연결된 에너지에 매우 빠르게 많은 에너지를 출력 할 수 있기 때문에주의해서 다루어야합니다. 이것은 당신이 물어봐야한다면 실제로 그렇게하지 말아야 할 것입니다.
난로

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고전류는 스위칭시 약간의 인덕턴스로 매우 높은 전압과 상당한 에너지를 생성 할 수 있으므로 무시할 수 없습니다. 용융 금속 및 눈 또는 암을 유발하는 UV 피부 손상으로 인한 화상 위험 및 실명 가능성이 있습니다 (저전압 아크에서 나쁜 햇볕에 타는 경우가 있습니다). 자동차 배터리조차도 실수로 전도성 링을 가로 질러 용접하면 손가락이 손실 될 수 있습니다. 대학 보건 및 안전 지침 또는 회사 지침을 찾아보십시오. 우리 중 일부는 그들을 작성했습니다.
Spehro Pefhany

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"소화기를 소지하십시오"및 "일부 보험을 구입하십시오"를 안전 점검표에 추가하는 것을 잊지 마십시오.
Enric Blanco

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Spehro의 요점은 V = L * di / dt라고 생각합니다. L이 있고 전류를 매우 빠르게 전환하면 (높은 di / dt) 매우 큰 V를 얻을 수 있습니다. 따라서 기본 인덕턴스 공식은 포인트를 멋지게 정량화합니다. 그리고 모든 케이블과 와이어에는 L이 있습니다.
John D

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내가 생각할 수있는 것들은 목록에없는 것인데, 대부분 물건을 날려 버리려는 사람들이 위험 분석에 대한 YouTube 비디오에서 수집 한 것 : 접근 가능한 소화기; 용융 금속을 뿌릴 수있는 물건으로 작업하는 경우 내화성 카펫 바닥 (반 직관적으로 들리지만 카펫은 녹은 비트가 눈에 띄지 않거나 접근하기 어려운 곳으로 튀는 것을 방지합니다); 혼자 일하지 마십시오 항상 친구가 있습니다. 엑스레이를 만드는 것들에주의하십시오; 탈출해야 할 경우 전원을 차단할 수있는 원격 위치를 확보하십시오. 넘어 질 위험이있는 방을 청소하십시오. 깨끗하고 깔끔하게 유지하십시오.
Jason C

답변:


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고 에너지 스위칭 회로의이 모델을 고려하면 근처 도체에서 유도 전압을 시뮬레이션 할 수 있습니다. 이것은 근처의 도체 또는 전자 장치에 결합되는 전자기 간섭 유형의 간단한 시뮬레이션을 제공합니다.

개략도

이 회로 시뮬레이션CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도

스위치가 열리거나 와이어를 가볍게 두드리면 와이어를 1u (1 미크론, 10,000 옹스트롬 또는 1/25 밀) 분리 할 때 1,000 암페어를 간단히 수행하면 3 볼트 전위로 인해 아크가 발생합니다.

1 미크론 분리 (3mm x 4mm ---- 굵은 선 --- 접촉)에 걸친 100pF는 고전류 경로에서 1uH (~~ 1m) 와이어와 공명합니다. 프링은 15MHz입니다. 15Mhz에서 울리는 1,000Amp의 dI / dT는 무엇입니까?

초당 100,000 메가 암페어.

고전류에서 4 "와이어를 4"x 4 "루프로 형성합니다. 4"루프의 끝을 가로 질러 2,000 볼트가 필요합니다.


좋지만 200V는 매우 짧은 시간 (얼마나 많은 시간)이있을 것입니다. 그러면 증착 된 에너지가 관련 매개 변수가됩니다. 200V 와이어의 접점을 만지면 에너지가 얼마입니까?
Julia

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나는 오타가 있었다. dI / dT는 100,000 암페어 / uSec 또는 100 십억 (10 ^ + 11) 암페어 / 초이고; 따라서 Vloop는 2,000 볼트입니다. Vinduce 공식은 (정확히 정확한 경우) 일부 통합 및 / 또는 natural_log가 필요합니다. 그러나 내가 사용한 비율의 경우 거리 및 루프 가장자리가 약. 마찬가지로 오류가 거의 없습니다. 따라서 2,000 볼트를 기대하십시오.
analogsystemsrf

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@JRE : 내가 말했듯이, 그것은 시간 규모와 에너지에 달려 있습니다. 나는 종종 데모 병렬 플레이트 커패시터 (낮은 에너지!) 또는 기발한 기계 (30 kV)를 만졌지만 아무 일도 없었습니다 (단, 사용하기 전에 에너지 함량을 계산했습니다).
Julia

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OP는 안전 방법을 알고 싶어했습니다. 이 답변은 위험을 보여줍니다.
analogsystemsrf

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울림 주파수가 15MHz 인 경우 스킨 깊이 (63 % 감쇠가 발생하는 위치)는 17 미크론입니다. 그러나 2,000 볼트 vs 20 밀리 볼트 (신경 전위)에서는 100,000 : 1 감쇠가 필요합니다. 피부 깊이 당 8.6 dB (최저)에서는 100dB (100,00 : 1) / 8.6 dB 또는 12 피부 깊이 또는 200microns가 필요합니다. 두피 조직이 뉴런에서 에너지를 차단하는 것처럼 보입니다. 그러나 마일리지는이 수치에 따라 다를 수 있습니다.
analogsystemsrf
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