Directrices para determinar el riesgo de descarga eléctrica de los condensadores

Estoy buscando pautas sobre cómo identificar los condensadores que tienen el potencial de causar dolor, lesiones o la muerte debido a una descarga eléctrica si no se manejan correctamente.

Recientemente compré un kit de "primeros pasos con la electrónica" de Radio Shack. Contiene un condensador electrolítico de 1000 µF y 25 V. Asumo que este condensador en particular no tiene el potencial de causar tanto daño porque se incluyó en un kit de introducción. Sin embargo, ¿en qué punto un capacitor tiene el potencial de causar dolor, lesiones o la muerte debido a una descarga eléctrica?

Idealmente, me gustaría tener enlaces a material de referencia sobre el tema.

Aquí hay un hilo sobre un tema relacionado . [No es un duplicado.]

Respuestas (4)

Primero, no es el capacitor lo que puede dañarlo, sino el voltaje y la carga almacenados en el capacitor. Entonces, todos los capacitores son seguros cuando están descargados, que es lo que son cuando los compra.

Para hacerle daño a su cuerpo, el voltaje a través de las terminales del capacitor debe ser lo suficientemente alto como para causarle un efecto dañino. No existen reglas estrictas sobre a qué voltaje las cosas se vuelven dañinas, pero una "regla general" común es que CC hasta 48 voltios se considera bajo voltaje. Entonces, un capacitor cargado a un voltaje por debajo de 48 V es bastante seguro.

Eso no significa que un capacitor clasificado para 25 V sea necesariamente seguro: se garantiza que funcionará a 25 V, pero no se garantiza que no funcione hasta, digamos, 70 V. Y tampoco significa que un capacitor clasificado para 1000 V sea dañino: solo lo es (potencialmente) cuando se carga por encima de 48 V.

Hay otra forma de daño: un capacitor con una capacidad muy grande, cargado a un voltaje seguro, puede causar una corriente muy alta cuando sus terminales están en cortocircuito. Las chispas y el calor pueden causarle daño, y el condensador mismo podría explotar. No hay necesidad de preocuparse por este efecto con su condensador de variedad de jardín hasta por debajo, digamos 1.000 uF, pero cortocircuitar un condensador es algo que debe evitar de todos modos.

Como regla general, antes de meter las manos en un circuito con capacitores potencialmente cargados, especialmente dispositivos electrónicos de potencia como amplificadores de audio y televisores. Es una buena idea poner en cortocircuito los condensadores a través de una resistencia de purga (grande) para descargarlos. A veces, ya hay un camino de purga diseñado para los capacitores más grandes, pero nunca apuesto por eso. Los CRT antiguos pueden mantener la carga durante horas después de desconectarlos, por ejemplo. O diga tapas rectificadoras, dependiendo de dónde se abre el circuito con el interruptor de encendido
Además, solo para aclarar un punto, su impedancia a tierra a través de su piel puede ser relativamente alta, por lo que los voltajes de CC por debajo de 48 V pueden considerarse "seguros", pero esta es una regla general que no siempre es cierta. La sangre y la linfa son muy buenas conductoras y la impedancia de la piel puede variar según la hidratación, las condiciones atmosféricas y los contaminantes de la piel (por ejemplo, una sonda de electroencefalograma en la cabeza puede detectar más de 100Kohmios, o puede ser de 5Kohmios si tiene electrolito entre la sonda y la piel).
Y para no profundizar en el punto, pero el área de superficie de contacto también es importante, tome un cable con 15 V y no pasará nada (lo más probable), tome la placa de metal en la parte posterior de un 7905 que está conectado a los 15 V calientes en y sentirás el hormigueo
'Descargado... cuando los compras' es FALSO. Regularmente compro capacitores de 10,000uF que invariablemente se entregan con alrededor de 5V entre ellos. Se entregan en un embalaje seguro pero, a menos que se descarguen a través de una resistencia antes de soldar, existe un riesgo muy real asociado con su uso inicial.
Compré capacitores grandes de nivel kV, y vienen con un enlace de cable trenzado en los terminales, para garantizar que estén descargados cuando lleguen.

¿Condensador electrolítico de 1mF? Bueno, tal vez pueda causarte algunos inconvenientes si explota con líquido electrolítico ardiendo en tu cara, pero en realidad, no hay de qué preocuparse. Soy sarcástico, pero admiro tu sabiduría: la mayoría de nosotros simplemente hicimos cosas y las aprendimos de la manera más difícil.

Otra cosa que tal vez quieras evitar es tocar los pines de una gorra completamente cargada cuando estás mojado. Pocas fuentes muestran que la resistencia de su cuerpo (por no hablar de dedo a dedo) puede reducirse a unos pocos k Ω s en tales condiciones. Basado en el voltaje nominal de 25V, esto puede conducir a una corriente de decenas de mA, que este capacitor puede sostener por fracciones de segundo ( q = C V , yo = d q d t ). Esto no te matará (a menos que tu corazón sea muy sensible), pero podría ser muy doloroso.

En general, el condensador de 1 mF es un condensador GRANDE. En general, todos los capacitores electrolíticos son bastardos peligrosos si no se manejan adecuadamente. Se puede decir de todos los condensadores, pero los electrolíticos son especiales porque pueden explotar. También son muy sensibles a los voltajes de polaridad inversa: el terminal + generalmente está marcado de manera distintiva. Agregue las dos declaraciones anteriores, multiplíquelas por el hecho de que es nuevo en el campo y obtendrá la respuesta a su pregunta: pruebe condensadores más pequeños antes de conectar este monstruo en cualquier lugar.

El hecho de que un capacitor pueda causar lesiones se relaciona principalmente con su clasificación de voltaje. Si no está diseñado o clasificado para almacenar altos voltajes, entonces no tendrá suficiente potencial de voltaje para crear una corriente en un ser humano que lo toque. Piense en ello como una batería: es posible que tenga una capacidad de corriente muy grande en una batería, pero si solo tiene 3 voltios, es muy poco probable que alguna vez cree una corriente apreciable en un cuerpo de muchos megaohmios.

Hay muchas preguntas sobre qué voltajes/corrientes se requieren para causar dolor y lesiones. De estos, puede notar que el voltaje "alto" (para propósitos de contacto humano) generalmente se define como alrededor de 48 voltios. (Todavía puede recibir una descarga eléctrica de 12 V, pero dadas circunstancias especiales).

El siguiente factor es la capacidad de carga del condensador. Si la carga almacenada tiene un voltaje suficiente para crear una corriente, entonces cualquier capacitor puede ser peligroso. La capacidad de carga dictará cuánto tiempo la corriente es capaz de fluir. En otras palabras, un valor pequeño (digamos menos de un microfaradio) daría como resultado un choque muy breve, mientras que un valor grande (unos pocos microfaradios o más) podría dar como resultado una descarga de energía más alta, causando un choque más severo, quemaduras, etc.

Los capacitores de voltaje extremadamente alto (1KV+) en realidad pueden cargarse con estática en el aire y, como precaución de seguridad, generalmente se almacenan con un conductor que cortocircuita las terminales. Tenga mucho cuidado con cualquier condensador de este tipo.

Los verdaderos peligros de los condensadores de alto voltaje son MÚLTIPLES CONDENSADORES. He visto a algunas personas construir sus propios cañones de riel conectando más de 100 baterías de 9v a un banco de capacitores de casi 20 o más capacitores del tamaño de una lata que pueden operar a 450 voltios. Ahí es cuando las cosas se ponen realmente peligrosas. Cuando se descarga, la energía del capacitor es tan intensa que puede hacer que exploten las áreas donde todos los componentes del cableado y la plataforma están conectados entre sí.