Безопасная Величина Разрядного Импульса

[serg6953]

При снятии синтетической майки, зимой, когда сухой воздух, на теле остаётся заряд статического электричества. Напряжение относительно земли около 5 киловольт, электроёмкость тела человека относительно земли и окружающих предметов около 50 пикофарад. Когда разряжаешься о заземлённый предмет, то проскакивает небольшая искра и ощущается довольно болезненный укол. Энергия разряда при этом около 0,6 миллиджоуля. Меньше тысячной доли джоуля. Если же напряжение зарядки будет 10 киловольт, тогда энергия составит около 2,5 миллиджоуля.

Вопросы. Насколько безопасно такое действие статического электричества и были ли случаи тяжелых последствий для здоровья? Какую величину энергии разрядного импульса можно считать безопасной?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Maykill]

вы ещё кота не гладили...а люди гладят и искры летят...

зато какое удовольствие

кстати есть спреи с антистатиком

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[TIMIK74]

и полы дома покрыть антистатическим линолиумом

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Sanitar1]

Вопросы. Насколько безопасно такое действие статического электричества и были ли случаи тяжелых последствий для здоровья? Какую величину энергии разрядного импульса можно считать безопасной?

А как для кого. Я вот под майку кольчугу железную одеваю.

[Rede RED]

Иногда в синтетических штанах из "жигулей" выскакиваю = бывали случаи травмы головы,,,, при разряде

Насколько безопасно статическое электричество и были ли случаи тяжелых последствий для здоровья?

Изменено 6 июля, 2016 пользователем Rede RED

[babay]

Какую величину энергии разрядного импульса можно считать безопасной?

Все сугубо индивидуально . Если у вас нет кардиостимулятора, то не парьтесь.

[ZAPAL]

Из ответа студентки - из зачета по электротехнике: Тема - шаговое напряжение..

Шаговое напряжение - возникает между ног - при приближении к оголеному концу!! )))).

[basf1]

это вопрос из темы: "-Ты мертвый? -Нет меня убило". ))

[serg6953]

Какую величину энергии разрядного импульса можно считать безопасной?

Все сугубо индивидуально . Если у вас нет кардиостимулятора, то не парьтесь.

Сам по себе импульс возможно и не опасен, но он может запустить какой-то другой нежелательный процесс в нервной системе даже при отсутствии кардиостимулятора.

Из ответа студентки - из зачета по электротехнике: Тема - шаговое напряжение..

Шаговое напряжение - возникает между ног - при приближении к оголеному концу!! )))).

Если женщина снимает ночную рубашку, то может возникнуть напряжение и больше 10 киловольт!

[oldmao]

Когда работал на АТС, то зимой, прежде чем идти к стативам, брал в руку резистор 1 МОм. Через него заземлялся на статив, прежде чем в него лезть. Иначе были оч-ч-чень неприятные искры с руки. Пол - линолеум и обувь с синтетической подошвой. Ну и одежда тоже синтетика.

[babay]

Если руки неделю не мыть, то и резистор не нужен.

[MRTT]

Статика ...

В 90-е годы на связке ключей от "Девятки" всегда висел резистор на 2, а потом и более МОм (на 2 Вт - такой размер удобней, соответственно с укороченными и облужеными выводами).

То ли обивка салона, то ли одежда ... , но при касании ключем замка двери всегда ощущался неприятный разряд. Вот сначала касался через резистор к замку, а потом

спокойно открывал.

[Glyk]

Так же осенью машина отбивается от меня искрами, для уменьшения неприятных ощущений, беру ключ не за пластик, а за саму железяку и прикасаюсь к замку и тогда искра пробивает не на кожу - а на метал ключа, неприятных ощущений нет...

[serg6953]

Если держать в руке металлический предмет с большой площадью поверхности, например, кусок неизолированной металлической трубки, то при большой площади соприкосновения предмета с рукой, разряжаться этим предметом о заземлённый предмет никаких ощущений не вызывает.

Когда работал на АТС, то зимой, прежде чем идти к стативам, брал в руку резистор 1 МОм. Через него заземлялся на статив, прежде чем в него лезть. Иначе были оч-ч-чень неприятные искры с руки. Пол - линолеум и обувь с синтетической подошвой. Ну и одежда тоже синтетика.

Если человек находится на хорошо изолированной поверхности, то зарядить его можно, наверное где-то до 50 киловольт. Больше вряд ли, так как начнётся интенсивная утечка электрических зарядов. Накопленная электростатическая энергия при этом составит немного больше 70 миллиджоулей = 0,07 Дж. Это уже довольно ощутимая величина. Искра может проскочить длиной до 5-ти сантиметров.

[Rede RED]

Искра может проскочить длиной до 5-ти сантиметров.

......а для чего ее измерять....

[serg6953]

Если в теме идёт речь о величинах, то это предполагает какие-то измерения.

Кстати, какие величины напряжения и энергии обычно используют в электрошокерах?

[serg6953]

Всёж-таки основным фактором воздействия искрового электрического импульса на организм является не напряжение, не энергия, а величина тока. Взаимосвязь величин определяется следующим соотношением:

Q = I t = C U, где Q – заряд в кулонах, I – ток в амперах, t – время в секундах, C – ёмкость в фарадах, U – напряжение в вольтах. Отсюда следует, что:

I = Q/t = C U/t

Полагая, что время протекания искрового разряда 0,001 сек = 1 мсек, то

I = C U/0,001 = 1000 C U

Из этой формулы видно, что импульс тока пропорционален первой степени напряжения и ёмкости. В тоже время запасаемая в конденсаторе энергия и соответственно энергия импульса пропорциональны квадрату напряжения. Получается, что увеличение напряжения вызывает напрасные траты энергии, которая в этом случае тратится не на воздействие, а на формирование стримера искры. Поэтому с точки зрения увеличения КПД используемой энергии нет смысла сильно увеличивать напряжение.

Теперь вычислю, какая же величина импульса тока искры получается при различных значениях ёмкости и напряжения :

C = 100 пФ U = 1000 В I = 1000 x (10^-10) x 1000 = (10^-4) = 0,0001 A = 0,1 мА

C = 1000 пФ U = 1000 В I = 1000 x (10^-9) x 1000 = (10^-3) = 0,001 A = 1 мА

C = 10000 пФ U = 1000 В I = 1000 x (10^-8) x 1000 = (10^-2) = 0,01 A = 10 мА

C = 100 пФ U = 5000 В I = 1000 x (10^-10) x 5000 = 5(10^-4) = 0,0005 A = 0,5 мА

C = 1000 пФ U = 5000 В I = 1000 x (10^-9) x 5000 = 5(10^-3) = 0,005 A = 5 мА

C = 10000 пФ U = 5000 В I = 1000 x (10^-8) x 5000 = 5(10^-2) = 0,0005 A = 50 мА

C = 100 пФ U = 10000 В I = 1000 x (10^-10) x 10000 = (10^-3) = 0,001 A = 1 мА

C = 1000 пФ U = 10000 В I = 1000 x (10^-9) x 10000 = (10^-2) = 0,01 A = 10 мА

C = 10000 пФ U = 10000 В I = 1000 x (10^-8) x 10000 = (10^-1) = 0,1 A = 100 мА

Расчёты эти не учитывают внутреннее электрическое сопротивление организма, но для случая искрового разряда оно мало и не является определяющим фактором.

P.S. Ток, величиной более 5 мА считается опасным !

Изменено 10 июля, 2016 пользователем serg6953

[serg6953]

Измерить величину импульса тока искрового разряда можно с помощью запоминающего осциллографа. Для этого импульс надо пропустить через резистор номиналом 10 или 100 Ом или 1 кОм и падение напряжения с этого резистора подать на вход осциллографа. Осциллограф должен быть откалиброван по напряжению. Ток определяется по закону Ома – амплитуду падения напряжения на резисторе надо разделить на номинал этого резистора. Так, при амплитуде 1 вольт и резисторе 10 Ом ток составит 0,1 А, при амплитуде 1 вольт и резисторе 1 кОм ток = 1 мА.

[serg6953]

Итак, расчёты показывают, что конденсатор ёмкостью С = 1 нФ, заряженный до напряжения U = 5 кВ имеет энергию W = 12,5 мДж и создаёт ток искры I = 5 мА, а конденсатор ёмкостью С = 10 нФ, заряженный до напряжения U = 1 кВ имеет энергию W = 5 мДж и создаёт ток искры I =10 мА. Результат этот до некоторой степени парадоксален. Но так ли это на самом деле? Проверка этого требует проведения измерительных процедур.

[serg6953]

Произвёл замеры параметров искры для конденсатора ёмкостью С = 10 нФ, заряженного до напряжения U = 1,2 кВ и для конденсатора ёмкостью С = 1,2 нФ, заряженного до напряжения U = 6 кВ. Результаты получились для меня неожиданными. Оказалось, что сопротивление канала искры близко к нулю в обоих случаях. Ток и время разряда определяются только параметрами внешних для искры цепей – напряжением, ёмкостью, активным и индуктивным сопротивлением. Предположение о том, что время протекания искрового разряда 0,001 сек = 1 мсек, оказалось ошибочным. Следовательно, расчёты сделанные в сообщении 17 не соответствуют действительности.

Получается, что в случае разряда конденсатора через организм, ток будет определяться внутренним сопротивлением тканей. Полагая, что электрическое сопротивление тканей для искры равно1 кОм = 1000 Ом, произведу перерасчёт значений тока, а заодно вычислю постоянную времени импульса и энергию конденсатора:

C = 100 пФ Tи = 0,1 мксек U = 1000 В W = 50 мкДж I = 1 А

C = 100 пФ Tи = 0,1 мксек U = 5000 В W = 1,25 мДж I = 5 А

C = 100 пФ Tи = 0,1 мксек U = 10000 В W = 5 мДж I = 10 А

C = 1000 пФ Tи = 1 мксек U = 1000 В W = 500 мкДж I = 1 А

C = 1000 пФ Tи = 1 мксек U = 5000 В W = 12,5 мДж I = 5 А

C = 1000 пФ Tи = 1 мксек U = 10000 В W = 50 мДж I = 10 А

C = 10000 пФ Tи = 10 мксек U = 1000 В W = 5 мДж I = 1 А

C = 10000 пФ Tи = 10 мксек U = 5000 В W = 125 мДж I = 5 А

C = 10000 пФ Tи = 10 мксек U = 10000 В W = 0,5 Дж I = 10 А

Если же электрическое сопротивление тканей для искры равно100 кОм, тогда получится:

C = 100 пФ Tи = 10 мксек U = 1000 В W = 50 мкДж I = 10 мА

C = 100 пФ Tи = 10 мксек U = 5000 В W = 1,25 мДж I = 50 мА

C = 100 пФ Tи = 10 мксек U = 10000 В W = 5 мДж I = 100 мА

C = 1000 пФ Tи = 100 мксек U = 1000 В W = 500 мкДж I = 10 мА

C = 1000 пФ Tи = 100 мксек U = 5000 В W = 12,5 мДж I = 50 мА

C = 1000 пФ Tи = 100 мксек U = 10000 В W = 50 мДж I = 100 мА

C = 10000 пФ Tи = 1000 мксек = 1 мсек U = 1000 В W = 5 мДж I = 10 мА

C = 10000 пФ Tи = 1000 мксек = 1 мсек U = 5000 В W = 125 мДж I = 50 мА

C = 10000 пФ Tи = 1000 мксек = 1 мсек U = 10000 В W = 0,5 Дж I = 100 мА

Ситуация опять может оказаться парадоксальной, так как ток величиной 100 мА и постоянной времени 1 мсек может оказаться опасней, чем ток 10 А и постоянной времени 10 мксек. Получается, что увеличение внутреннего сопротивления тканей в определённых пределах, увеличивает риск поражения от искрового разряда конденсатора.

Изменено 16 июля, 2016 пользователем serg6953

[serg6953]

Длина искры зависит от напряжения, атмосферного давления, влажности, формы и кривизны электродов. При нормальном атмосферном давлении, сухом воздухе, длине электродов 200 мм и их радиусе кривизны 1 мм ориентировочные значения длины искры при постоянном напряжении составляют:

для напряжения 1,2 кВ – 0,4 мм ; для 6 кВ – 2 мм ; для 10 кВ – 5 мм ;

для 20 кВ – 15 мм ; для 30 кВ – 30 мм ; для 50 кВ – 60 мм ; для 100 кВ – 150 мм.