Заземление клетки Фарадея на седьмом этаже

Я работаю над проектом для своего класса физики, чтобы проверить устойчивость к различным видам пламени.

Это будет включать использование искрового разрядника с высоким напряжением, и я сейчас строю небольшую клетку Фарадея, чтобы защитить людей снаружи от любых искр с более высоким напряжением, чем ожидалось, а также просто чтобы у них не было желания прикоснуться к ней. . (Логика заключается в том, что люди гораздо более уважительно относятся к радиоактивным источникам, когда на заднем плане щелкает счетчик Гейгера.)

Проблема в следующем: мне нужно заземлить клетку, чтобы сама клетка не заряжалась, но я нахожусь на 7-м этаже, и она не использует источник питания, и я не уверен, что я мог бы использовать в качестве земли. .

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Я думал заземлить его на трубу радиатора, так как они в любом случае заземлены, но я бы беспокоился о том, что там может накапливаться заряд, который проходит через кого-то на верхнем этаже или что-то в этом роде, и у большинства других идей, которые у меня были, были похожие проблемы. .

Я также думал о подключении его к заземлению сборки генератора искры, которая не связана с землей, но у меня есть странное внутреннее чутье, подсказывающее мне, что это может повредить что-то или остановить работу клетки, как предполагалось.

Очень важно, чтобы меры предосторожности, которые я принимаю, были как можно лучше, потому что мой лектор несет ответственность за мою безопасность, и я не хочу совершать ошибки, которые могут навредить кому-то из-за моего невежества.

Я провел некоторое исследование по заземлению и клеткам Фарадея, но не могу найти ничего, кроме «Теплая влажная грязь лучше, чем холодная сухая грязь», и я не думаю, что таскаю ведро теплой влажной почвы на урок. было бы оценено по достоинству, приятно было бы делать или даже работать так же хорошо, как земля, потому что я не могу найти ничего о том, сколько именно почвы необходимо, чтобы квалифицировать ее как хорошую землю.

ПРИМЕЧАНИЯ: Розетки с заземлением. Я из Британии, если это важно. Я не был уверен, смогу ли я просто отсоединить кабель питания и кабель заземления от вилки и использовать его исключительно для контакта заземления, поскольку я больше знаком с электроникой, чем с монтажной проводкой.

Клетка будет ок. 42x30x23 см

Клетка полностью голая из стальной проволоки, не окрашенная.

Частота искры переменного тока составляет примерно 70 Гц с временем нарастания прибл. 50us

Эта сборка и эксперимент будут на утепленном основании, приподнятом от стола кирпичами.

Длина дуги будет около 3 см, но она будет проходить в основном через пламя, а не через воздух.

Напряжение будет порядка 3 кВ, и я не могу сказать вам, каким будет предел тока источника, пока не посмотрю характеристики источника, который сейчас находится примерно в 30 милях.

Спасибо за прочтение.

Нет поблизости розетки с заземлением? Сколько энергии высвобождается, какова длина дуги, время нарастания и размер клетки? Сварщики все время работают на улице. Это HVDC или HVAC? Клетка покрашена. С этими ответами может быть простое решение.
Редактирование вопроса сейчас.
Это должно быть все.
Какая длина дуги в воздухе? Напряжение ? ОКРУГ КОЛУМБИЯ? ? текущий лимит? индуктивность? Сопротивление? Л/П?
Как вы сверяете импульс с нагрузкой переменного тока 50 Ом с током?
Добавил информацию из вашего второго комментария, но я не понимаю ваш третий?
Какой у вас источник питания, крошечный трансформатор или большой? выпрямленный AC или DC? Измерения импульсов дуги, как правило, имеют время нарастания в наносекундах, а не 50 мкс, что может быть шириной импульса при 50% или PW50.
Добавлю схему.
Имеет большое значение проведение крошечной дуги в пламени или большой дуги, будь то постоянный ток или переменный ток. Экранирование тривиально, но я боюсь, что ваша тестовая установка и измерения не пройдут, поскольку у вас будет резонанс стоячей волны и перекрестные помехи, а также плохой контроль импеданса при захвате формы волны.
Поскольку это для школы, я все равно могу пройти, если эксперимент не удастся, если я выясню, почему.
Я добавил информацию о размере разрыва и о том, как его переменный ток.
Какая приборка? DSO? текущий смысл? Высокоскоростное зажигание пламени Камера? или только визуальный осмотр на зажигание или нет
Мы будем измерять напряжение на шунтирующем резисторе, включенном последовательно с разрядником.#
Хорошо, тогда используйте высококачественный коаксиальный кабель с оконечной нагрузкой 50 Ом на DSO для достижения наилучших результатов, используя, скажем, шунт <= 0,1 Ом. В противном случае ложный звонок от зонда
Что такое ДСО? Все остальное я получил.
Цифровой прицел... Индуктивность реле влияет на скорость переключения. может не гудеть en.wikipedia.org/wiki/Digital_storage_oscilloscope а потом опять контакты реле могут сгореть и колпачок может взорваться (в зависимости от того пластиковый или электронный колпачок)
Я почти уверен, что вы не понимаете схему, так как у меня нет всех переменных для индуктивности, тока удержания / отпускания реле, коэффициента xfmr, индуктивности, искрового промежутка и т. д., это сложнее, чем вы думаете ... tinyurl . com/ycoa6prr
Слишком много переменных, которые повлияют на форму волны высокого напряжения. Пока плохо определены

Ответы (2)

Ваша сетевая розетка имеет заземляющий контакт, который вы можете использовать для своих целей (даже если вы не используете сетевую розетку в качестве источника питания).

Это один из тех контактов, к которым можно прикоснуться. Например, на этом изображении два контакта вверху и внизу каждой из двух розеток Schuko.

введите описание изображения здесь

Если я использую лабораторный блок в качестве источника питания, будет ли безопасно подключать клетку к заземляющему контакту? (Под этим я подразумеваю розетку, которая питает лабораторный блок, а не общий контакт на его выходе.)
Или заземление клетки должно быть изолировано от источника питания?
Кроме того, в Британии заземление не открыто. Найдите розетку UK Plug на изображениях Google.
Я не знаю источник питания вашего лабораторного блока, но, возможно, его GND подключен к земле через розетку. Вы должны быть в состоянии проверить это с помощью мультиметра.
@Douglas, вы можете получить подключаемые блоки специально для заземления, например .
@Douglas: Хорошо, в случае британской розетки я предлагаю подготовить вилку, которая дает вам только заземление.
Спасибо всем, также Творог, отличное имя пользователя. @ Том Карпентер, есть ли выгода от покупки вилки, а не просто переделки стандартной вилки?
@ Дуглас, просто проще. Они также полезны для подключения антистатических браслетов. Но если у вас есть вилка под рукой, вы можете использовать ее.

Учитывая низкий запас энергии и низкую частоту повторений, пластикового защитного кожуха, вероятно, будет достаточно.

Поскольку вы используете катушку зажигания с конденсатором 10 мкФ при зарядке 12 В при частоте 70 Гц, средняя рассеиваемая мощность составляет:

1 2 ( 10 мю Ф ) ( 12 В ) 2 ( 70 ЧАС г ) "=" 50 м Вт

При времени нарастания 50 мкс (кажется немного медленным для искрового разрядника) ВЧ-шум должен быть около 5 кГц. Ваша пиковая мощность высока, но, учитывая низкий запас энергии, ваши импульсы будут очень короткими и не должны создавать больших ЭДС.

Если вы используете клетку Фарадея, электрическое заземление является лучшим вариантом (как упоминал Курд), но использование строительного заземления, такого как труба радиатора, будет работать так же хорошо с точки зрения безопасности.

Причина использования клетки, а не пластика, заключается в том, что пламя имеет легко доступный запас кислорода. Но ваш ответ все равно был очень информативным, спасибо.