Безопасность

Разряд конденсатора: время, энергия, разрядный резистор

Сколько времени нужно, чтобы заряженный конденсатор стал безопасным? Инструмент рассчитывает энергию, постоянную времени, пиковый ток и пиковую мощность в резисторе, а также наибольшее сопротивление, при котором выдерживается заданное время.

Бесплатно, без регистрации

Сокращения и обозначения на этой странице (6)

τ: Электрическая постоянная времени L ÷ R: за это время ток достигает 63 % конечного значения.
SELV, 60 В: Safety Extra-Low Voltage, безопасное сверхнизкое напряжение. 60 В постоянного тока — граница из стандартов на блоки питания, ниже которой заряженный конденсатор считается безопасным для прикосновения (примечание в даташите TI UCC28630).
E = ½ C U²: Энергия, запасённая в конденсаторе, в джоулях. Вдвое большее напряжение = вчетверо большая энергия.
Разрядный резистор (bleeder): Резистор, постоянно подключённый параллельно конденсатору, который автоматически разряжает его после отключения.
C: Ёмкость конденсатора, единица — фарад (Ф). Показывает, какой заряд он накапливает на один вольт.
pF, nF, µF: Пико-, нано-, микрофарад: 1 нФ = 1000 пФ, 1 мкФ = 1000 нФ.

Войти · С учётной записью можно сохранять расчёты и избранное.

Ёмкость

Напряжение заряда

Разрядный резистор

Желаемое время разряда

Запасённая энергия	8 J
Постоянная времени τ	1 s
Время до уровня ниже 60 В	1,897 s
Через 5 τ (≈ 0,7 % остаточного напряжения)	5 s
Пиковый ток	40 mA
Пиковая мощность в резисторе	16 W
Сопротивление для 5 с до 60 В	≤ 26,36 kΩ

Выше 60 В постоянного тока заряженный конденсатор опасен: не прикасайтесь, сначала разрядите и проверьте измерением.

Кривая разряда U(t) с целевым напряжением; воспроизведение показывает процесс.

Формула

E = ½ C U0². τ = R C. U(t) = U0 · e^(−t ÷ τ). Время до U_цель: t = τ · ln(U0 ÷ U_цель). Пиковый ток U0 ÷ R, пиковая мощность U0² ÷ R. Наибольшее сопротивление для времени t: R = t ÷ (C · ln(U0 ÷ U_цель)).

Пример

100 мкФ при 400 В запасают 8 Дж. Через 10 кОм (τ = 1 с) напряжение через 1,9 с ниже 60 В, через 5 τ = 5 с — 2,7 В. Пиковый ток 40 мА, пиковая мощность 16 Вт, которую резистор должен кратковременно выдержать.

Примечания

Предельные значения зависят от стандарта: 60 В как граница безопасного сверхнизкого напряжения (стандарты на блоки питания, примечание TI), 50 В в течение 1 мин (NFPA 70, Art. 460, США), 75 В в течение 3 мин (IEC 60831, силовые конденсаторы). Для своей установки проверьте применимый стандарт.
После разряда проверьте измерительным прибором и закоротите выводы; некоторые конденсаторы затем снова немного заряжаются (диэлектрическая абсорбция).
Резистор должен выдерживать напряжение U0 и энергию; несколько резисторов последовательно делят напряжение.
Высоковольтные и высокоэнергетические конденсаторы могут быть смертельно опасны, даже небольшие на вид.

Вспомогательный расчёт для планирования. Результат не заменяет измерение на собственной конструкции.