Villard kaskat güvenliği

Genç oğlum son zamanlarda boş zamanlarında Cockcroft-Walton çarpanları inşa ediyor ve kendini elektrotla kesmesi durumunda potansiyel olarak biraz endişeliyim. Devresi, seri (6V) 4 AA hücresi ile güçlendirilmiş ve bir osilatör ve transformatör ve ardından Cockcroft-Walton kaskadını kullanarak 6kV'a ulaşmayı başardığı kıvılcım boşluğuna bakarak. Bunu basit bir breadboard üzerinde inşa ettiğinden, onun ve devrenin parçaları arasında yalıtım yok ve bana zaten birkaç şoku olduğunu söyledi.

Ben bir üniversitede çalışan bir fizikçiyim, bu yüzden Avrupa'daki ev aletleri ile ilgili düzenlemelere baktım ve bence iyi olmalı (Van der Graaf jeneratör demolarını değerlendirmek için aynı düzenlemeleri kullanıyoruz). Kademeli devrenin toplam kapasitansı 1nF civarında biter, bu nedenle 6000V'de toplam yük 6uC olmalıdır, ki bu da güvenli olması gerektiğine inanıyorum (EN-60335-1) ama mühendis olmadığımdan emin değilim .

Sorum şu: oğlumun bunları inşa etmesini durdurmalı mıyım? Her zaman yaratıcılığı ve elektronik sevgisini teşvik ettim ama onun yaralanmasını veya daha da kötüleşmesini istemiyorum.

Şok olmak iyidir. Giysi ve cilt üzerinde lehim bırakmak iyidir. Parmakları keskin metal kenarlarda çentiklemek iyidir. İnsanlar keşfederek hayatta kalır. İnsanlar acıdan öğrenirler. Aksi takdirde bataklıklara sığınacağız.

Çocukken, 117 VAC'yi eski güç transformatörlerinden ayak parmakları arasında karıncalandı. Ahşap sandalyelere oturmayı ve ayak parmaklarını beton zemine dokunmamayı öğrendim.

Daha sonra bir osiloskopun "kalibrasyonu" yapılırken, EICO kapsam tüpü yuvasına tezgahın arkasına dokunduktan sonra, gömleğin arkasını metal laboratuvar tezgahına doğru ittim ve gömleğimin arasından tezgahın ön kısmına karşı karınla ​​öne eğildim ve bir "odak" potansiyometresi ayarlamak için çok uzağa geldiğimde göğsüme tekrar tişört ile kapsam şasisine dokundum. Göğüste 3.000 volt. Birkaç dakika oturdum, sersemlettim.

Ama hala yüksek voltaj hakkında öğrenecek birkaç dersim daha vardı.

Oğlunun yüksek voltajlı ölüm videoları görmesine izin ver.

Ona yüksek voltaj etrafında "bir eli cebinde tut" hile öğretin.

EDIT: Sonra yüksek akım var; kolej profesörü, sol yüzük parmağını kaybeden dostumdan bahsetti, çünkü alyans yüksek akım yolunda sona erdi , yüzüğün kırmızı parlamasını sağladı, cildi, kasları, tendonları ve kemiği öldürdü.

Ayrıca, büyük bir HP laboratuvar kaynağındaki 1.000 μF depolama kapasitörlerinin enerjilerini 2 mm × 4 mm'ye boşaltması gerektiğinde "bipolar snapback" etkinliği sırasında MOSFET kapı sürücüsü IC'lerinin paketin üstünü havaya uçurdum. kapı sürücüsünün silikonu. Üçümüzün hiçbiri, çok yaklaşıp vurularak vurulmadı. Ama bundan sonra, daha fazla IC enerji dökümü engellemek için her zaman devrenin üzerine bir sayfa yerleştirdim. Enerji? 1/2 * C * V ^ 2 = 0,5 * 1,000uf varsayıldı (HP sarf malzemesini açmadı) * 20v * 20v = 200 milliJoules, DIP plastik üst kısmının neden havaya uçurulduğunu açıklar. Ve 6 gözümüzü kaçırdım (tho gözlük taktım).

EDIT: Gate sürücü blow-off-off serendipity, çünkü ders kalbe aldım ve 1.000 μF kapaklar içinde depolanan enerji tehlikesi fark. Bipolar-snapback'i değerlendirirken ejderhayı nasıl kızdırılacağını öğrendim, Gate Driver'da sadece 1000 pF'ye (deneysel olarak değişken) Vdd'ye direnç gösterdim. Harici 1000 pF ve ~ 1,000 pF'lik çip üstü kuyu substratı ile birlikte uzun uçlu 1.000 pF (3 ″ uç, toplam 6 or veya 100 nanohenry) kullanıldığında, anahtarlama olayları sırasında silikon VDD_GND çökecek ve daha sonra geri tepecektir Nominal 18 volttan 5 veya 10 veya 15 volt yukarıda. Bir düzeyde, zil sesi (22 MHz'de 100 nH ve 500 pF halkaları), bipolar-snapback'in meydana geldiği silikona ve geçici olarak VDD'ye (1 tarafından sağlanan, 000 pF) 16 veya 17 volta kadar emilir, bunun üzerine snapback kendi kendine söner. Geçici şarj yolunu teşhis ettiğim ve ihtiyaç duyulan düzen kurallarının değiştiğini fark ettiğim için, bu cihazları 100 kHz'de snapback içeri / dışarı, hasarsız çalıştırdım. Tesadüf. Enerji? 0,5 * C * V ^ 2 = 0,5 * {toplam protokol + silikon Kapak = 2,000pF} * 31,6 volt ^ 2 = 1,000pF * 1,000 (volt ^ 2) = 1microJoule.

Onlarca yıl önce, öğle yemeğinden dönerek, laboratuvara gitmesi ve XXXX'in bankasındaki "enkaz" ı incelemesi söylendi. 6 panel wirewrap panosu (30 * 6 = 180 IC) vardı, üstleri çok sayıda IC vardı. Asılı bir uç gevşek telin ön tezgah kenarının üstünde ve altında kıvrılmış olduğu ve ** INTO * 117VAC gücünün sıcak teması olduğu ortaya çıktı. Böylece yönetim, tüm mühendislerin ve teknolojilerin ve yeniden çalışma halkının, yaylı kıvırcık tel sarma tellerinin asılı kalma tehlikesini anlamasını istedi.

Ahhhh Herhangi bir nedenle birkaç hafta boyunca 400 watt Tritek anahtarlama kaynağına atandı. Bana anahtarlama konusunda deneyim kazandırmak için; Tasarımcı değildim. Tekrar tekrar, kurbanlık 5 watt 5 ohm wirewound koruma dirençleri patladı, seramik çekirdeği ısıtılabilir kasadan ve tezgahlar arasındaki geçit boyunca patladı, dirençli tel bir TOW füzesi için kılavuz tel gibi geride kaldı. Yolda durmamayı öğrendik.

Güvenlik için ve yüksek amplifikatörlerde (100dB ve 120dB) uğultu yok, 9 volt "B" 3 "'ü 3 "4" pillerle kullanmayı öğrendim. Yüksek Rout, uygulamayı öğrenene kadar neredeyse her zaman salınımlara neden oldu. VDD LNA aşamalarında RC LPF ile "yerel piller" Oldukça 5.000 uF kapaklar bir koleksiyon vardı.

Sadece pil kullandığı ve kapasitörleri küçük tuttuğu sürece, tarif ettiğiniz şeylerden güvenli görünüyor. CW çarpanları voltajı arttırır, ancak akımı azaltır, böylece çıkış ucunda sadece birkaç yüz mikroamper olacaktır.

EN60335-1, bir şokun toplam yükü 45 mikro sütundan daha az olduğu sürece 15kV'un altında bir tehlike olmamasını önermektedir. Oğlunuzun devresi, Q = CV olarak bunun çok altında gibi görünüyor. Açıkçası, daha yüksek ve daha yüksek voltajlara gitmeye başlarsa, güvende kalmak için kapakların boyutunu azaltması gerekir. 6000V ve 1nF ile herhangi bir "şok" bir kapı kolundan gelen statik bir şok gibi hissedecektir. Aynı zamanda, ticari sığırların sahip olduğu benzer bir çıktı.

CW kaskadlarının başka bir özelliği, çıkış voltajı ve akımının yüke bağlı olmasıdır: yük direnci ne kadar düşük olursa akım o kadar düşük olur, bu da onları gerçekten verimsiz hale getirir, ancak bağlanırsanız pastırmanızı da kurtarabilir.

Ben de onun denetlenmesi gerektiğini kabul ediyorum, sanırım bu neredeyse söylemeye gerek yok.

4 AA (veya D vb.) Pillerin bir devrede tehlikeli olmasının tek yolunun, yukarıdaki gibi bir devrenin büyük bir kapasitörü şarj etmek için kullanılması durumunda olacağını düşünüyorum. Buna rağmen yanılmış olabilirim.

Güvenli göreceli bir terimdir, bir kişi için güvenli olan bir başkası için olmayabilir ve bir profesyonel olarak size gerçekten% 100 güvenli olduğunu söyleyemem. Söz konusu enerjiler oldukça önemsiz gibi geliyor, ancak bu, daha büyük bir kıvılcım elde etmek için bir saat sonra bir güç transformatörüne bağlanmayacağı anlamına gelmiyor. Ayrıca, bu değerlerle bile bir kondansatörü aşırı volt edebilir ve oldukça şiddetli bir şekilde arızalanmasına neden olabilir. Güvenlik gözlükleri bu ve diğer projeler için iyi bir fikir olacaktır.

Elektrikle çalışmanın her zaman onunla ilişkili riskleri vardır. Elektrik çarpması, patlama, yanıklar, ateş yakma, kimyasal maruziyet ve diğer birkaç kişiden olabilirler. Bu sadece işin doğasıyla birlikte gelir.

Onu durdurmalı mısın? Bunu deneyebilirsiniz, ancak savunmasızlığını yanlış giden bir şeyle sınırlandırmak için alması gereken riskler ve güvenlik önlemleri hakkında uygun şekilde eğitilmesi daha iyi olabilir. Bu önlemler, "Etrafta kimse yokken elektrikle oynamayız!" .

On-line birçok basit ve karmaşık kılavuz vardır.

Belki de deney yaparken onunla biraz zaman geçirin. Bundan zevk alabilirsiniz ve eminim oğlunuz bunu takdir edecektir.

EK: Bir ebeveyn olarak, delikanlıların çalıştığı yerde düzgün bir şekilde donatıldığından emin olmak için önlemler alacağım. Doğru alet, ekipman, toprak arızası kesintili elektrik prizleri, aydınlatma, havalandırma önemlidir.

TEHLİKE! Başlık-deşarjının kalp atışı, kulomblar tarafından değil, enerji ile belirlenir.

Bkz. Pdf: IEEE 2009: elektriksel tehlike sınıflandırma sistemi

Genel olarak, kapasitörlerinizin 10 joule ve daha fazlasına girmesi kötüdür. Bu elbette göğsünüzdeki deşarjlar için. 20joul deşarjlarda önemli kalp tehlikesi başlar. 10 joule'un altında, ana sorun, kas kasılmaları, keskin nesneleri çarparak dilimlenmesi vb.

0.001uF ve 6KV 36 milijoule verir. Biraz acı verirse oldukça güvenli.

Yine de, kardiyak etkiler sadece joule değil, enerji yoğunluğuna da bağlıdır. Eğer göğüs kafesi içine bir keskin terminal kondansatörü bıçakladıysanız, kalp pili sistemine verilen enerji, aynı kondansatör terminallerine iki elinizle dokunulmasından daha büyük boyutta olacaktır.

Kapak tahliye sistemleri ile çalışırken, sadece bir elinizi kullanın. Bu şekilde kazayla boşalmalar göğsünüzden geçmez. Ya da daha iyisi, her zaman çok korkmaya devam edin ve bir hata yapacağınız ve kötü bir zap alacaksınız paranoyak. Bazı ciddi saygı (sırf terör değilse) önceden doğru araştırmayı teşvik etmek ve kilovolt kapasitörlerle uğraşırken cahil riskli davranışlar geliştirmekten kaçınmaktır.

"Bir bataryadan güç, süre" hakkında birkaç ipucu vardı. Normalde güvenli bir elektrik şebekesine bağlı güç kaynağı kullanılsa bile birkaç kilovoltun üretildiği deneylerde bunu yapmamak için iyi bir neden vardır ve burada gerçekten bahsedilmemiştir.

Normalde size çok fazla kalıcı hasar veremeyen bir miktarda yüksek voltajlar (maksimum sürekli akım, depolanmış enerji) en azından şu tehlikeleri getirir:

• birincil-ikincil yalıtımı sağlam bir güç kaynağında bile bozabilir - en kötü durumda kalıcı olarak, bu yüzden şimdi doğrudan elektrik şebekesine bağlı olması gerekmeyen şeyler . Güvenlik standartlarına mükemmel bir şekilde inşa edilmiş bir güç kaynağının bile, terminallerin herhangi birine yanlışlıkla herhangi bir yere yaklaşık 3-4kV'den fazlasını yerleştirmeyi başarırsanız, yalıtım arızası olabilir.

• Yüksek voltaj yaylara gerçekten kolayca vurur. Üzerinde bir elektrik şebekesi olan herhangi bir şeye karşı bir yay vurmayı başarırsanız (kurulumunuzun yakınındaki kusurlu bir şekilde yalıtılmış bir konektör olabilir, örneğin bir kablo kapağı sokete sonuna kadar takılmamış veya bir güçteki havalandırma deliğinden açığa çıkmış bir şey olabilir) tedarik kutusu ...), bu ark şimdi ona bağlı herhangi bir şeyi mükemmel bir şekilde iletebilen bir iletkendir (eğer şanslıysanız, ark sadece şebeke AC tarafından sıfır geçiş oluncaya kadar sürer).