¿Cómo puedo descargar de forma rápida y segura un condensador cargado (voltaje pequeño y bajo; <= 42V)?


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Estoy aprendiendo a usar condensadores (cerámica y electrolíticos de 1pf - 1000uf) y estoy probando varios experimentos con una placa de prueba. Constantemente agrego / elimino cosas a mi diseño para ver qué sucede ... ¡pero esperar a que se descargue un condensador a veces lleva mucho tiempo! El libro que estoy leyendo actualmente (Make: Electronics) sugirió "descargar un condensador tocando una resistencia a través de él por un segundo o dos". ¿Es esta forma segura / recomendada? ¿Puedo sostener la resistencia con los dedos y tocarla en ambos terminales?

Nota: Tengo que admitir que estoy un poco paranoico con los condensadores después de ver imágenes de condensadores explotados y las consecuencias resultantes, como tablas de pan derretidas, mesas quemadas e incluso leer sobre personas que pierden dedos.

Editar: Actualmente estoy trabajando con 1.5 - 12V, aunque también tengo algunos motores paso a paso de 24V que eventualmente me gustaría poner en funcionamiento.


Actualmente estoy luchando dentro de un televisor roto. Y ahora tengo idea de lo que estoy haciendo. Todo lo que sé es que unos segundos antes me sorprendí. Y como la intensidad no estaba lejos de las descargas eléctricas normales de 220 V (sé de lo que estoy hablando, también tuve muchas). Ah, y sí, fueron los condensadores, ya que el televisor no está enchufado actualmente.

Respuestas:


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Con condensadores pequeños de hasta 1 mF, hay poco de qué preocuparse. Supongo que es una buena idea asegurarse de que estén descargados antes de enchufarlos donde el voltaje que podría estar en la tapa podría dañar algo, pero esto es algo que generalmente no le preocupa hasta que llegue a algunas energías reales o altos voltajes.

Para pequeñas tapas electrolíticas como con las que está trabajando, simplemente ciérrelas contra algo metálico, como un cable de componente desnudo, un chasis de metal o un práctico destornillador.

No pierdas los ciclos cerebrales pensando en esto por algo lo suficientemente pequeño como para ser una tapa de cerámica que puedas enchufar en una placa de prueba. Para cuando lo conecte, sus dedos lo habrán descargado. Incluso si no, haz los cálculos. 1 µF a 10 V es solo 50 µJ. Sí micro julios. Vaya cosa.


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¿Puede por favor definir "energías reales" y "altos voltajes"?
glenneroo

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A 1000 uF = 1 mF, es posible que desee comenzar a modificar el consejo de Olin por encima de aproximadamente 30V. Por encima de allí, el nivel de energía comienza a ser notable y el riesgo de descarga comienza a importar. Incluso a 30 V puede recibir "salpicaduras" de la descarga con el muy poco probable pero posible resultado de algo en su ojo. Para 30V a 1000 uF energía = 0.5CV ^ 2 = 0.5 x E-3 x 900 ~ = 0.5 Joule. Un Joule es ~ la energía disipada al dejar caer una masa de 100 gramos a 1 metro, entonces 0.5J = 100 gramos x 500 mm. Así como una gota de algo así PODRÍA expulsar una pequeña partícula, así que cortar una tapa con esa energía SOLO PODRÍA hacer lo mismo.
Russell McMahon

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@glenneroo: También iba a decir 1 mF y 30 V también antes de leer el comentario de Russell. No hay una línea dura, pero a ese nivel la energía es pequeña y lo suficientemente finita, y el voltaje se limita a un nivel seguro a menos que haga algo deliberadamente estúpido. Recuerdo jugar con una mucho más grande (¿44 mF?) Y creo que el límite de 15 V en la universidad. Incluso tomé algunas fotos iluminadas solo por las chispas de cortocircuito con un destornillador. Las chispas eran frescas, pero lejos de lastimarme incluso con los dedos allí mismo. Sin embargo, los pulsos de alta corriente a través de la tapa probablemente no fueron los mejores para ello.
Olin Lathrop

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@ Jonny: No, en realidad no, porque como dices, las baterías no son condensadores. Los condensadores del tamaño del que estamos hablando tienen mucho menos almacenamiento de energía que la batería de un automóvil. Ese es un caso totalmente diferente.
Olin Lathrop

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Probablemente debería cambiar "Gran cosa" a "No gran cosa", porque el sarcasmo no es obvio para muchas personas que no crecieron en su idioma.
Jay Bazuzi

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En lugar de sostener la resistencia con los dedos, intente pegarla al extremo de un palito de paleta u otro material aislado. De esa manera, será mucho menos probable que sus dedos entren en contacto con el condensador. Si lo que está tratando es de 20 voltios o menos, esto debería estar bien.

Supongo que estamos hablando de condensadores y voltajes relativamente pequeños aquí. Si comienza a hablar de altos voltajes que podrían ser fatales, entonces lo que quiere es un dispositivo fabricado profesionalmente y precauciones adicionales.

Aquí hay un artículo donde alguien hizo una buena sonda de descarga con un bolígrafo Bic. Él también va a las matemáticas si tienes curiosidad. Una vez más, ¡la seguridad es lo primero! Si está lidiando con voltajes letales, su mejor alternativa es utilizar una sonda fabricada, probada y certificada profesionalmente.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Ahora que he dicho todo eso, estoy de acuerdo con Olin en que esto será excesivo para los pequeños condensadores con los que está lidiando actualmente. Esta información puede resultar útil a medida que avanza y tal vez comience a tratar con condensadores más grandes y voltajes más altos.


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Realicé una prueba HIPOT del cuerpo de la pluma a 1.500 voltios y no había corriente medible. Use este bolígrafo o cualquier otro bajo su propio riesgo. No puedo garantizar que los próximos meses muchos bolígrafos Bic no tengan algunas impurezas o cambios químicos que degraden su rigidez dieléctrica. <- ¡Esta línea es importante! Los bolígrafos BIC y los palitos de paleta no son conocidos por sus propiedades aislantes. Hay muchas alternativas más seguras. Sugeriría reutilizar un cable multímetro para esta tarea.
Kevin Vermeer

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@ Kevin - Gracias por el consejo de seguridad. Modifiqué mi respuesta para enfatizar la seguridad. Particularmente para las personas sin el laboratorio necesario para hacer una prueba HIPOT, se les recomienda comprar un producto comercial en lugar de manipular un jurado para hacer que mueran.
JonnyBoats


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El producto de la resistencia (en ohmios) y la capacitancia (en Faradios) es el tiempo de escala para la descarga (para ir a 1 / e de la carga original): t = RC. Con V = Q / C e I = V / R = Q / t, también puede resolver la resistencia mínima para mantener la corriente de descarga a un valor seguro. (Mantener la corriente por debajo de 1 mA es una pauta aproximada: https://www.asc.ohio-state.edu/physics/p616/safety/fatal_current.html Eso es para la descarga a través de los humanos, pero lo que constituye "seguro" varía según lo que sea conectado a su circuito de descarga. Si está ejecutando la corriente a través de un cableado de cobre flexible, probablemente puede tomar algunos amperios. CV ^ 2.

Siempre y cuando se trate de los tipos de condensadores que se usan típicamente con placas de pan, probablemente pueda acortarlo con alambre de cobre, como otros han mencionado: 1 uF * 1mOhm = 1 ns tiempo de descarga. Si solo tiene 42 V, estas fórmulas dicen que tendrá una corriente alta durante unos pocos nanosegundos, pero las inductancias parasitarias a escala nanoHenry limitarán la corriente y retrasarán la descarga. Que 42 V a 1uF es inferior a 1 mJ, lo que podría dañar componentes electrónicos sensibles, así que no cortocircuite el condensador con esa CPU de gama alta. Cualquier otra cosa debería estar bien.

Si ingresa a voltajes y corrientes donde la descarga demora un segundo o más, o donde las corrientes de descarga excederán ese 1 mA durante más de 1 ms, o donde la energía almacenada exceda unos pocos Julios, entonces debe tener cuidado: Verifique las clasificaciones de corriente y potencia de los componentes en el circuito de descarga, calcule la inductancia y quizás ejecute un sim simple del proceso de descarga. En general, la descarga antes del uso no será un problema importante a menos que su condensador sea comparable a un Farad completo o los voltajes sean de unos pocos kV.

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