Hogyan képes kis áramforrás hatalmas feszültséget előállítani?

Két dologról van itt szó (legalább).

Transzformálni csak váltakozóáramot lehet, ezért az egyenáramot előbb meg kell szaggatni, utána transzformálható.

Másik dolog, hogy hiába a nagyfeszültség, ha nincs ereje (árama, teljesítménye), az nem tud megölni.

De a távvezetéknek, vagy a vasúti felsővezetéknek stb. ereje is van, amitől szénné égsz.

Egy trafó mérete például az átvitt teljesítménnyel összhangban van.

Kis trafóval csak kis teljesítményt bírsz átvinni.

Ezek a berendezések csak impulzusszerűen állítják elő a nagyfeszültséget.

Tehát nagyon rövid időre, ezért nem is lesz tőle bajod. (Egyébként amikor a műszálas ruha vagy a bevásárló kocsi megráz, akkor is ilyen többezer voltok röpködnek, csak nagyon rövid ideig)

Ugyanis nem a feszültség meg az áram, sőt nem is a teljesítmény, hanem az energia öl. Ami: feszültség * áram * idő

A fizikai méret elsősorban a teljesítménnyel függ össze.

A nagy feszültség miatt nem kell hogy nagyobb legyen leszámítva aszt hogy igen nagy feszültségek esetén a méret a szigetelőanyagok mennyisége miatt nő.

Abból semmiképp ne indulj ki hogy a 230V nem veszélyes mert csak 230V.

Élettanilag a rajtad átfolyó áram a veszélyes, nem a feszültség. A feszültség ahhoz kell, hogy a tested ellenállásán keresztül ki tudjon alakulni akkora áram ami veszélyes.

Ezért viszonylag veszélytelen a 9V-os elem és ezért veszélyes a 230V.

Ha egy áramforrás a teljesítménye miatt nem képes rajtad veszélyes mértékű áramot áthajtani akkor legyen az bármekkora feszültség, nem öl meg.

A távvezeték oszlopot sem praktikus megmászni, mert ott igen nagy mögöttes teljesítmény van.

2.

Ebbe sikerült kissé belezavarodni.

Mi a teljesítmény?

Az energia áramlásának sebessége.

Adott valamilyen egységnyi energiamennyiség pl. egy kondenzátorban tárolva (az öreg villanócsöves vaku például).

Ha te azt az energiamennyiséget egy rövid időpillanatba sűrítve emészted fel, akkor lesz egy kegyetlen nagy villanás.

Ha magadba vezeted, kegyetlenül pofán is csap.

Figyeld a lényeget: rövid időre nagy teljesítmény állt elő.

Ha te ugyanazt az energiát hosszabb idő alatt vezeted magadba (kisebb teljesítménnyel), akkor esetleg csak jót nevetsz rajta.

----------------------------

De ha már így belelendültünk, akkor lépjünk szintet: nagyobb frekvencián kisebb méretű (tömegű) trafóval lehet ugyanannyi teljesítményt átvinni, mint mondjuk 50 Hz-en.

Ez pedig napjaink kapcsolóüzemű megoldásainak lényeges eleme.

Ugyanakkor nagyobb frekvencián nőnek az örvényáramú veszteségek, ezért az egyszerű lemezelt vasmag helyett ferritmagot alkalmazunk, melyben a ferromágneses szemcsék egymástól is elszigeteltek, egy porkohászati termék formájában.

Ez sem egészen így működik, egy autóakku le tud adni akkora teljesítményt, ami legyilkol, ha akarod (feltranszformálva).

Még egy 18650 Li-ion cellával is meg lehetne oldani ezt a "problémát":

3,7 V x (20-30) A

Hát, pedig a civilizált világ az az energián keresztül fogja meg a veszélyesség témáját.

Például a villamos biztonsági szabályzat azt mondja, a 10 J feletti energiát tároló kondenzátorokat tartalmazó berendezések tartoznak a hatálya alá.

Vagy mondjuk a villanypásztoros szabvány azt mondja a limitekre, hogy vagy 5 J, vagy bizonyos áram (bizonyos ellenálláson) bizonyos ideig).

Vagy mondjuk, ami azért az előző kettőnek az alapja, az IEC 60479, ami összeszedi azt, amit kísérleteztek és megfigyeltek az elektromosság emberre (és háziállatokra) gyakorolt hatásáról. Ahol töltéssel dolgoznak (például 10 A testáramnál elég 0,3 ms idő ahhoz, hogy a fibrilláció valószínűsége 50 % felett legyen, míg 2 A testáramnál ehhez kb 3 ms kell), ott megadják hozzá a feltételezhető testellenállást.

Persze, csak téma szempontjából a J energia önmagában kb. annyira értelmezhető, mint például egy akku Ah-kapacitása önmagában.

Az Ah-kapacitás is egyfajta félinformáció, hiszen nagyon nem mindegy, hány voltos akku. Attól függ végeredményben, mennyi Wh energiát tárolhat.

Ezek ilyen kvázi "hiányos paraméterek".

Mit értek ezalatt? Hiába magyarázod, hogy 5 J energia, ha nem teszed hozzá, mennyi időbe akarod koncentrálni.

Példa kedvéért, legyen egy villanypásztor, ami 5 J energiát ad le, 10 msec időtartamú impulzusokba sűrítve.

Ha jól számolom, ez 500 W teljesítmény, arra a rövid időre.

Ha másodpercenként adja, az 5 W átlagos teljesítmény, tehát ennyit igényel a tápforrásból folyamatosan.

Valahogy csak odajutottunk végül, hogy a teljesítmény mégis kulcsfontosságú az ügyben. Sőt, csak azzal teljes a kép.

Vagy mondhatsz energiát, de akkor tedd hozzá az időtartamot is, amibe sűríted! (De ezzel viszont elárultad a teljesítményt és megint ugyanott vagyunk.)

Ha megnézed, én mire reagáltam...

Kedves Sztrogoff, kicsit most számolgattam, elgondolkodtam, hogy 10J tárolt energia felett számít egy készülék veszélyesnek.

Régebben segítettem egy projekt gyakorlati részében (készülékösszeépítés), mágnesező berendezés, 800 voltra töltött 14000 uF kapacitás (400V 1000uF kondikból összerakva. Netes kalkulátor szerint 4480 Joule-t tárolt a kondibank. Mindez kb 5x-terhelésre méretezett kapcsolóelemeken keresztül kivezetve. Mármint a félvezetők tartós árama volt 5x a várható csúscsáramhoz képest. Ritka látvány, amikor egy menetzárlatos mágnesezőtekercs szó szerint felrobban, a készüléknek meg semmi baja...