전기충격기의 동작 및 제작 원리

[질주(상진)]

전기충격기의 동작 및 제작 원리는 다음과 같읍니다

일반 소형 건전지 2개를 사용하면 3V의 DC전압이 나오는데

이것을 이용하여 DC -DC컨버터 원리와 같이 높은 전압으로 승압하는 거죠

DC를 높은 주파수로 AC화 펄스를 만들어 이를 변압하면 아주작은 트랜스로 높은 전압

으로 변압할수 있습니다

1. 건전지의 DC3V 를 FET 를 이용하여 수십KHz의 주파수로 스위칭합니다 

2. 소형트랜스에 1차전압을 인가하고 2차 전압을 수천볼트로 인출합니다

    변압기의 크기는 용량에 비례하고 주파수에 반비례합니다 

    수십KHz 고주파를 사용하면 아주작은 트랜스로 몇와트의 용량은 거뜬히 만들어냅니다

3.  2차측 수천볼트의  전압을 정류하여  콘덴서에 충전하여 줍니다

4.  충전이 완료되면 발진회로는 정지하고  대기 상태가 됩니다

5.  고전압 (수천볼트) 이기는 하지만 충전된 콘덴서용량(전하)의 한계가 있어 일시적으로

     충격이 가해지므로 생명에는 지장을 주지않으나 임산부나 심장병환자와 같은 사람이

     충격을 당하면  생명에 위험을 초래할수도 있습니다

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기본적인 구성은

건전지 -- 고주파발진 -- 1차 승압(수백V로 승압) -- 정류 -- 콘덴서

 -- SCR또는 IGBT -- 2차 승압(수만V)  -- 고압발생

이렇게 구성되어 있죠. 1개의 트랜스로 수만V 로 승압시키는 것이 불가능한것은 아니지만

오히려 이렇게 할경우 트랜스크기가 너무 커집니다.

위의 장치와 가장 유사한 장치가 가스렌지의 점화장치입니다. 내부 구조가 똑같이 생겼습니다.

따라서 기본적인 원리이해라면 가스렌지의 점화장치를 분해해 보는 것이 가장 빠르고 쉽습니다.

여기서 콘덴서용량은 다소 높이고, 트랜스권선비를 높이면 더 높은 전압에 더 강한 전류를 얻을수 있습니다. 그런데 이런것을 만들때 가장 힘든것이 트랜스입니다. 고압트랜스를 직접 감는 것은 거의 불가능하죠.

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1회용 카메라 휘레쉬의 원리를 우선 봅시다. 3V정도 밧데리전압을 발진시키고 트랜스로 승압시켜
다이오드를 통해 콘덴서를 충전시키는데 전압은 대략 300-400V 정도 됩니다. 이 충전된 전기를 순간적으로 크세논 방전관에 방출시켜면 빛을 내게 됩니다.
아마 충전된 콘덴서의 양단을 직접 손으로 잡은 것 같은데 순간적으로 큰 충격을 받았으리라 생각합니다. 다행히 손가락과 손가락사이에 전기가 흘렀기때문에 그나마 이정도에서 끝났지 만약 왼손과 다리
사이라면 심장마비로 죽을 수도 있습니다. (심장이 왼쪽에 있기때문에 왼손에서 다리로 전기가 흐를때
가장 위험합니다.) 그리고 어떤 분이 인체의 저항이 1옴까지 된다고 했는데 이것은 잘못된 말입니다.
인체에서 가장 저항이 높은 곳이 피부인데 보통 건조하고 땀이 없는 경우 피부저항은 200k옴 - 수M옴
정도 됩니다. 이정도면 100V(실제로는 141V죠) 정도는 그리 위험한 전압이 아닙니다. 그리고 아무리 손가락에 침을 발라도 수k옴 이상은 됩니다.절대로 1옴이니 수십옴이니 할 정도로 내려가지는 않습니다.
그러므로 100,220V 정도에서 일어나는 전기사망사고는 다 심장마비입니다.

다음은 전기충격기에 대해 알아봅시다.
전기충격기는 옷위에 갖다 대어도 감전을 일으켜야 하는데 보통 공기방전에 필요한 전압은 1만V/1Cm
입니다 다시 말해 옷의 두께가 2cm 정도된다면 전압은 2만V 이상이 되어야 하고 실용적으로는
4-5만 V정도가 필요합니다. 그리고 적당한 주기로 방전이 되어야 합니다. (인체나 동물이 전기충격을
강하게 느끼는 것은 직류나,고주파가 아니고 수-수십HZ정도의 주파수입니다. )
이정도 전압을 3V 밧데리로 바로 승압시킬 수는 없습니다, 보통 1차로 수백V정도 승압시키고 다시 이전압으로 수만V로 승압시킵니다. 가정에서 사용하는 가스렌지의 점화장치가 이와 유사합니다.

그러므로 카메라 후레쉬로 만들수 있는 전기충격기는 직접몸에 닿게 사용한다면 가능합니다.
내부에 원통처럼 생겨 x00uf/450V 라고 적힌 부품이 콘덴서인데 이것을 낮은 용량값(수uf)으로 하면
충전이 빨리 이루어지면서 어느정도 가능성이 있지만 앞에서도 설명한것처럼 옷이나 절연물을
통과하기에는 전압이 충분하지 못합니다. 물론 트랜스를 개조하면 전압을 좀더 높일 수는 있지만
후레쉬내부의 부붐으로는 수만V를 만드는 것은 거의 불가능합니다.

무엇보다 이런 고압등은 사전에 충분한 지식이 없다면 다루지 않는 것이 좋습니다.
장난삼아 만들어본다고 하다가 병원신세를 질수도 있고 남에게 치명적인 피해를 줄 수도 있습니다.
다시 한번 당부하지만 절대로 이런 것 함부로 손대지 마세요.
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1회용 카메라 플래쉬에는 축전기를 사용해서 전기 에너지를 저장해서 강렬한 빛을 냅니다.
축전기(콘텐서: condenser)는 전기 에너지를 임시로 저장할 수 있는 전기소자를 말합니다.
여러 개의 축전기를 병렬 연결해서 방전시키면 엄청난 전류가 흐릅니다.

1mA(암페어) 정도의 전류는 사람에게 따끔한 정도이구여
5mA(암페어) 불쾌해 진다.
10mA(암페어) 경련을 일으킨다.
15mA(암페어) 강렬한 경련을 일으킨다.

50mA ~ 100mA(암페어) 이상이면 사람의 심장을 멈추게 할 정도가 됩니다.
그러나 실제로 50mA ~ 100mA(암페어) 이상의 전류를 흐르게 할려면 높은 전압이 필요합니다.

왜냐하면
I(전류) = V(전압) ÷ R(저항)

위의 공식으로 보듯이 저항이 크면 전류가 작게 흐릅니다.
인체의 저항은 건조한 피부에 400Ω ~ 2000Ω 정도이구여

출처-네이버