Sicurezza durante la sperimentazione di grandi correnti

Sto sperimentando grandi correnti dalla scarica di ultra condensatori.

Ad esempio con 500 A (a 2,8 V) si ottiene una dimostrazione impressionante del campo magnetico di un conduttore dritto che utilizza aghi per bussola o trucioli di ferro (confronto: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807 / 31/1 / L03 / pdf ).

Un altro esempio è l'esperimento dell'anello Thomson http://www.rose-hulman.edu/~moloney/Ph425/0143-0807_33_6_1625JumpingRing.pdf in cui potresti ottenere fino a 9000 A per un tempo molto breve.

Supponiamo che tutte le tensioni utilizzate siano inferiori a 60 V. Cosa è necessario considerare in merito alla sicurezza in questo caso?

Ecco cosa penso:

Poiché la tensione è troppo bassa, non dovrebbe esserci pericolo per la corrente attraverso il corpo umano.
Potrebbe esserci il pericolo di scintille e fulmini se ci sono problemi di contatto.
- Questo può essere pericoloso a causa della luce UV
- e a causa delle scintille che colpiscono direttamente l'occhio
Inoltre potrebbero esserci problemi di calore che fanno pensare a vaporizzare che potresti inalare
Una scarica di condensatore genera un EMP che può influenzare ad esempio i pacemaker

Non sono sicuro di aver menzionato tutti i possibili pericoli in merito. La mia domanda è:

In quali condizioni (corrente minima, tempo di scarica ...) quale pericolo diventerà rilevante
Cosa fare per renderlo sicuro

safety high-current

— Julia
fonte

60 V è abbastanza alto da costituire un potenziale pericolo. Anche le batterie per auto, a non più di 12 V, devono essere trattate con cura, perché possono emettere molta energia molto rapidamente in qualunque cosa siano collegate. Questo è il genere di cose che, se devi chiedere, non dovresti davvero farlo.

— Focolare il

L'alta corrente può generare una tensione molto elevata e un'energia sostanziale con solo un po 'di induttanza quando commutata, quindi non puoi ignorarla. Bruci i pericoli e la possibile cecità da metallo fuso e occhi o danni alla pelle che causano il cancro UV (puoi ottenere una brutta "scottatura solare" da un arco a bassa tensione). Anche una batteria per auto può causare la perdita di un dito se la si salda accidentalmente su un anello conduttivo. Prova a trovare le linee guida universitarie in materia di salute e sicurezza o quelle aziendali. Alcuni di noi li hanno scritti.

— Spehro Pefhany,

Non dimenticare di aggiungere "avere gli estintori a portata di mano" e "acquistare alcune assicurazioni" alla tua lista di controllo di sicurezza.

— Enric Blanco,

Penso che il punto di Spehro sia V = L * di / dt. Se hai un po 'di L e cambia la corrente molto rapidamente (alta di / dt) puoi ottenere V. molto grande Quindi la formula di induttanza di base quantifica bene il punto. E tutti i cavi hanno un po 'di L.

— John D

Le cose a cui riesco a pensare non sono nella tua lista, per lo più raccolte da video di YouTube sull'analisi del rischio da parte di persone a cui piace far esplodere le cose: estintore accessibile; pavimentazione in moquette ignifuga se lavori con oggetti che potrebbero spruzzare metallo fuso (sembra controintuitivo ma il tappeto impedisce ai pezzi fusi di rimbalzare in luoghi inosservati / inaccessibili); mai lavorare da soli ha sempre un amico; attenzione alle cose che creano raggi X; avere una posizione remota da cui è possibile interrompere l'alimentazione se è necessario fuggire; liberare la stanza dai rischi di inciampo; mantenere l'area pulita e ordinata.

— Jason C

Se consideriamo questo modello di un circuito di commutazione ad alta energia, possiamo simulare la tensione indotta su un conduttore vicino. Ciò fornisce una semplice simulazione del tipo di interferenza elettromagnetica che verrebbe accoppiata a conduttori o dispositivi elettronici vicini.

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

All'apertura di qualsiasi interruttore o semplicemente toccando i fili insieme per condurre brevemente quei 1.000 amp, quando si dispone di 1u (1 micron, 10.000 Angstrom o 1/25 di un millesimo) di separazione dei fili, il potenziale di 3 volt provoca un arco.

La separazione di 100 micron attraverso 1 micron (3 mm per 4 mm ---- filo pesante --- contatto) risuonerà con il filo 1uH (~~ 1 metro) nel percorso ad alta corrente. Fring sarà 15MHz. Qual è il dI / dT di 1.000 amp che suona a 15Mhz?

100.000 MegaAmps / secondo.

Posiziona un filo a 4 "dall'alta corrente, quel filo formato in un circuito da 4" per 4 "; aspettati 2.000 volt attraverso le estremità di quel circuito da 4".

— analogsystemsrf
fonte

Bello, ma immagino che i 200 V saranno lì solo per un breve lasso di tempo (quanto?). Quindi l'energia depositata sarà il parametro rilevante. Quanto sarà l'energia se tocco i contatti del tuo filo da 200 V?

— Julia,

Ho avuto un refuso; il dI / dT è 100.000 amp / uSec o 100 miliardi (10 ^ + 11) amp / secondo; quindi Vloop è di 2000 volt; notare la formula di Vinduce --- se totalmente accurata --- necessita di integrazione e / o natural_logs. Tuttavia, per i rapporti come ho usato, con i bordi Distanza e Loop ca. lo stesso, c'è poco errore. Quindi aspettati 2000 volt.

— analogsystemsrf

@JRE: come ho detto, dipende dalla scala temporale e quindi dall'energia. Ho spesso toccato un condensatore a piastra parallela dimostrativa (a bassa energia!) O una macchina per whimshurst (30 kV), non è successo nulla (tuttavia ho calcolato il contenuto di energia prima di usarlo).

— Julia,

L'OP voleva sapere come essere al sicuro. Questa risposta illustra il rischio.

— analogsystemsrf

Se la frequenza di squillo è di 15 MHz, la profondità della pelle (dove si verifica un'attenuazione del 63%) è di 17 micron. Ma a 2.000 volt contro 20 milliVolt (potenziali neurali), è necessaria un'attenuazione di 100.000: 1; a 8,6 dB per skindepth (neper) sono necessari 100 dB (100,00: 1) / 8,6 dB o 12 profondità della pelle o 200 micron. Sembra che il tessuto del cuoio capelluto manterrà l'energia dai neuroni. Ma il tuo chilometraggio può variare su questi numeri.

— analogsystemsrf