no zuo no die的小实验：触摸直流高压电的一端危险吗？
由 动力老男孩 发表于 2014/07/01 23:52:43上次做完电棍之后，一直手痒痒的想测试一下是否好用， 可惜没有人愿意当测试志愿者 
（好像是废话，哈哈）
上周末假惺惺的要给老婆做酸菜鱼，弄了一条草鱼回来。用电棍电了几秒钟，那家伙剧烈抖动了一会儿以后晕过去了，但是鱼这种生物你知道的，就算是把头剁掉，电的时候还是会乱动。而且鱼的身体比较小，依然不知道对人的效果如何。
回到这次的主题：直流高压电到底有多危险，如果只摸高压电中的一级，会不会触电呢？就像这样：（这张图里的电源没有接通）
用手碰直流高压电的一级
很多人可能会直观的认为，碰高压电的一端肯定会触电，毕竟从小到大都一直听到“高压危险”的警告。但是咱们可以做这样的一个假想实验：把很多很多节电池串联起来，那么这个电池组的电压应该非常非常大，这时候如果碰电池组的一端，会不会触电呢？
关于直流高压的假想实验
我相信大多数朋友看到这个图以后，会认为电池组虽然电压高，但是不会触电，因为没有形成回路，不会有电流通过人体。我也是这么想的，电棍的两端虽然电压非常高，但是本质上也相当于一个大电池，如果只摸一端的话，不形成回路，感觉应该是安全的。不过本着安全第一的精神，我还是先用电笔试了试，结果严重出乎我的意料，电笔剧烈的闪动着；甚至不用碰到那个螺丝，距离5毫米的时候就开始闪烁：
电笔测试是有电流的
你没有看错，这个不是手电筒，那些光是电火花产生的，如果没有用电笔的话，这会儿我可能还在地上抽搐着……
思考了一下其中的原因，猜想如下：人体相当于是一个电容，虽然电容量很小很小，但是电压足够大的时候，对人体充电也会产生一定的电流；如果这是个静态高压电源，那么一次充满电之后，就不会再有电流，所以感觉应该是麻一下然后就没事了。但这个电棍是在不断放电的，它的两个电极积累了足够大的电压以后，把空气击穿，一瞬间把电荷几乎都放完了，然后继续升压放电。也就是说，两个电极之间的电压是不断波动的，相应的人体电容就会不断地充电放电。这就是电笔剧烈闪烁的原因。
为了验证这个想法，我翻出了家里的电蚊拍。查了下资料，它的电压大约是2000V左右，可以电死蚊子，但是没有强大到击穿空气的程度。我用电笔碰了一下其中一级，果然电笔亮了一下就熄灭了。然后移过去碰另外一级，又是亮一下就熄灭了。这就是一个手动的充放电周期 
我用电笔接触了一会儿其中一级以后，鼓起勇气直接用手按了上去，果然没有任何感觉：
用手接触电蚊拍
注意事项：如果你一定要像我一样摸电玩，记住用手指背面去碰，因为人触电的时候肌肉会收紧，手背就会自动离开电源。用正面去碰的话，触电的时候可能会越抓越紧！
我相信如果这时候用手去摸电蚊拍的另外一级，一定会麻一下的。这里不得不赞一下电蚊拍的设计，它是三层的铁丝网设计，两侧的铁丝网应该是同一级，中间的那一层是另外一级。所以蚊子飞过的话会被电死，而双手同时摸到两侧的话却不会被电到。
小结一下：
1. 对于电蚊拍这样的静态直流电源来说，触摸其中一级，可能会被电一下，然后就没有电流经过人体了；
2. 对于交流电源来说，即使只有220V的家庭电源，也是非常危险的，因为会有持续的电流通过人体；
3. 对于电棍这样不断放电的高压直流电源来说，触摸其中一级相当于交流电源，同样是非常危险的！
4. 请注意上面说的都是“只碰其中的一级”，如果你同时摸两级形成回路的话，36V以上的不管直流还是交流电源都是危险的！
对于第一条来说，这个“电一下”大概有多严重，完全取决于电压的高低。其实大家在生活中肯定被电过，尤其是冬天，身上经常噼里啪啦的放电。在网上查了下：
- 静电电压在你能感觉到时已经达到3500伏
- 静电电压在你能听到时已经达到4500伏
- 静电电压在你能看到时已经达到5000伏
- 人穿的化纤衣服摩擦产生的静电，电压可以达到几万伏
也就是说，冬天里把你电的头皮发麻的静电，大约是几万伏的量级。而这个DIY电棍的高压模块，号称可以达到60万伏。经验丰富的老薛同学从电弧长度估算电压至少是5万伏，不过我试过这个东西的电弧可以拉到3cm以上，只是因为制作电棍的晾衣杆直径不够，所以放电尖端的距离在1cm左右。不管卖家是否奸商，看上去至少10万伏应该是有的；而相应的2000伏电蚊拍摸一下应该问题不大
以下是老薛同学的留言，贴出来供大家参考：
老薛的留言
作为一个no zuo no die的好奇心严重的家伙，我纠结了一天要不要试着电一下自己看看效果，这个准交流的高压模块危险性可能还高于老薛说的大电容。最后让我想到一个好办法，因为之前的实验中，电笔没有接触到电极的时候就已经开始闪烁，所以我可以用一根铁丝慢慢靠近电极，万一电的受不了的时候还可以即时离开。晚上终于忍不住去试验了，铁丝大概距离电极5mm的时候，就开始有非常毛细的小电火花出现；然后我打算慢慢的靠近；可能因为手抖了一下距离太近了，整个胳膊像被撞了一下，铁丝直接被扔出了阳台。还好不是直接碰到电极，没有体验到老薛说的“刻骨铭心的疼痛感”，检查了一下也没有尿裤子。不过手掌好像现在还有点儿发麻，我相信这玩艺儿戳到歹徒身上或者只是四肢上，应该是可以瞬间放倒的
注意：高压危险，非专业人士请勿模仿！
PS：思考：第二张图里的蓝精灵，面对一百万节串联电池的时候，会不会被电到呢？
最后：阿弥陀佛，请草鱼施主安息吧，感谢您为科学做出的贡献……
果然是“好奇害死猫”，哈哈！
我觉得我们平时说的高电压危险这个概念不是很准确，更准确地说法应该是高电场强度危险。因为是电场在驱动电子运动。电压本来是一个相对概念，是从某一点到另一点的一个差值。一个五十万伏高压电线之所以危险，是因为它的电压是相对于大地来说的，它离地面的距离也就是几米，十几米，这样这个电场强度就等于五十万伏除以10米，所以电场强度很大，容易驱动电子高速运动。但是同样这根五十万伏高压线对站在一公里以外的地面上的人而言，其电场强度就很小了，不会造成危险。
就像动力哥在文中提到的那个问题，一百万个电池连接起来会不会有危险？如果电池一字排开，首尾相距几百公里，这样即使首尾相差百万伏电压，其电场强度也很小。接触正极或者负极都没有任何影响。如果用两根导线把正极和负极引到很靠近彼此，比如十厘米，那么就可以电离空气了。那么此时如果人触摸其中一极会不会有危险？对于直流电源，如果人只接触其中的一极，我觉得并不会有什么影响，就像动力哥所说的那样，人体这个小电容能充电量很小，所以通过人体的电流也很小。就像我们在科技馆玩那种“怒发冲冠”的游戏，站在绝缘体上的人可以安全地触摸一个处在高压的范德格拉夫起电机的一极。
多谢老薛详细的解释
不知动力哥有没有计划做一下那个激光器？我早一段时间买了一个高压变压器，想做这个东西，不过一直没有比较好的时间来做
老薛，可以考虑做一个。这个玩意儿杀伤力大吗？主要是担心在家里会不会有危险
主要就是激光射入眼中可能会有危害，除此之外就是高压不能随意碰触。只要不让小朋友接触，另外实验时准备一个防紫外线的眼镜（比如电焊用的眼镜），就没有问题了。我的材料基本都备齐了，只是没有足够的空余时间和空闲场地来做这个东西。
老薛，这个激光器是靠空气了的氮气来发激光，有一点不太明白。印象中很多激光器都是管形（两端可能还需要反射？），靠多次振荡来形成激光束。
这个TEA激光器是散射到四面八方吗？
的确，一般的激光需要两面镜子，来回反射，使得光在工作气体中跑很多次之后再发射出去，这是为了让每一个光子都得到充分的放大，触发更多的光子。
但是这个TEA激光的妙处就在于，不需要反射镜，光子也能达到很高的放大倍数。这主要是因为空气中氮的含量很高，氮分子之间相互作用就很强，一个氮分子发光，别的氮分子就都跟着发出同样波长，同样相位的光来。研究上把这个叫做Superradiance发光机制。在传统的激光器中，需要一个光子逐个地去和处于激发态的分子作用，诱导它们发光，所以就需要光子在工作物质中来回跑，以求更多与分子相遇的机会。在这里就不需要了。
即使没有反射镜，发出的激光也具有比较好的方向性，这个方向性是由两个金属片之间的槽决定的。只有沿着这个方向传播的光才能被放大，并最终发射出去。
原来如此
前辈，你好 我想邀请您评测我们的创意产品，已经邮件给你了，希望能得到你的回复，谢谢
已回邮件
牛逼，这就是科学精神吧
偶然看到这篇文章不禁会心一笑，因为这和我高二上学期做的一个电棍太像了：近似的模块，相同的结构，一样的开关，用的是90年代生产的日立18650，唯一的不同是我等学生党没钱用钢管，只能用PVC水管。我同样和博主一样纠结于这个装置的威力，结果一直到把它拆掉也没对任何生物测试过。我用的高压模块来自于电子市场淘的报废警用电棍，买来的时候处于报废状态，但测试后发现高压模块还是有用的，只是内置的镍镉电池，开关，保险，灯全坏了。我还淘了一个新的高压模块，结果是坏的，物不可貌相啊。通过对那个坏模块的暴力拆解，可以发现里面的结构是一个简单的自激震荡电流驱动一个变压器，变压器输出端有一个高压硅堆整流，然后再并联一个高压电容。所以这个模块输出的是直流，并且产生的是大的火花，而不是稳定的电弧。对这种装置的电压估计方法是看引发击穿的最小距离，乘上该空气条件下的击穿场强（我一般用一万伏/厘米）。所以那些声称百万伏的高压发生器都是扯，在地球上这个电压可以击穿1M的空气，一般生活中只有特斯拉线圈，范式起电器，马克思发生器还有发电厂变压器这些装置能产生这么高电压。老薛估计的50kV都高了。我自己的模块电压应该在20kV左右。电视机高压包根据型号不同，电压也不同，一般也在20kV左右。能拉多长的弧就和电压没什么关系了，电焊机40V电压也能拉出几厘米弧。电弧一旦形成，内部的场强其实很小。
至于摸一个电极会不会被电的问题我以前也想过，并且有意无意的试过。高三上学期的时候为了防止打瞌睡，曾经拆了一个电蚊拍，用里面的高压发生器对一个装了瓷片电容的PVC戒指充电，想睡觉就摸一下。那个时候发现如果只摸一个电极不会触电。后来用ZVS（零电压开关电路）驱动高压包时发现，用试电笔靠近阳极和阴极都会发光，但是碰到阳极是不会被电的（可能会有感觉）。我个人认为在高频高压电路中试电笔无法说明一个电极是否会导致人触电。首先试电笔检测的是电流，大约有几十上百微安就会亮，这对应一个上百伏的电压，这电压往往使人触电。但是高压电路内阻大，输出电流小，有的点可能短路电流也只有几百微安，不会制人触电，却会使试电笔发光。很多高压电路频率很高（几百千到上兆赫兹）由于趋肤效应，这种电流对人伤害不大甚至没有伤害，但试电笔能测出来。我们需要一种更科学的手段判断一个电极是否对人（包括接地的人和不直接接地的）能造成伤害（直接触摸不包括其中，这种方法太科（zuo）学（si）了）
我现在对这个问题产生了极大的兴趣，也许马上就开始准备一些静电实验仪器，科学的探究一下了。
PS：我现在已被中科大预录取，马上就是老薛校友了，真是有缘。
非常非常感谢柯巍小兄弟的详细解释！
电蚊拍的电压据说有1000V左右，但是摸其中一级却不会触电，我觉得应该是电流很小的原因。我也用电笔试过电蚊拍，那个灯闪一下就灭了。
电棍因为是不断放电的，所以它实际上更像交流电，这种情况下摸一端也是危险的。
这个是我的猜想，希望柯巍同学后续的实验结果
记得上小学的时候，几个四五年级的大孩子用四五节电池串联之后两端接电线，然后在学校里找那些不懂事的小孩子摸电线两头，往往被电一下
提醒一下，因为两种高压发生电路中都有电容，所以即使断电后也不能立即触摸电极，否则会触电，高压电容引起的触电是极其危险的，很可能使触摸的人见不到明天的太阳。其次危险的是50~60Hz的市电
嗯，老薛也反复跟我强调了这个事情，作为一个山寨的科学爱好者，我的保护意识很差
所以我一直没敢做老薛说的那个高压激光实验
嗨你好，看到关于飞轮电池的讨论很有兴趣，想进一步和老顽童联系，询问如何Diy一个简易的飞轮电池，不知道能不能告知对方的联系方式？
谢谢
邮箱 alameda@163.com
我认为人是导体，高于36V就会有电流通过人体导向大地，除非人站在良好的绝缘体上，否则触摸高压电的一端绝对有危险。反之，如果站在良好的绝缘体上，触摸直流高压电，身体的毛发因为带电且同级相斥，会变成刺猬一样的情况，感觉非常奇妙。但是不能拿电棍做这个实验，因为离另外一级太近会放电。强烈建议不要自己尝试，避免发生生命危险。本人亲眼见过触电死人不止一次，非常惨烈。
请教一个问题：
最近在小区门口看到一个公告，在小区东边200多米准备建立一座变电站，公告是对该项目的环评报告，显示电磁辐射等各项都在安全范围内，但是本着对gov一贯忽悠老百姓的不信任，觉得是否可以在家里做一下电磁屏蔽。
请问，在家里有好办法做电磁屏蔽吗？在墙上贴锡箔纸？或者铺屏蔽网？
据说变电站的安全距离是300米左右，200多米的话可能辐射也还在安全范围内，如果是地下变电站的话就完全不用担心了。
淘宝上有电磁辐射的测量设备，可以买一个量一下，在0.2微特斯拉之内的话就可以。
家里贴锡箔纸或金属网肯定可以解决问题，但是那样的话，在家里手机就没信号了