如何快速安全地对已充电的电容器(小而低压; <= 42V)放电?


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我正在学习如何使用电容器(1pf-1000uf的陶瓷和电解电容器),并尝试使用面包板进行各种实验。我不断在布局中添加/删除内容,以查看会发生什么……但是等待电容器放电有时会花费很长时间!我目前正在阅读的这本书(Make:Electronics)建议“通过触摸电容器两端的电阻一两秒钟来使电容器放电”。这是安全/推荐的方式吗?我可以只用手指握住电阻并在两个端子上触摸它吗?

注意:我不得不承认我在看到电容器爆炸的图片以及由此产生的后果(例如面包板融化,桌子被烧毁,甚至看到有人失去手指的感觉)后对电容器有点偏执!

编辑:我目前正在使用1.5-12V,虽然我也有一些24V步进电机,但我最终希望开始工作。


我目前正在破碎的电视内争先恐后。现在我已经知道我在做什么。我所知道的是在几秒钟前-我感到震惊。而且强度远不及常规的220 V电击(我知道我在说什么,我也有很多)。哦,你,它是电容器,因为电视不是当前插入。

Answers:


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使用高达1 mF的小型电容器,几乎无需担心。我认为,在将它们插入可能会损坏某些东西的地方插入插头之前,先确保它们已放电是一个好主意,但这是通常不担心的事情,直到您获得一些实际能量或高压为止。

对于像您使用的小型电解盖,只需将其与金属物体短路即可,例如裸露的元件引线,金属底盘或方便的螺丝刀。

不要浪费脑力去思考,因为它足够小,足以成为可以插入面包板的陶瓷盖。插入电源时,手指将把它放电。即使没有,也算一下。10 V时1 µF仅为50 µJ。是的,焦耳。大事了


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您能否定义“实际能量”和“高压”?
glenneroo 2012年

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在1000 uF = 1 mF时,您可能想开始在大约30V以上的电压下修改Olin的建议。在此之上,能量水平开始变得明显,触电危险开始变得重要。即使在30V电压下,您的放电也可能会产生“飞溅”,这是您眼睛中非常不可能但可能产生的结果。对于1000 uF时的30V,能量= 0.5CV ^ 2 = 0.5 x E-3 x 900〜= 0.5焦耳。焦耳是〜将100克质量的物体下落1米所耗散的能量,因此0.5J = 100克x 500毫米。就像一滴类似“力量”的东西会喷出一个小颗粒一样,用“力量”将帽子短路就可以做到这一点。
拉塞尔·麦克马洪

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@glenneroo:在阅读罗素的评论之前,我也要说1 mF和30V。没有强硬的限制,但是在那个水平上能量很小且足够有限,并且电压被限制在安全水平,除非您故意进行愚蠢的操作。我记得玩过更大(44 mF?)的游戏,我认为大学时的上限为15V。我什至拍摄了一些照片,这些照片仅用螺丝刀将其短路产生的火花点燃。火花很酷,但即使用手指在那儿也很伤害我。不过,通过电容的高电流脉冲可能并不是最佳选择。
奥林·拉斯洛普

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@乔尼:不,不是真的,因为正如您所说,电池不是电容器。我们所谈论的尺寸的电容器比汽车电池具有更少的能量存储。那是完全不同的情况。
奥林·拉斯洛普

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您应该将“大不了”更改为“不大”,因为讽刺对于许多不懂您语言的人来说并不明显。
杰伊·巴祖兹

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不要用手指握住电阻器,而应将其粘在冰棒或其他绝缘材料的末端。这样,您的手指就不太可能与电容器接触。如果您要处理的电压是20伏或更低,那应该没问题。

我假设我们在这里谈论的是相对较小的电容器和电压。如果您开始谈论可能致命的高电压,那么您需要一台专业制造的设备和额外的预防措施。

这是一篇文章,有人用Bic笔做了一个不错的放电探针。如果您好奇的话,他也会进行数学运算。再一次- 安全第一!如果要处理致命电压,最好的选择是使用经过专业制造,测试和认证的探头。

在此处输入图片说明

综上所述,我同意奥林的观点,这对于您目前正在使用的小型电容器来说是过大的选择。随着您的前进,此信息可能会有所帮助,并可能开始处理更大的电容器和更高的电压。


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我在1500伏特下对笔身进行了HIPOT测试,没有可测量的电流。使用这支笔或任何其他后果自负。我不能保证下个月的许多Bic笔不会有任何杂质或化学变化,这会降低其绝缘强度。<-这行很重要!BIC笔和冰棍棒的绝缘性能未知。有很多更安全的选择。我建议为此用途重新使用万用表导线。
凯文·维米尔

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@Kevin-感谢您的安全提示。我修改了答案以强调安全性。特别是对于没有必要实验室进行HIPOT测试的人们,建议他们购买商业产品,而不是陪审团操纵可能杀死他们的东西。
JonnyBoats 2012年


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电阻(以欧姆为单位)和电容(以法拉为单位)的乘积是放电的定标时间(达到原始电荷的1 / e):t = RC。在V = Q / C和I = V / R = Q / t的情况下,您还可以求解最小电阻,以将放电电流保持在安全值。(将电流保持在1 mA以下是一个粗略的准则:https : //www.asc.ohio-state.edu/physics/p616/safety/fatal_current.html这是为了通过人体释放,但是“安全”的含义因人而异如果将电流通过柔性铜线连接,则可能需要几安培的电流。)还请注意存储在电容器中的能量,该能量将沉积在电阻器中,使之短路:U = 0.5 CV ^ 2。

只要您要处理通常用于面包板的各种电容器,就可以将其与铜线短路,就像其他人提到的那样:1 uF * 1mOhm = 1 ns放电时间。如果公式中只有42V,这些公式会说它会在几纳秒内产生高电流,但是纳亨利级的寄生电感会限制电流并减慢放电速度。1uF时的42V小于1mJ,这可能会损坏敏感的电子组件-因此,请勿使高端CPU的电容器短路。其他都应该没问题。

如果进入电压和电流放电需要一秒钟或更长时间,或者放电电流超过1 mA的时间超过1 ms,或者存储的能量超过几焦耳的电压和电流,那么您应该小心:检查放电电路中组件的电流和额定功率,估算电感,并可能对放电过程进行简单的模拟。通常,除非电容器与完整的法拉相当或电压为几kV,否则使用前放电不会成为重要问题。

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