大電流で実験するときの安全性


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私はウルトラキャパシター放電からの大電流で実験しています。

たとえば、500 A(2.8 V)の場合、コンパスの針または鉄片を使用して、まっすぐな導体の磁場の非常に印象的なデモンストレーションを取得します(http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807と比較してください)/ 31/1 / L03 / pdf)。

別の例として、トムソンリングの実験http://www.rose-hulman.edu/~moloney/Ph425/0143-0807_33_6_1625JumpingRing.pdfがありますこの場合、非常に短い時間で最大9000 Aを取得できます。

使用されるすべての電圧が60 V未満であると仮定します。この場合の安全性について何を考慮する必要がありますか?

ここに私が思うものがあります:

  • 電圧が低すぎるため、人体を流れる電流による危険はありません。
  • 接触に問題がある場合、火花や稲妻の危険があります。
    • これは紫外線のために危険な場合があります
    • 火花が直接目に当たるため
  • また、吸うかもしれない気化を考える熱問題があるかもしれません
  • コンデンサの放電は、たとえばペースメーカーに影響を与える可能性のあるEMPを生成します

これに関して考えられるすべての危険に言及したかどうかはわかりません。私の質問は:

  • どの条件(最小電流、放電時間...)でどの危険が関連するか
  • 安全にするためにすべきこと

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60Vは潜在的な危険性があるほど十分に高いです。12V以下の自動車用バッテリーでさえも、接続されているものに非常に迅速に大量のエネルギーを出力できるため、注意して扱う必要があります。これは、もしあなたが尋ねなければならないならば、あなたは本当にそれをするべきではないようなことです。
ハース

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高電流は、切り替えたときにわずかなインダクタンスで非常に高い電圧とかなりのエネルギーを生成する可能性があるため、無視できません。火傷の危険と、溶融金属と目またはがんの原因となるUV皮膚損傷による失明の可能性(低電圧アークから悪い「日焼け」を起こす可能性があります)。誤って導電性リングを介して溶接すると、自動車のバッテリーでさえ指を失う可能性があります。大学の安全衛生ガイドラインまたは企業ガイドラインを見つけてください。私たちの何人かはそれらを書きました。
スペロペファニー

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安全チェックリストに「消火器を手に入れる」と「保険を購入する」を追加することを忘れないでください。
エンリックブランコ

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SpehroのポイントはV = L * di / dtだと思います。ある程度のLがあり、電流を非常に急速に(高di / dt)切り替えると、非常に大きなVを得ることができます。したがって、基本的なインダクタンスの式は、ポイントをうまく定量化します。そして、すべてのケーブルおよびワイヤは、いくつかのL.持っている
ジョン・D

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私が考えることができるものは、あなたのリストにはありません。ほとんどのものを爆破したい人たちによるリスク分析のYouTubeビデオから集められました:アクセス可能な消火器; 溶融金属を噴霧する可能性のあるもので作業している場合は、耐火性のカーペット敷きの床(直感に反しますが、カーペットは溶融したビットが気付かない/手の届かない場所に跳ね返るのを防ぎます); 一人で仕事をすることはありません。X線を作成するものに注意してください。逃げる必要がある場合に電源を切ることができる遠隔地がある。つまずきの危険の部屋をきれいにします; 清潔で整頓してください。
ジェイソンC

回答:


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この高エネルギースイッチング回路のモデルを検討すると、近くの導体の誘導電圧をシミュレートできます。これにより、近くの導体または電子デバイスに結合される電磁干渉のタイプの簡単なシミュレーションが提供されます。

回路図

この回路のシミュレーションCircuitLabを使用して作成された回路

スイッチが開くか、単にワイヤを一緒にタップしてその1,000アンペアを短時間導通させます。ワイヤが1u(1ミクロン、10,000オングストローム、または1/25ミル)離れていると、3ボルトの電位によってアークが発生します。

1ミクロンの間隔での100pF(3mm x 4mm ----太いワイヤ---コンタクト)は、大電流経路の1uH(~~ 1メートル)ワイヤと共振します。フリングは15MHzになります。15Mhzで鳴る1,000アンペアのdI / dTとは何ですか?

100,000メガアンペア/秒。

4 "x 4"ループに形成される大電流から4 "のワイヤを配置します。その4"ループの両端に2,000ボルトがかかることを想定してください。


いいですが、200 Vは非常に短い時間(どれだけ)しか存在しないと思います。次に、投入されたエネルギーが関連パラメータになります。200 Vワイヤの接点に触れると、エネルギーはいくらになりますか?
ジュリア

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タイプミスがありました。dI / dTは100,000アンペア/ uSecまたは1,000億(10 ^ + 11)アンペア/秒です。したがって、Vloopは2,000ボルトです。Vinduceの式に注意してください---完全に正確な場合---統合および/またはnatural_logsが必要です。ただし、使用した比率の場合、距離とループエッジは約20になります。同じように、エラーはほとんどありません。したがって、2,000ボルトが必要です。
analogsystemsrf

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@JRE:私が言ったように、それは時間スケールに依存し、それからエネルギーに依存します。デモ用の平行平板コンデンサー(低エネルギー!)または気まぐれな機械(30 kV)に頻繁に触れましたが、何も起こりませんでした(使用する前にエネルギー量を計算しました)。
ジュリア

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OPは、安全にする方法を知りたかったのです。この答えはリスクを示しています。
analogsystemsrf

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リンギング周波数が15MHzの場合、表皮深度(63%の減衰が発生する場所)は17ミクロンです。しかし、2,000ボルト対20ミリボルト(神経電位)では、100,000:1の減衰が必要です。スキン深度ごとに8.6 dB(neper)では、100dB(100,00:1)/ 8.6 dBまたは12スキン深度または200ミクロンが必要です。頭皮組織がエネルギーをニューロンから遠ざけるようです。ただし、これらの数値によって走行距離が異なる場合があります。
analogsystemsrf
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