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

Question

Estoy aprendiendo a utilizar condensadores (cerámicos y electrolíticos de 1pf - 1000uf) y estoy probando varios experimentos utilizando una protoboard. Estoy constantemente añadiendo/quitando cosas a mi diseño para ver qué pasa... ¡pero esperar a que un condensador se descargue a veces lleva mucho tiempo! El libro que estoy leyendo (Make: Electronics) sugiere "descargar un condensador tocando una resistencia a través de él durante uno o dos segundos". ¿Es esta la forma segura/recomendada? ¿Puedo simplemente sujetar la resistencia con los dedos y tocarla a través de ambos terminales?

Nota: Tengo que admitir que soy un poco paranoico con los condensadores después de ver fotos de condensadores que han explotado y las consecuencias, como placas de circuitos impresos derretidas, mesas quemadas e incluso leer sobre gente que ha perdido los dedos.

Editar: Actualmente estoy trabajando con 1,5 - 12V aunque también tengo algunos motores paso a paso 24V que eventualmente me gustaría conseguir trabajando.

Answer 1

Con condensadores pequeños de hasta 1 mF, hay poco de lo que preocuparse. Supongo que es una buena idea asegurarse de que están descargados antes de enchufarlos, ya que la tensión que podría haber en el condensador podría dañar algo, pero esto es algo que no suele preocupar hasta que se alcanzan energías reales o tensiones elevadas.

Para pequeñas cápsulas electrolíticas como con las que estás trabajando, simplemente haz un cortocircuito contra algo metálico, como un cable de componente desnudo, un chasis metálico o un destornillador.

No malgastes ciclos cerebrales pensando en esto para cualquier cosa lo suficientemente pequeña como para ser una tapa cerámica que puedas enchufar en una protoboard. Para cuando lo enchufes, tus dedos ya lo habrán descargado. Incluso si no, haz las cuentas. 1 µF a 10 V son sólo 50 µJ. Sí micro Joules. Gran cosa.

Answer 2

En lugar de sujetar la resistencia con los dedos, prueba a pegarla al extremo de un palito de helado o algún otro material aislante. De este modo, es mucho menos probable que tus dedos entren en contacto con el condensador. Si se trata de una tensión de 20 voltios o menos, esto debería ser suficiente.

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

Aquí hay un artículo donde alguien hizo un bonito sonda de descarga de un bolígrafo Bic. Si tienes curiosidad, también explica las matemáticas. Una vez más la seguridad ante todo Si está tratando con tensiones letales, su mejor alternativa es utilizar una sonda fabricada, probada y certificada por un profesional.

Habiendo dicho todo esto, estoy de acuerdo con Olin en que esto será excesivo para los pequeños condensadores con los que estás tratando actualmente. Esta información puede ser útil a medida que avanza y tal vez empezar a tratar con condensadores más grandes y voltajes más altos.

Answer 3

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 puedes resolver la resistencia mínima para mantener la corriente de descarga en 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 descarga a través de humanos, pero lo que constituye "seguro" varía según lo que esté conectado a tu circuito de descarga. Si haces pasar la corriente por un cableado de cobre flexible, probablemente pueda soportar unos cuantos amperios). Ten en cuenta también la energía almacenada en el condensador, que se depositará en la resistencia que lo cortocircuita: U = 0,5 C V^2.

Si se trata de condensadores como los que se suelen utilizar en las placas de pan, probablemente puedas cortocircuitarlos con alambre de cobre, como ya han dicho otros: 1 uF * 1mOhm = 1 ns tiempo de descarga. Si sólo tiene 42V, estas fórmulas dicen que tendrá una corriente alta durante unos pocos nanosegundos, pero las inductancias parásitas a escala nanoHenry limitarán la corriente y ralentizarán la descarga. Esos 42 V en un 1uF son menos de 1 mJ, lo que podría dañar componentes electrónicos sensibles - así que no cortocircuites el condensador con esa CPU de gama alta. Cualquier otra cosa debería ir bien.

Si entra en tensiones y corrientes en las que la descarga tarda un segundo o más, o en las que las corrientes de descarga superarán ese 1 mA durante más de 1 ms, o en las que la energía almacenada supera unos pocos julios, entonces debe tener cuidado: Comprueba los valores de corriente y potencia de los componentes del circuito de descarga, calcula la inductancia y realiza una simulación sencilla del proceso de descarga. En general, la descarga antes del uso no será un problema importante a menos que el condensador sea comparable a un faradio completo o las tensiones sean de unos cuantos kV.

Answer 4

No estoy seguro de la relevancia de este post, pero aquí hay algo que he estado desarrollando para un circuito temporizador relé.

Q1 es un transistor PNP que se apagará cuando se libere la tensión, descargando el condensador a masa.