Wie kann ich einen geladenen Kondensator (Klein- und Niederspannung; <= 42V) schnell und sicher entladen?

Ich lerne den Umgang mit Kondensatoren (Keramik und Elektrolyse von 1pf - 1000uf) und probiere verschiedene Experimente mit einem Steckbrett aus. Ich füge ständig Dinge zu meinem Layout hinzu / entferne sie, um zu sehen, was passiert ... aber das Warten auf die Entladung eines Kondensators dauert manchmal lange! Das Buch, das ich gerade lese (Make: Electronics), schlug vor, "einen Kondensator zu entladen, indem man einen Widerstand ein oder zwei Sekunden lang darüber legt". Ist das sicher / empfohlen? Kann ich den Widerstand einfach mit meinen Fingern halten und über beide Klemmen berühren?

Hinweis: Ich muss zugeben, dass ich mit Kondensatoren ein bisschen paranoid bin, nachdem ich Bilder von explodierten Kondensatoren und den daraus resultierenden Ausfällen wie geschmolzenen Steckbrettern, verbrannten Tischen und sogar dem Lesen von Menschen, die Finger verlieren, gesehen habe!

Bearbeiten: Ich arbeite derzeit mit 1,5 - 12 V, obwohl ich auch einige 24 V-Schrittmotoren habe, die ich irgendwann gerne in Betrieb nehmen würde.

Bei kleinen Kondensatoren bis zu 1 mF gibt es wenig zu befürchten. Ich nehme an, es ist eine gute Idee, sicherzustellen, dass sie entladen sind, bevor Sie sie an einer Stelle anschließen, an der die Spannung, die an der Kappe liegen könnte, etwas beschädigen könnte. Dies ist jedoch im Allgemeinen nicht besorgniserregend, bis Sie echte Energien oder hohe Spannungen erreichen.

Bei kleinen Elektrolytkappen, mit denen Sie arbeiten, schließen Sie sie einfach gegen Metall ab, z. B. blankes Kabel, Metallgehäuse oder handlicher Schraubendreher.

Verschwenden Sie keine Gehirnzyklen damit, darüber nachzudenken, denn alles ist so klein, dass es eine Keramikkappe ist, die Sie in ein Steckbrett stecken können. Wenn Sie es anschließen, werden Ihre Finger es entladen haben. Auch wenn nicht, rechnen Sie nach. 1 µF bei 10 V beträgt nur 50 µJ. Ja, Mikro- Joule. Große Sache.

Anstatt den Widerstand mit den Fingern festzuhalten, versuchen Sie, ihn an das Ende eines Eisstiels oder eines anderen isolierten Materials zu kleben. Auf diese Weise kommt es weniger wahrscheinlich, dass Ihre Finger mit dem Kondensator in Kontakt kommen. Wenn Sie es mit 20 Volt oder weniger zu tun haben, sollte dies in Ordnung sein.

Ich gehe davon aus, dass es sich hier um relativ kleine Kondensatoren und Spannungen handelt. Wenn Sie über Hochspannungen sprechen, die tödlich sein können, dann wünschen Sie sich ein professionell hergestelltes Gerät und zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen.

Hier ist ein Artikel, in dem jemand eine schöne Entladungssonde aus einem Bic-Stift gemacht hat. Er geht auch in die Mathematik, wenn Sie neugierig sind. Noch einmal - Sicherheit geht vor! Wenn Sie mit tödlichen Spannungen zu tun haben, ist die Verwendung einer professionell hergestellten, getesteten und zertifizierten Sonde die beste Alternative.

Nachdem ich das alles gesagt habe, stimme ich Olin zu, dass dies ein Overkill für die kleinen Kondensatoren sein wird, mit denen Sie sich gerade beschäftigen. Diese Informationen können sich als hilfreich erweisen, wenn Sie Fortschritte machen und sich möglicherweise mit größeren Kondensatoren und höheren Spannungen befassen.

Das Produkt aus Widerstand (in Ohm) und Kapazität (in Farad) ist die Skalierungszeit für die Entladung (um zu 1 / e der ursprünglichen Ladung zu gelangen): t = RC. Mit V = Q / C und I = V / R = Q / t können Sie auch nach dem Mindestwiderstand suchen, um den Entladestrom auf einem sicheren Wert zu halten. (Die Stromstärke unter 1 mA zu halten, ist eine grobe Richtlinie: https://www.asc.ohio-state.edu/physics/p616/safety/fatal_current.html Dies gilt für die Entladung durch Menschen, aber was "sicher" ist, hängt davon ab, was ist Wenn Sie den Strom durch eine flexible Kupferverkabelung leiten, kann dies wahrscheinlich einige Ampere dauern.) Beachten Sie auch die im Kondensator gespeicherte Energie, die sich in dem Widerstand ablagert, der ihn kurzschließt: U = 0,5 CV ^ 2.

Solange es sich um die Art von Kondensatoren handelt, die normalerweise für Steckbretter verwendet werden, können Sie diese wahrscheinlich mit Kupferdraht kurzschließen, wie bereits erwähnt: 1 uF * 1 mOhm = 1 ns Entladungszeit. Wenn nur 42 V anliegen, haben diese Formeln für einige Nanosekunden einen hohen Strom, aber die parasitären Induktivitäten im Nanometerbereich begrenzen den Strom und verlangsamen die Entladung. Diese 42 V bei 1 uF sind weniger als 1 mJ und können empfindliche elektronische Komponenten beschädigen. Schließen Sie also den Kondensator mit dieser High-End-CPU nicht kurz. Alles andere sollte in Ordnung sein.

Wenn Sie in Spannungen und Ströme geraten, bei denen die Entladung eine Sekunde oder länger dauert oder bei denen die Entladeströme länger als 1 ms über 1 mA liegen oder bei denen die gespeicherte Energie einige Joule überschreitet, sollten Sie vorsichtig sein: Überprüfen Sie den Strom und die Nennleistung der Komponenten im Entladekreis, schätzen Sie die Induktivität und führen Sie möglicherweise eine einfache Simulation des Entladevorgangs durch. Im Allgemeinen ist die Entladung vor der Verwendung nur dann ein bedeutendes Problem, wenn Ihr Kondensator mit einem vollen Farad vergleichbar ist oder die Spannungen einige kV betragen.