确定电容器电击危险的指南

电器工程 电容器 安全
2022-01-19 09:23:32

我正在寻找有关如何识别如果处理不当可能会因电击而导致疼痛、受伤或死亡的电容器的指南。

我最近从 Radio Shack 购买了“电子产品入门”套件。它包含一个 1,000 µF 和 25 V 的电解电容器。我假设这个特殊的电容器不会造成这种伤害,因为它包含在一个介绍性套件中。但是,电容器在什么时候有可能因电击而导致疼痛、受伤或死亡?

理想情况下,我想链接到有关该主题的参考资料。

4个回答

首先,伤害你的不是电容器,而是电容器中储存的电压和电荷。所以所有电容器在未充电时都是安全的,这就是您购买它们时的样子。

要对您的身体造成伤害,电容器端子上的电压必须高到足以对您造成有害影响。对于在什么电压下有害事物没有硬性规定,但一个常见的“经验法则”是高达 48 伏的直流电被认为是低电压。因此,将电容器充电到低于 48 V 的电压是相当安全的。

这并不意味着额定电压为 25V 的电容器一定是安全的:它可以保证工作到 25V,但不能保证它不会工作到比如说 70V。这也并不意味着额定电压为 1000V 的电容器是有害的:只有(可能)在 48V 以上充电时才会有害。

还有另一种形式的危害:容量非常大的电容器,充电到安全电压,当其端子短路时会产生非常高的电流。火花和热量会伤害您,电容器本身可能会爆炸。无需担心这种影响,您可以使用低于 1.000 uF 的各种电容器,但仍应避免短路电容器。

1mF的电解电容?好吧,如果它在你脸上燃烧着电解液而爆炸,也许会给你带来一些不便,但实际上,没什么好担心的。我很讽刺,但我很佩服你的智慧——我们大多数人只是做了一些事情并通过艰难的方式学会了它。

您可能要避免的另一件事是在潮湿时触摸充满电的盖子的引脚。很少有资料表明,在这种情况下,您身体的阻力(更不用说手指对手指的阻力)可能会降至几 \$k\Omega 的\$。基于 25V 的标称电压,这可能会导致数十 mA 的电流,该电容器可能会维持长达几分之一秒 (\$Q=CV, I=\frac{dQ}{dt}\美元)。这不会杀死你(除非你的心脏非常敏感),但它可能会非常痛苦。

一般来说,1mF电容是大电容。一般来说,如果处理不当,所有电解电容器都是危险的混蛋。可以说是所有电容器,但电解电容器的特殊之处在于它们实际上可能会爆炸。它们对反极性电压也非常敏感——+ 端子通常有明显的标记。加上上面两个陈述,乘以你是这个领域的新手,你就会得到问题的答案——在你把这个怪物插在任何地方之前,先试试更小的电容器。

电容器是否会造成伤害主要与其额定电压有关。如果它的设计或额定值不是用来存储高压的,那么它就没有足够的电压电位来在人触摸它时产生电流。把它想象成一个电池:电池中可能有非常大的电流容量,但如果它只有 3 伏,则极不可能在一个兆欧级的体内产生可观的电流。

关于引起疼痛和伤害所需的电压/电流很多 问题。 从这些您可能会注意到“高”电压(用于人体接触目的)通常定义为 48 伏左右。(你仍然会被 12V 电击,但在特殊情况下。)

下一个因素是电容器的充电容量。如果存储的电荷的电压足以产生电流,那么任何电容器都可能是危险的。充电容量将决定电流能够流动多长时间。换句话说,较小的值(例如小于微法拉)会导致非常短暂的电击,而较大的值(几微法拉或更多)可能会导致更高的能量放电,从而导致更严重的电击、烧伤等。

超高压电容器 (1KV+) 实际上可以从空气中的静电充电,作为安全预防措施,它们通常与端子短路的导体一起存放。对任何此类电容器都要格外小心。

高压电容器的真正危险是多个电容器。我见过一些人通过将超过 100 节 9v 电池插入一个由近 20 个或更多可以在 450 伏电压下运行的罐大小电容器组成的电容器组来构建自己的轨道炮。那是事情变得非常危险的时候。当电容器释放的能量如此强烈时,它可以使所有布线和钻机组件相互连接的区域爆炸。