Это просто бомба или почему взрываются электронные устройства

Когда я был школьником, мама иногда с ужасом смотрела на мои запасы радиомоста, служившего источником радиодеталей. Этот ужас принял форму вопроса: а вам там нечего будет взорваться? И это необходимо…

Это просто бомба или почему взрываются электронные устройства

Когда я был школьником, мама иногда с ужасом смотрела на мои запасы радиомоста, служившего источником радиодеталей. Этот ужас принял форму вопроса: а вам там нечего будет взорваться? И надо сказать, что вопрос не был беспочвенным: в наших золотых регионах, богатых не только драгоценными металлами, но и различными взрывчатыми веществами, были случаи, когда дети приносили домой электрические детонаторы и другие опасные вещи. Но я знал не только, как выглядит детонатор, но и как с ним обращаться, и мне никогда бы в голову не пришло держать его в доме. Итак, мои сокровища были безвредны. Примерно так же, как на КДПВ (если кто не понимает, это обычные часы с экстравагантным дизайном).

Тем не менее, это не всегда так. Иногда электроника взрывается. И об этом моя статья.

Есть такое явление — электровзрыв

Если через тонкий провод пропускать достаточно большой ток, он перегревается и перегорает. Характер этого явления сильно зависит от силы тока: если при малых значениях он просто перегорает и этот процесс будет длиться секунды или десятые доли секунды, то при высокой плотности тока (10 4 -10 6 А / мм 2) тепло, выделяющееся за несколько долей микросекунд или единиц микросекунд, превратит провод в пар. Кроме того, пар чудовищно сильно сжат (с плотностью, как у твердой меди!) И подвергается чрезвычайно высокому давлению. Замечательна и его температура. Сразу же он начинает расширяться со сверхзвуковой скоростью, генерируя ударную волну, в энергии которой передается около четверти всей энергии, подводимой к проводу. Другой вариант электрического взрыва возникает при пробое жидкого или твердого диэлектрика, который в канале разряда превращается в пар.

Электрический взрыв представляет собой интересное явление и имеет множество полезных применений: он используется для генерации ударных волн и создания сверхвысоких давлений и температур, получения наночастиц и распыления тонких пленок, проведения химических реакций, требующих экстремальных условий. Электровзрыв используется для распыления образцов при эмиссионном спектральном анализе, генерации сейсмических волн для исследования морского дна и даже дробления горных пород. В электронике электрический взрыв, безусловно, является вредным явлением. Развивается, конечно, в аварийной ситуации и впоследствии может сильно усложнить ремонт. Речь идет не только о сгоревших проводниках, но и о меди, которая осела повсюду в виде проводящей пленки. Кстати об ударных волнах, которые способны, например, оторвать припой от кристалла микросхемы, расположенной на другом конце платы, и, на первый взгляд, никак не повредить ее. Наконец, давление взрыва может оторвать от доски крупные детали или даже деформировать доску и сломать корпус. И самое досадное последствие — ионизированные пары меди создают условия для передачи образовавшейся после взрыва дуги в цепи низкого напряжения: уже существует опасность поражения электрическим током, вероятность возгорания и материального ущерба из-за внезапного удара подключение последнего iPhone напрямую к сети 220 В. Типичным местом, где происходит такая авария, является переключение блоков питания со стороны сети. Когда входной выпрямитель закрыт, ток разряда конденсатора фильтра добавляется к току короткого замыкания сети, и общий ток в импульсе легко может достигать тысяч и десятков тысяч ампер! Этот ток легко испаряет не только печатные проводники, но и выводы радиодеталей.

Профилактика таких ужасов — ограничение тока короткого замыкания. Обычно на входе импульсных источников питания устанавливаются предохранитель и термистор (NTC). К сожалению, последний в основном выполняет функцию ограничения зарядного тока при запуске, но его остаточное сопротивление — порядка десятых долей ома — может в несколько раз снизить ток короткого замыкания. Для маломощных блоков питания (до 10-15 Вт) после выпрямителя имеет смысл установить резистор сопротивлением несколько Ом — на нем будет рассеиваться несколько сотен милливатт мощности, но в любой аварийной ситуации ток не превысит десятков ампер. Хорошей практикой является использование в таких цепях отключающих резисторов, которые одновременно действуют как предохранители. Также не стоит пренебрегать мерами против переноса дуги в виде перегородок между высоковольтной и низковольтной частями схемы.

В низковольтных, даже сильноточных цепях (а в современной компьютерной технике это не редкость) электрический взрыв обычно развивается только внутри корпусов транзисторов и микросхем, иногда взрывая их изнутри, но не вызывая дальнейших повреждений.

Бабах из конденсатора

Знаете ли вы, как советские дети развлекаются: большая «электролитическая» вилка в розетке и работает? Иногда это происходит в оборудовании, когда конденсатор выходит из строя по той или иной причине. Результат часто бывает печальным: по всему кузову рассыпаны осколки пленки, которая закрыла все и вся, так что ремонтировать просто нечего — все полностью сгорело. Суть взрыва проста и неприхотлива: кипящий электролит своим давлением пара разрывает герметичную оболочку и выталкивает ее содержимое. Таким образом, «взлететь» может не только оксидный конденсатор, но и бумажный, и пленочный, если есть достаточно жесткий случай. Точно так же батареи взрываются, если они заряжены неправильно (с «немного» другой физикой и химическим составом литий-ионных аккумуляторов, подробнее об этом ниже).

Кстати, такие взрывы могут представлять серьезную опасность, особенно если речь идет о больших старых советских конденсаторах без предохранительного клапана и насечек на корпусе. Описание происшествия я возьму из комментариев:

в ходе экспериментов было установлено, что конденсатор 10000мкф, 25В (?) в твердом корпусе способен оставлять 7-метровую вмятину в алюминиевом профиле глубиной 5 мм. (@OvO)

(Я не менял цитату, чтобы сохранить атмосферу после взрыва и рукопожатий).

Как бороться? Ставьте конденсаторы от хороших компаний и с запасом, не забывая учитывать реактивную мощность. Выбирайте последний между более дешевым конденсатором без предохранительного клапана и более дорогим с клапаном, особенно если конденсатор большой.

Обычно все взрывы в электронике ограничиваются именно той энергией, которая поступала туда непосредственно перед взрывом извне. Но иногда источник энергии находится внутри.

Настоящая взрывчатка inside

Вы знаете, как работает танталовый конденсатор? Микроскопически — как обычный электролитик: на поверхности тантала есть оксидная пленка, которая действует как изолятор. Только вместо электролита (он же вторая пластина) — диоксид марганца, смешанный с сажей для лучшей электропроводности. Основное отличие состоит в том, что вместо рулона пленки используется кирпич из прессованного танталового порошка, поры которого заполнены диоксидом марганца. Это вам что-нибудь напоминает? Это термит! Смесь порошка более активного металла и менее активного оксида, в которой после воспламенения происходит бурная реакция, сопровождающаяся выделением большого количества тепла, рассеянием искр и образованием продукта в форма расплавленного металла.

Таким образом, неудивительно, что танталовый конденсатор, пробиваясь, отправляется в царство Ямараджа не в тишине, а с салютом. Кроме того, это также может происходить в слаботочных цепях, от которых не ожидается никаких пиротехнических эффектов при воспламенении: энергии, накопленной конденсатором, достаточно для нагрева точки разрыва до начала реакции. Эти фейерверки могут длиться несколько секунд, независимо от силы тока, и могут прожечь доску, образуя дыру. На этот эффект не влияют танталовые полимерные конденсаторы, не содержащие диоксида марганца.

Я выше упоминал литий-ионные аккумуляторы, мол, там немного другое. Итак, с ними такая же история. Если снять сепаратор с заряженной литий-ионной батареи, это та же взрывоопасная смесь. Ведь катод здесь после зарядки почти как диоксид кобальта, сильный окислитель. И анод — это не только горючий графит, он также заполнен еще большим количеством горючего лития для глаз. И все это в непосредственной близости и в тесном контакте. Достаточно образовать в сепараторе небольшое отверстие — от механических повреждений, перегрева, заводского брака или дендрита металлического лития, образовавшегося из-за неправильной зарядки — так как нагреваясь от тока короткого замыкания, эта смесь сразу воспламенится.

Как бороться? Культурное управление атомной энергетикой, как сказала Фаина Раневская. Литий-ионные аккумуляторы требуют тщательного соблюдения всех соответствующих мер безопасности, описание которых относится как минимум к следующей статье. А с танталовыми конденсаторами — в общем, все как у обычных, только пробитие микросекундной иглой пробивает. Что ж, проверьте все (особенно полярность!) Перед первым включением и не наклоняйтесь сейчас за доску.

Так задумано

Электродетонаторы, электровоспламенители и пиропатроны, по сути, также являются электронными компонентами. Взрыв — это их функция. Главное, чтобы они взрывались только по команде. Это значит, что необходимо тщательно продумать схему подключения таким образом, чтобы исключить случайный запуск даже в случае возможных неисправностей. Эта область специфична, многое скрыто в секрете, и даже то, что не засекречено, не следует обсуждать на открытом пространстве по понятным причинам.

Одно время ходили рассказы о пиропатронах, встроенных в японские магнитофоны, предназначенных для взрыва устройства при попытке заглянуть внутрь. На самом деле, конечно, как в песне Иващенко и Васильева:

… И тогда они решили
посмотри, что внутри:
аккуратно открыл крышку –
динамита не было.

Поэтому в гражданской сфере основное применение этого типа компонентов — автомобильные подушки безопасности.

И я желаю вам никогда не подрываться собственными структурами. И не пренебрегайте очками.

В этой статье мы решим, что делать, если вздулась батарея вашего телефона, а также выясним, почему это происходит и как минимизировать вероятность возникновения такой неприятности.

А теперь давайте узнаем, что делать, если у вашего телефона вздулся аккумулятор.

1. Поместите аккумулятор или сам гаджет в холодильник .
   Теоретически при понижении температуры газы в аккумуляторе будут уменьшаться в объеме, но на практике сильное охлаждение может вызвать дальнейшее нарушение внутренней структуры элемента и дальнейшее выделение газа, что только ухудшит ситуацию.
2. Недооценивайте ситуацию .
   Такие батарейки вовсе не шутка. Отличного соотношения размера к вместимости нигде нет. Даже такой разряженный источник — это огромный кладезь кинетической энергии, которая в случае выхода из строя аккумулятора может проявить себя довольно серьезно — взрывом или возгоранием.
3. Попробуйте проткнуть корпус, чтобы сбросить избыточное давление. Обсудим эту тему отдельно.
4. Продолжайте пользоваться телефоном с вздувшимся аккумулятором.

Говорят, можно пользоваться мобильным телефоном, пока он заряжается, верно? Да, но используйте качественную память и соблюдайте правила.

Используйте качественные ЗУ

Он устанавливает правило использовать высококачественные или, что еще лучше, оригинальные зарядные устройства, только они могут обеспечить правильный и безопасный зарядный ток для телефонов или планшетов. Некачественный китайский блок питания может не вызвать взрыва и разрушения устройства, но микросхемы и контроллер питания способны без проблем сгореть.

Производители установили правило для предотвращения возможных несчастных случаев такого рода путем ограничения силы тока, подаваемой на аккумулятор планшета или мобильного телефона, на аппаратном уровне. Но спровоцировать нагрев корпуса и устройства в целом могут не только проблемы с накоплением энергии.

Вы наверняка заметили, что при активном использовании устройства, например для игр, он заметно нагревается, превращаясь в небольшую печку. Это связано с большой нагрузкой на центральный процессор, который производит миллионы вычислений в секунду. Если зарядить гаджет прямо сейчас, произойдет значительный перегрев устройства и вы знаете, чем это может закончиться.

Поэтому ответ на вопрос, можно ли во время зарядки использовать планшет или смартфон, звучит так: Да, но с соблюдением некоторых правил.

• Не запускайте слишком много приложений при использовании устройства во время зарядки аккумулятора
• настоятельно рекомендуется не играть в 3D-игры, так как они сильно нагружают процессор, который, в свою очередь, начинает потреблять много энергии, разряжая аккумулятор. Аккумулятор начинает нагреваться вместе с микросхемами.
• Активное использование мобильного Интернета при зарядке аккумулятора также вызывает сильный нагрев в области передатчика сигнала, что также может обернуться проблемами.

Взрыв электронной сигареты ✅ Это выдумка или реальность конкурентов? Почему он может взорваться? Как этого избежать? Правила техники безопасности

Случаи, получившие огласку

В две тысячи тринадцатом году во Флориде был официально зафиксирован первый взрыв такого устройства. В результате взрыва 57-летний Т. Холлоуэй получил множественные травмы полости рта. Взорвавшееся устройство повредило передние зубы и оторвало кончик языка. Кроме того, мужчина получил сильный ожог лица. Устройство мужчины взорвалось во время использования.

В течение двух тысяч четырнадцатого года было официально зарегистрировано три случая взрыва электронных сигарет. В результате одного из взрывов погиб шестидесятидвухлетний мужчина.

Второй случай произошел в Англии с мужчиной 48 лет. У Д. Аспиналла случился взрыв электронной сигареты. Устройство загорелось прямо в руках мужчины, который тут же выбросил его. Когда устройство упало, оно взорвалось, осколки разлетелись по комнате, повредив мебель и самого человека. По словам врачей, участвовавших в операции по извлечению осколков устройства, характер повреждений аналогичен разорвавшейся гранате.

Последний случай, зафиксированный в две тысячи четырнадцатом году, произошел с жительницей Дестина Д. Лаурией. Устройство взорвалось во время использования, вызвав ожоги верхней части тела, зубов и пальцев.

В течение двух тысяч шестнадцатого года был зафиксирован только один случай взрыва такого устройства. Авария произошла в Германии, и владелец взорвавшегося устройства выбил себе передние зубы.

Подобные случаи продолжались и в этот период, но позже потерпевшая опровергла сказанные ранее слова, заявив, что получила травму на работе. Этот случай имел большой резонанс в обществе, где большинство людей из растущей ЭС заявили, что все, что произошло, было намеренно сфальсифицировано, чтобы получить компенсацию от производителя конкретной марки электронных сигарет.

Многие из тех, кто использует такие устройства, полностью уверены, что такие предметы — всего лишь персонализированные голоса и главное оружие в борьбе корпораций. Многие считают, что наличие таких ситуаций играет на руку табачным компаниям.

Исследования специалистов по этой теме привели к неутешительному факту — устройство может взорваться. В большинстве случаев причиной взрыва является аккумулятор или неправильное использование устройства

Но специалисты обращают внимание на то, что ни одно устройство с аккумулятором не застраховано от взрыва.

К огромному списку опасностей, которые буквально поджидают современного человека на каждом шагу, добавилась еще одна: опасность взрыва вашего мобильного телефона. В Интернете полно сообщений о взрывах телефонов прямо в руках их владельцев во время разговоров, игр или общения в социальных сетях. Но, может быть, опасность сильно преувеличена? Давайте посмотрим, какие телефоны взрываются и почему. Какой тип …

Какие телефоны взрываются и почему это происходит?

К огромному списку опасностей, которые буквально поджидают современного человека на каждом шагу, добавилась еще одна: опасность взрыва вашего мобильного телефона.

В Интернете полно сообщений о взрывах телефонов прямо в руках их владельцев, когда они разговаривают, играют или болтают в социальных сетях. Но, может быть, опасность сильно преувеличена? Давайте посмотрим, какие телефоны взрываются и почему.

Какие телефоны взрываются чаще всего?

Изучив статистику отчетов о взрывах телефонов, можно сделать вывод, что буквально все марки и модели телефонов являются взрывоопасными. В последнее время внимание было сосредоточено на продуктах Samsung, которым даже пришлось снять с продажи все телефоны Galaxy Note 7 из-за волны паники.

Но тут же в СМИ появились новости о взрывах iPhone 7, а также других моделей iPhone и iPad. Кстати, взрываются не только телефоны: планшеты разных марок подвержены одной и той же «болезни.

Что может взорваться в современном телефоне?

Посмотрев видео взрыва сотового телефона, можно подумать, что он полон взрывчатки, которая может самопроизвольно взорваться в любой момент. В каком-то смысле это так, потому что пока нет телефонов, которые могли бы работать без батареек.

Батарея — единственная взрывоопасная часть любого телефона. В нормальных условиях он, конечно, не может взорваться, но при совпадении неблагоприятных факторов процессы, происходящие внутри аккумулятора, быстро ускоряются, что приводит к взрыву.

Как взрывается телефонный аккумулятор?

Сегодня практически все модели телефонов, независимо от марки, используют литий-ионные аккумуляторы, действие которых основано на ионизации атомов лития в электролите.

Электрохимическая ячейка, заполненная раствором органических солей лития, разделена пористым полимерным сепаратором. В одной части находится анод, в другой — катод. Сепаратор предотвращает прямой контакт электродов, поэтому электрохимическая реакция протекает медленно, поскольку ионы лития фильтруются через сепаратор.

При повреждении сепаратора возникает короткое замыкание между анодом и катодом. Активируется электрохимический процесс, ускоряющийся в сотни раз, из-за чего защитный слой анода разлагается. Литий анода вступает в электролитическую реакцию с выделением газообразных углеводородов — метана, этилена, этана и других. Давление газов приводит к разрыву корпуса и внутрь проникает кислород, воспламеняя электролит, после чего аккумулятор взрывается.

Что может привести к взрыву?

В принципе, современные аккумуляторы достаточно устойчивы к неблагоприятным воздействиям, однако производители, конечно, не могут предусмотреть все жизненные ситуации. Чаще всего выходит из строя и взрывается аккумулятор:

— после падения телефона из-за повреждения разделителя в результате удара;

— сложив телефон в кармане или рюкзаке;

— из-за нагрева выше 60 градусов по Цельсию — предел, установленный литий-ионной аккумуляторной технологией;

— после длительной эксплуатации, приведшей к прорастанию дендроидов металлического лития через поры сепаратора.

Чаще всего взрываются батареи, находящиеся в эксплуатации длительное время, с заметным изменением геометрической формы (вздутие стенок). Кроме того, нарушение технологии изготовления аккумуляторов может привести к повышенной вероятности взрыва, что, к сожалению, не так уж и редко на небольших фабриках Китая. Поэтому при замене аккумулятора лучше не экономить на покупке дешевых «noname» продуктов и выбирать аккумуляторы от оригинального или авторизованного производителя.

Почему происходят взрывы аккумуляторов Samsung Galaxy Note 7 и iPhone 7?

Обратив внимание на взрывы аккумуляторов телефонов известных производителей, можно увидеть, что обе модели водонепроницаемы, т.е вентиляция корпуса очень затруднена. Это значит, что естественное охлаждение аккумулятора практически не работает.

Вероятность ускорения реакции электролита из-за перегрева значительно возрастает, особенно когда телефон активно используется для просмотра / съемки видео, игр или поиска в Интернете. Кроме того, нельзя исключать ухудшение качества комплектующих из-за стремления снизить себестоимость производства — теперь в этом виноваты буквально все производители.

Не перегревайте телефон, не роняйте его и защищайте от деформирующих нагрузок на корпус, вовремя заменяйте аккумулятор, выбирая товары оригинальных брендов. Соблюдая эти простые правила, вы снизите риск взрыва вашего телефона практически до нуля.