विलार्ड कैस्केड की सुरक्षा


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मेरा किशोर बेटा अपने खाली समय में कॉक्रॉफ्ट-वाल्टन मल्टीप्लायरों का निर्माण कर रहा है, और मैं संभावित रूप से इस मामले में थोड़ा चिंतित हूं कि वह खुद को इलेक्ट्रोक्यूट करता है। उनका सर्किट श्रृंखला (6 वी) में 4 एए कोशिकाओं द्वारा संचालित होता है, और स्पार्क गैप को देखते हुए वह एक थरथरानवाला और ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करते हुए लगभग 6kV तक पहुंचने में कामयाब होता है, जिसके बाद कॉक्रॉफ्ट-वाल्टन कैस्केड होता है। चूंकि वह इसे एक साधारण ब्रेडबोर्ड पर बना रहा है, इसलिए उसके और सर्किट के कुछ हिस्सों के बीच कोई इन्सुलेशन नहीं है, और उसने पहले ही मुझे बताया कि उसे कुछ झटके आए।

मैं एक विश्वविद्यालय में कार्यरत भौतिक विज्ञानी हूं, इसलिए मैंने यूरोप में घरेलू उपकरणों के संबंध में नियमों को देखा और मुझे लगता है कि यह ठीक होना चाहिए (हम वान डेर ग्रेफ जनरेटर डेमो का आकलन करने के लिए समान नियमों का उपयोग करते हैं)। कैस्केड सर्किट की कुल समाई लगभग 1nF पर समाप्त होती है, इसलिए 6000V पर कुल चार्ज 6uC होना चाहिए, जो मेरा मानना ​​है कि सुरक्षित होना चाहिए (EN-60335-1) ।

मेरा सवाल यह है कि क्या मुझे अपने बेटे को ये बनाने से रोकना चाहिए? मैंने हमेशा रचनात्मकता को प्रोत्साहित किया है, और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उनका प्यार है, लेकिन मैं नहीं चाहता कि वह घायल या बदतर हो।


यदि वह बुनाई में अच्छा है, तो शायद आप उसे तांबे के तार की जमी हुई शर्ट बुनने की सलाह दे सकते हैं? (यह एक पिंजरे के रूप में काम करना चाहिए, लेकिन मैंने स्पष्ट रूप से इस की सुरक्षा का परीक्षण नहीं किया है।)
ऑस्कर स्कॉग

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यदि यह बैटरी चालित है, और इसे एक हाथ में रखा जा सकता है (जो कैप और इतनी संचित ऊर्जा की मात्रा को सीमित करता है (60335-1 से अधिक क्रूड, लेकिन इसे लागू करना आसान है) तो यह आमतौर पर काफी सुरक्षित है। मुख्य खतरों के साथ वास्तविक खतरा शुरू होता है। उसे तांबे के तार की शर्ट बुनने के लिए न लें, यह एक अलग समस्या का समाधान है।
नील_यूके

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धन्यवाद, मुझे बैटरी के उपयोग को सुरक्षित बनाने के बारे में भी यही धारणा थी, और वह मुझे बताता है कि ट्रांसफार्मर प्लस वोल्टेज कास्केड उस के शीर्ष पर वर्तमान को बहुत कम कर देता है।
एचजीआरओएस ३०'१ '

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लोगों की मृत्यु टासर्स (छोटे एक हाथ से संचालित बैटरी वाले उपकरण) से हुई है
डंडाविस

जवाबों:


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चौंकना अच्छा है। कपड़ों और त्वचा पर टांका लगाने का यंत्र अच्छा है। तेज धातु के किनारों पर उंगलियों को फेंकना अच्छा है। तलाश करने से इंसान बचता है। इंसान दर्द से सीखता है। अन्यथा हम दलदल में धंसते जाएंगे।

एक बच्चे के रूप में, मुझे पुराने बिजली ट्रांसफार्मर से, पैर की उंगलियों के माध्यम से 117 वीएसी झुनझुनी महसूस हुई। मैंने लकड़ी की कुर्सियों पर बैठना सीखा और कंक्रीट के फर्श पर पैर की उंगलियों को नहीं छूना चाहिए।

बाद में एक आस्टसीलस्कप को "कैलिब्रेट" करते हुए, मैंने मेटल लैब बेंच के खिलाफ स्कोप के बार-बैक को धक्का दिया, बेंच पर ईको स्कोप ट्यूब सॉकेट को छूकर, और फिर अपनी शर्ट के माध्यम से बेंच के सामने के हिस्से के खिलाफ पेट के साथ आगे झुक गया, और शर्ट के माध्यम से फिर से मेरी छाती को गुंजाइश चेसिस तक छुआ, क्योंकि मैं एक "फोकस" पोटेंशियोमीटर को समायोजित करने के लिए दूर तक पहुंचा। छाती भर में 3,000 वोल्ट। मैं बैठ गया, दंग रह गया, कुछ मिनट के लिए।

लेकिन मुझे उच्च वोल्टेज के बारे में कुछ और सबक सीखना बाकी है।

अपने बेटे को कुछ हाई वोल्टेज-डेथ वीडियो देखने दें।

उसे उच्च वोल्टेज के आसपास "जेब में एक हाथ रखें" चाल सिखाएं।

EDIT: तब उच्च धारा होती है; कॉलेज के प्रोफेसर ने उस दोस्त के बारे में बताया, जिसने बाएं रिंग फिंगर को खो दिया था, क्योंकि शादी की अंगूठी एक उच्च वर्तमान पथ में समाप्त हो गई , जिससे अंगूठी की चमक लाल हो गई, जिससे त्वचा, मांसपेशियों, tendons और हड्डी की मृत्यु हो गई।

मैं भी MOSFET गेट ड्राइवर ICs को पैकेज के ऊपर से उड़ा देता हूं, "द्विध्रुवी स्नैपबैक" घटना के दौरान जब एक विशाल एचपी लैब आपूर्ति के अंदर 1,000 μF स्टोरेज कैपेसिटर को 2 मिमी × 5 मिमी में अपनी ऊर्जा उतारने की आवश्यकता थी गेट ड्राइवर का सिलिकॉन। हम तीनों में से कोई नहीं, जो काफी करीब था, हिट कर रहे थे। लेकिन उसके बाद, मैंने हमेशा सर्किट के ऊपर कागज की एक शीट रखी, किसी भी अधिक आईसी ऊर्जा डंप को बाधित करने के लिए। ऊर्जा? 1/2 * C * V ^ 2 = 0.5 * 1,000uf मान लिया (HP सप्लाई नहीं खोली) * 20v * 20v = 200 milliJoules जो बताता है कि DIP प्लास्टिक टॉप क्यों उड़ा था। और हमारी 6 आँखें याद आ गई (थियो मैंने चश्मा पहना था)।

EDIT: गेट ड्राइवर ब्लो-टॉप-ऑफ सीरेंडिपिटी था, क्योंकि मैंने दिल को सबक लिया और 1,000 μF कैप्स में संग्रहीत-ऊर्जा के खतरे का एहसास किया। मुझे पता चला कि द्विध्रुवी-स्नैपबैक का मूल्यांकन करने के लिए ड्रैगन को कैसे छेड़ना है, गेट ड्राइवर पर केवल 1,000 pF को अनुमति देता है, (प्रयोगात्मक रूप से चर) Vdd के लिए 220 or अवरोधक के साथ। बाहरी 1,000 pF और ~ 1,000 pF की ऑन-चिप अच्छी तरह से सब्सट्रेट के साथ-साथ 1,000 पीएफ (3 6 लीड, 6 or कुल या 100 नैनोहेनरी) का उपयोग करके, स्विचिंग इवेंट के दौरान सिलिकॉन VD__GND ढह जाएगा और फिर पलटाव होगा रेटेड 18 वोल्ट से ऊपर 5 या 10 या 15 वोल्ट। कुछ स्तर पर, रिंगिंग की स्लीवेट (22 मेगाहर्ट्ज पर 100 एनएच और 500 पीएफ के छल्ले) ने सिलिकॉन में पर्याप्त क्षणिक आवेश को प्रेरित किया जो द्विध्रुवी-स्नैपबैक हुआ, और वीडीडी (1 द्वारा आपूर्ति) 000 पीएफ) को 16 या 17 वोल्ट तक नीचे चूसा जाएगा, जहां स्नैपबैक स्व-बुझ जाएगा। मैंने इन डिवाइसों को 100 kHz पर / बाहर स्नैपचैट पर, बिना किसी नुकसान के चलाया, क्योंकि मैंने क्षणिक चार्ज पथ का निदान किया और लेआउट नियमों में बदलाव की आवश्यकता महसूस की। Serendipity। ऊर्जा? 0.5 * C * V ^ 2 = 0.5 * {कुल प्रोटोबार्ड + सिलिकॉन कैप = 2,000pF} * 31.6volts ^ 2 = 1,000pF * 1,000 (वोल्ट ^ 2) = 1microJoule।

दोपहर के भोजन से लौट रहे दशक में कहा गया था कि वह एक्सएक्सएक्सएक्स की बेंच पर "मलबे" की जांच करें। 6 पैनेल वायरवैप बोर्ड (30 * 6 = 180 आईसीएस) थे, जिनमें से कई आईसी के साथ उनके टॉप उड़ा दिए गए थे। एक लटकते हुए एक-छोर-ढीले तार को मोड़ दिया गया था और सामने बेंच किनारे और ** इन्टो * 117VAC बिजली के गर्म संपर्क के नीचे और चारों ओर घुमावदार था। इस प्रकार प्रबंधन चाहता था कि सभी इंजीनियर और टेक और रिक्वेस्ट लोक फांसी के खतरे को समझ सकें।

आह्ह्ह ने किसी कारण से, कुछ हफ्तों के लिए 400-वाट ट्राइटक स्विचिंग आपूर्ति को सौंपा। बस मुझे स्विचर में अनुभव देने के लिए; मैं डिजाइनर नहीं था। बार-बार, 5-वॉट 5 ओम वायरवाउंड प्रोटेक्शन रेसिस्टर्स --- की विस्फोट किया गया, उनके सिरेमिक कोर को गर्म करने वाले केस से बाहर निकाल दिया गया और बेंचों के बीच वॉकवे के पार, TOW मिसाइल के लिए गाइडेंस वायर के पीछे प्रतिरोध तार फंस गया। हमने रास्ते में खड़ा नहीं होना सीखा।

सुरक्षा के लिए, और हाईगैन एम्पलीफायरों (100dB और 120dB) में कोई ह्यूम नहीं है, मैंने 9vtt "B" 3 "का उपयोग 3" 4 "बैटरी द्वारा करना सीखा। उच्च मार्ग ने दोलन, लगभग हर समय, जब तक मैंने लागू करना नहीं सीखा। VDD से LNA चरणों में RC LPF के साथ "स्थानीय बैटरी"। मेरे पास 5,000uF कैप का संग्रह है।


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वहाँ, (चिकोटी) ... उन सभी (कंपकंपी) किया। आपने अपने चेहरे (टिनिटस) में विस्फोट 4.7uf / 16v संधारित्र रिवर्स बायस्ड स्प्लिटिंग इलेक्ट्रोलाइट को याद किया है । सबक तब तक नहीं टिकते जब तक वे आपके साथ न हों , और बच्चों के लिए वर्ग।
glen_geek

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+1उच्च-वोल्टेज-मृत्यु वीडियो के लिए (सोच-समझकर चुने गए), शायद कुछ वास्तविक नुकसानों का उल्लेख है जो कि YouTube प्रयोगों को पुन: पेश करने से संबंधित हैं। इन चीजों का अनुभव करना बहुत अच्छा है, लेकिन दुर्भाग्यपूर्ण flukes हैं, और उनमें से सभी वोल्टमीटर नहीं हैं।
ऊह

+1 LOL मुझे हँसना था, वहाँ किया गया था, फिर इसे फिर से अच्छे उपाय के लिए किया। मुझे पूरा यकीन है कि हम सभी ने उन .. "उफ़ .. कि एक बुरा विचार" क्षण था। और हममें से कुछ के पास इसे साबित करने के लिए कुछ निशान हैं।
ट्रेवर_जी

यह भी सुनिश्चित है कि अधिकांश ईई में फिंगर-प्रिंट और उनकी उंगलियों के सुझावों पर एक अलग कमी है।
ट्रेवर_जी

1200 वीडीसी को हाथ लगाना। सिर्फ एक बार। | विभिन्न से आरएफ। बहुत अधिक 230 वीएसी काटता है। हैरानी की बात है कि, हाथ के पिछले हिस्से में एक वायरिंग फ्रेम पर 50 वीडीसी बहुत नम दिन पर परेशान कर रहा है। टेलीफोन बज अच्छा नहीं है। यूनिसेप्टर स्टेपिंग इंडक्टिव किक अच्छा नहीं है। || कम और बढ़ती उम्र के साथ कम तेजी से :-)। || असाधारण परिस्थितियों में सीने में 12 वीडीसी के साथ लोगों की मौत हुई है। || 12VDC फ़्लॉंडर मछली पकड़ने के भाले पर एलईडी लैंप का कारण उपयोगकर्ता का न्यूक्लियर लॉकअप (एक दोस्त) था। | 250 W 30V पीवी पैनल से आर्क वेल्डिंग (प्रकार) एक आश्चर्य था। अधिक .... :-)
रसेल मैकमोहन

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आपके द्वारा बताए गए से सुरक्षित दिखता है, जब तक कि वह केवल बैटरी का उपयोग करता है और कैपेसिटर को छोटा रखता है। सीडब्ल्यू मल्टीप्लायर वोल्टेज बढ़ाते हैं लेकिन करंट को कम करते हैं इसलिए आउटपुट एंड पर केवल कुछ सौ माइक्रोएम्प्स होंगे।

EN60335-1 से पता चलता है कि 15kV के तहत जब तक एक झटके का कुल चार्ज 45 माइक्रोकोलम्ब से कम हो, तब तक खतरा नहीं होना चाहिए। आपके बेटे का सर्किट ऐसा दिखता है कि यह नीचे की तरह है जैसे कि क्यू = सीवी। जाहिर है कि अगर वह ऊंचे और ऊंचे वोल्टेज में जाना शुरू करता है तो उसे सुरक्षित रहने के लिए कैप के आकार को कम करना होगा। 6000V और 1nF के साथ कोई भी "झटका" एक दरवाज़े के हैंडल से स्थिर सदमे की तरह महसूस होगा। यह भी इसी तरह का एक आउटपुट है जो वाणिज्यिक मवेशियों की उपज है।

सीडब्ल्यू कैस्केड्स की एक अन्य संपत्ति यह है कि आउटपुट वोल्टेज और करंट लोड पर निर्भर करता है: लोड का प्रतिरोध जितना कम होता है उतना कम होता है, जो उन्हें वास्तव में अक्षम बनाता है, लेकिन आपके बेकन को भी बचा सकता है, अगर आप इसके साथ संलग्न होना चाहते थे।

मैं यह भी मानता हूं कि उसकी देखरेख की जानी चाहिए, मुझे लगता है कि लगभग बिना कहे चली जाती है।

मुझे लगता है कि एक सर्किट में खतरनाक होने के लिए 4 एए (या डी आदि) बैटरियों का एकमात्र तरीका होगा यदि एक विशाल संधारित्र को चार्ज करने के लिए उपरोक्त सर्किट का उपयोग किया जाता था। मैं उस पर गलत हो सकता है।


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+1लेकिन क्या मवेशियों की छड़ें दरवाजे के हैंडल से स्थिर झटके के समान "उपयोगकर्ता अनुभव" देती हैं?
उह

सबसे ख़तरनाक doorknob स्पार्क्स: 150pF और 15KV = 34 मिलीजुएल। पर बहुत से देखें web.archive.org/web/20070210193125/http://www.jci.co.uk:80/... उच्चतम कभी, मापा 50KV खत्म हो गया था, कि लंबे समय बेंच सीट भर में गिरावट होने के बाद अलास्का सर्दियों की स्थिति northshore में की एक ट्रक में
wbeaty

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सुरक्षित एक सापेक्ष शब्द है, जो एक व्यक्ति के लिए सुरक्षित है वह दूसरे के लिए नहीं हो सकता है, और एक पेशेवर के रूप में मैं वास्तव में आपको बता नहीं सकता कि वह 100% सुरक्षित है। यह ध्वनि की तरह शामिल ऊर्जा काफी तुच्छ हैं, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि वह हुक नहीं करेगा कि एक बड़ा ट्रांसफार्मर पाने के लिए अब से एक घंटे पहले एक बिजली ट्रांसफार्मर तक। इसके अलावा, इन मूल्यों के साथ भी वह एक संधारित्र से अधिक वोल्ट कर सकता है और इसे हिंसक रूप से विफल करने का कारण बन सकता है। सुरक्षा चश्मा इस और अन्य परियोजनाओं के लिए एक अच्छा विचार होगा।

बिजली के साथ काम करने से हमेशा इससे जुड़े जोखिम होते हैं। वे इलेक्ट्रोक्यूशन, विस्फोट, जलने, आग शुरू करने, रासायनिक जोखिम और कुछ अन्य लोगों से हो सकते हैं। यह सिर्फ काम की प्रकृति के साथ आता है।

क्या आपको उसे रोकना चाहिए? ठीक है, आप कोशिश कर सकते हैं, लेकिन आप उसे जोखिम और सुरक्षा उपायों के बारे में ठीक से शिक्षित करने के लिए बेहतर हो सकते हैं, जो उसे कुछ गलत होने की भेद्यता को सीमित करने के लिए ले जाना चाहिए। उन उपायों में एक सख्त प्रतिबंध शामिल होना चाहिए कि "हम बिजली से नहीं खेलते हैं जब कोई और आसपास नहीं होता है!"

ऑन लाइन कई सरल , और जटिल दिशानिर्देश हैं।

प्रयोग करते समय शायद उसके साथ कुछ समय बिताएं। आप इसका आनंद ले सकते हैं, और मुझे यकीन है कि आपका बेटा इसकी सराहना करेगा।

ADDITION: हालांकि, एक अभिभावक के रूप में, मैं यह सुनिश्चित करने के लिए उपाय कर रहा हूँ कि बालक कहाँ काम कर रहा है, ठीक से सुसज्जित है। सही उपकरण, उपकरण, ग्राउंड फॉल्ट ने बिजली के आउटलेट को बाधित किया, प्रकाश व्यवस्था, वेंटिलेशन सभी महत्वपूर्ण हैं।


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खतरा! कैप-डिस्चार्ज का हार्टस्टॉपिंग-नेस ऊर्जा द्वारा निर्धारित होता है, न कि कूपोम द्वारा।

पीडीएफ देखें: IEEE 2009: विद्युत खतरा वर्गीकरण प्रणाली

सामान्य तौर पर, अपने कैपेसिटर को 10-जूल रेंज और उससे ऊपर जाने देना बुरा है। यह आपके सीने में निर्वहन के लिए है। 20joule निर्वहन में महत्वपूर्ण दिल का खतरा शुरू होता है। 10joules से नीचे, मुख्य समस्या मांसपेशियों में संकुचन है, तेज वस्तुओं आदि को मारकर कटा हुआ होना।

0.001uF और 6KV 36 मिलीजुएल देता है। बहुत सुरक्षित, अगर थोड़ा दर्दनाक।

फिर भी, हृदय संबंधी प्रभाव ऊर्जा घनत्व पर निर्भर करते हैं, न कि केवल जूल। यदि आप एक तेज-टर्मिनल संधारित्र को अपने राइबेज में फँसा लेते हैं, तो पेसमेकिंग सिस्टम को दी गई ऊर्जा, यदि एक ही संधारित्र टर्मिनलों को दो हाथों से स्पर्श किया जाता है, तो इससे अधिक परिमाण के आदेश होंगे।

कैप-डिस्चार्ज सिस्टम के साथ काम करते समय, केवल एक हाथ का उपयोग करें। इस तरह आकस्मिक निर्वहन आपके सीने में नहीं जाएगा। या बेहतर अभी तक, हमेशा बहुत भयभीत रहते हैं, और पागल है कि आप एक गलती करेंगे और एक खराब झाप प्राप्त करेंगे। कुछ गंभीर सम्मान (यदि सरासर आतंक नहीं है) पहले से ही उचित अनुसंधान को प्रोत्साहित करने में दूर जाता है, और किलोवोल्ट कैपेसिटर के साथ व्यवहार करते समय किसी भी अनजान जोखिम भरे व्यवहार को विकसित करने से बचने के लिए।


दिलचस्प। क्या आप जानते हैं कि ब्रिटेन के नियम 60335-1 क्यों कहते हैं कि 15kV से नीचे का चार्ज 45uC से कम होना चाहिए और 15kV से ऊपर ऊर्जा 350mJ से कम होनी चाहिए? यह निर्धारित करता है कि क्या आउटपुट को लाइव माना जाता है, लेकिन मुझे लगता है कि आप थोड़ा अधिक जा सकते हैं और फिर भी सुरक्षित रह सकते हैं (मैंने नियमों में ठोस संख्या नहीं पढ़ी है)।
कर्ट न्यूमैन

वाह। 10J बहुत ऊर्जा है, मुझे यह पढ़कर बहुत आश्चर्य हुआ कि यह सुरक्षित हो सकता है।
HGros

+1 के लिए "कुछ गंभीर सम्मान (यदि सरासर आतंक नहीं है) उचित अनुसंधान को प्रोत्साहित करने में बहुत दूर चला जाता है"
ट्रेवर_जी

@Hros नहीं "सुरक्षित," सिर्फ गैर-आतंच। क्या उस पेपर ने यह नहीं कहा कि चोट 1J से शुरू होती है, चरम मांसपेशी संकुचन से?
wbeaty

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"बैटरी, अवधि से बिजली" के बारे में कुछ संकेत थे। ऐसा न करने का एक अच्छा कारण है कि प्रयोगों के साथ जहां कुछ किलोवोल्ट उत्पन्न होते हैं भले ही एक सामान्य रूप से सुरक्षित मुख्य-कनेक्टेड बिजली की आपूर्ति का उपयोग किया जाता है, और यह वास्तव में यहां उल्लेख नहीं किया गया है।

एक राशि में उच्च वोल्टेज (अधिकतम निरंतर वर्तमान, संग्रहीत ऊर्जा) जो आम तौर पर आपके लिए बहुत अधिक स्थायी नुकसान नहीं कर सकती है, कम से कम कोई खतरनाक समस्या नहीं लाती है:

  • यह प्राथमिक-से-माध्यमिक इन्सुलेशन को एक मजबूत बिजली की आपूर्ति में भी तोड़ सकता है - सबसे खराब स्थिति में, स्थायी रूप से, इसलिए ऐसी चीजें जो अब सीधे जुड़ी हुई नहीं हैं, अब जुड़ी हैं । यहां तक ​​कि सुरक्षा मानकों के लिए पूरी तरह से निर्मित एक बिजली की आपूर्ति में एक इन्सुलेशन विफलता होने की संभावना है यदि आप गलती से अपने किसी भी टर्मिनल में पृथ्वी के खिलाफ लगभग 3-4kV से अधिक डालते हैं।

  • हाई वोल्टेज स्ट्राइक वास्तव में आसानी से होती है। यदि आप किसी ऐसी चीज़ के खिलाफ एक चाप का प्रबंधन करते हैं, जिस पर लाइव मेन हैं, तो आपके सेटअप के पास एक अपूर्ण रूप से अछूता कनेक्टर हो सकता है, जैसे कि कॉर्ड कैप को सभी तरह से सॉकेट में नहीं डाला जा सकता है, या किसी शक्ति में वेंटिलेशन छेद के माध्यम से कुछ उजागर हो सकता है। आपूर्ति का मामला ...), यह चाप अब एक कंडक्टर है जो इससे जुड़ी किसी भी चीज़ का संचालन करने में पूरी तरह से सक्षम है (यदि आप भाग्यशाली हैं, तो आर्क केवल तब तक रहता है जब तक कि मुख्य एसी द्वारा शून्य पार नहीं किया जाता है।)।

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