Como posso descarregar de forma rápida e segura um capacitor carregado (tensão pequena e baixa; <= 42V)?

Estou aprendendo a usar capacitores (cerâmicos e eletrolíticos de 1pf - 1000uf) e estou testando várias experiências usando uma placa de ensaio. Estou constantemente adicionando / removendo coisas no meu layout para ver o que acontece ... mas esperar um capacitor descarregar às vezes leva muito tempo! O livro que estou lendo atualmente (Make: Electronics) sugeriu "descarregar um capacitor tocando um resistor nele por um segundo ou dois". Esta é uma maneira segura / recomendada? Posso apenas segurar o resistor com os dedos e tocá-lo nos dois terminais?

Nota: Tenho que admitir que estou um pouco paranóico com os capacitores depois de ver fotos de capacitores explodidos e conseqüências resultantes, como tábuas de pão derretidas, mesas queimadas e até mesmo ler sobre pessoas perdendo dedos!

Edit: Atualmente, estou trabalhando com 1,5 - 12V, mas também tenho alguns motores de passo de 24V que eu gostaria de trabalhar.

capacitor discharge

— glenneroo
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Atualmente, estou lutando dentro de uma TV quebrada. E agora tenho idéia do que estou fazendo. Tudo o que sei é que, alguns segundos antes, fiquei chocado. E como a intensidade não estava longe de ser um choque elétrico regular de 220 V (eu sei do que estou falando, eu também tinha muitos). Ah, e ya, foi os capacitores, como a tv não está conectado.

Respostas:

Com capacitores pequenos de até 1 mF, há pouco com o que se preocupar. Suponho que seja uma boa ideia garantir que eles estejam descarregados antes de conectá-los onde a tensão que poderia estar na tampa poderia danificar algo, mas isso geralmente não é algo preocupante até você obter energias reais ou altas tensões.

Para pequenas tampas eletrolíticas como a que você está trabalhando, encoste-as a algo metálico, como um cabo de componente desencapado, chassi de metal ou chave de fenda prática.

Não desperdice ciclos cerebrais pensando nisso para algo pequeno o suficiente para ser uma tampa de cerâmica que você possa conectar a uma tábua de pão. Quando você o conecta, seus dedos já o descarregaram. Mesmo se não, faça as contas. 1 µF a 10 V é apenas 50 µJ. Sim micro Joules. Grande negócio.

— Olin Lathrop
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Você pode definir "energias reais" e "altas tensões"?

— glenneroo

A 1000 uF = 1 mF, você pode começar a modificar o conselho de Olin acima de 30V. Lá em cima, o nível de energia começa a ficar visível e o risco de choque começa a importar. Mesmo a 30V você pode "respingar" da descarga com o resultado muito improvável, mas possível, de algo em seus olhos. Para 30V a 1000 uF de energia = 0,5 CV ^ 2 = 0,5 x E-3 x 900 ~ = 0,5 Joule. Um Joule é ~ a energia dissipada na queda de 100 gramas de massa por 1 metro, de modo que 0,5J = 100 gramas x 500 mm. Assim como uma gota de algo assim, PODE ejetar uma pequena partícula, deixando uma tampa com essa energia APENAS PODE fazer o mesmo.

— 22712 Russell McMahon

@glenneroo: Eu também ia dizer 1 mF e 30 V também antes de ler o comentário de Russell. Não existe uma linha dura, mas nesse nível a energia é pequena e finita o suficiente e a tensão limitada a um nível seguro, a menos que você faça algo estúpido. Lembro-me de jogar com um tamanho muito maior (44 mF?) E acho que 15 V cap na faculdade. Eu até tirei algumas fotos iluminadas apenas pelas faíscas do curto-circuito com uma chave de fenda. As faíscas eram frias, mas muito longe de me machucar, mesmo com os dedos ali. Os pulsos de alta corrente através da tampa provavelmente não eram os melhores para isso.

— Olin Lathrop

@ Jonny: Não, na verdade não, porque como você diz, as baterias não são capacitores. Capacitores do tamanho de que estamos falando têm muito menos armazenamento de energia do que uma bateria de carro. Esse é um caso totalmente diferente.

— precisa

Você provavelmente deve mudar "Grande coisa" para "Nada demais", porque o sarcasmo não é óbvio para muitas pessoas que não cresceram no seu idioma.

— Jay Bazuzi #

Em vez de segurar o resistor com os dedos, tente colá-lo ao final de um palito de picolé ou de outro material isolado. Dessa forma, seus dedos terão muito menos probabilidade de entrar em contato com o capacitor. Se você estiver lidando com 20 volts ou menos, tudo bem.

Estou assumindo que estamos falando de capacitores e tensões relativamente pequenos aqui. Se você começar a falar sobre altas tensões que podem ser fatais, o que você deseja é um dispositivo fabricado profissionalmente e precauções extras.

Aqui está um artigo em que alguém fez uma boa sonda de descarga com uma caneta Bic. Ele também entra na matemática se você estiver curioso. Mais uma vez - segurança em primeiro lugar! Se você estiver lidando com tensões letais, sua melhor alternativa é usar uma sonda fabricada, testada e certificada profissionalmente.

insira a descrição da imagem aqui

Agora, tendo dito tudo isso, concordo com Olin que isso será um exagero para os pequenos capacitores com os quais você está lidando atualmente. Essas informações podem ser úteis à medida que você avança e talvez comece a lidar com capacitores maiores e tensões mais altas.

— JonnyBoats
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Realizei um teste HIPOT do corpo da caneta a 1.500 volts e não havia corrente mensurável. Use esta caneta ou qualquer outro por sua conta e risco. Não posso garantir que nos próximos meses muitas canetas Bic não apresentem algumas impurezas ou alterações químicas que degradarão sua resistência dielétrica. <- Esta linha é importante! Canetas BIC e palitos de picolé não são conhecidas por suas propriedades isolantes. Existem muitas alternativas mais seguras. Eu sugiro redirecionar uma derivação de multímetro para esta tarefa.

— Kevin Vermeer

@ Kevin - Obrigado pela dica de segurança. Modifiquei minha resposta para enfatizar a segurança. Especialmente para as pessoas sem o laboratório necessário para fazer um teste HIPOT, é aconselhável comprar um produto comercial, em vez de um júri manipular algo que possa matá-los.

— JonnyBoats

Relacionados: electronics.stackexchange.com/questions/52289/...

— zebonaut

O produto da resistência (em Ohms) e da capacitância (em Farads) é o tempo de escala para a descarga (para chegar a 1 / e da carga original): t = RC. Com V = Q / C e I = V / R = Q / t, você também pode resolver a resistência mínima para manter a corrente de descarga em um valor seguro. (Manter a corrente abaixo de 1 mA é uma diretriz aproximada: https://www.asc.ohio-state.edu/physics/p616/safety/fatal_current.html Isso é para descarte em humanos, mas o que constitui "seguro" varia de acordo com o que Se você estiver executando a corrente através de uma fiação de cobre flexível, provavelmente poderá demorar alguns amperes.) Observe também a energia armazenada no capacitor, que será depositada no resistor que o interrompe: U = 0,5 CV ^ 2.

Contanto que você esteja lidando com o tipo de capacitor normalmente usado em placas de pão, é possível encurtá-lo com fio de cobre, como outros já mencionaram: 1 uF * 1 mOhm = 1 ns de tempo de descarga. Se tiver apenas 42V, essas fórmulas dizem que ela terá uma corrente alta por alguns nanossegundos, mas as indutâncias parasitárias na escala nanoHenry limitarão a corrente e retardarão a descarga. Esses 42 V a 1uF são inferiores a 1 mJ, o que poderia danificar componentes eletrônicos sensíveis - portanto, não provoque um curto-circuito no capacitor com essa CPU de ponta. Qualquer outra coisa deve ficar bem.

Se você entrar em tensões e correntes onde a descarga leva um segundo ou mais, ou quando suas correntes excederem esse 1 mA por mais de 1 ms ou se a energia armazenada exceder alguns Joules, tenha cuidado: Verifique as classificações de corrente e potência dos componentes no circuito de descarga, estime a indutância e talvez execute um sim simples do processo de descarga. Em geral, a descarga antes do uso não será um problema significativo, a menos que seu capacitor seja comparável a um Farad completo ou as tensões sejam de alguns kV.

— Sarah Messer
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