Jak ta aplikacja na iPhone'a mierzy moc przepływającą przez przewód urządzenia prądu przemiennego?

Moje narzędzie elektryczne wydało aplikację na iPhone o nazwie „DTE Insight”, która (między innymi) mierzy ilość energii przepływającej przez przewód zasilający urządzenia, prosząc o przytrzymanie przewodu pod określoną częścią iPhone'a pod określonym kątem. Przetestowałem tę aplikację pod kątem pomiarów z mojego Kill-a-Watta, a aplikacja wydaje się niezwykle dokładna do tego stopnia, że ​​tak naprawdę nie rozumiem, jak to działa.

Rozumiem, że prąd przepływający przez przewodnik tworzy pole magnetyczne wokół przewodnika i wyobrażam sobie, że ta aplikacja korzysta z czujnika pola magnetycznego telefonu, aby spróbować zmierzyć pole magnetyczne wywołane przez prąd przepływający przez kabel, a następnie zwielokrotnić obliczony prąd przez założone napięcie 115 lub 120 lub cokolwiek innego w celu oszacowania mocy.

To, co mnie dezorientuje, to to, że kable urządzeń gospodarstwa domowego zawierają dwa przewody przewodzące prąd. Czy przeciwne pola magnetyczne z dwóch przewodników nie zakłócałyby i prawie całkowicie eliminowały swoje odpowiednie pola w obszarze wokół kabla? Aplikacja pyta, czy testowany przewód jest przewodem dwu- czy trzy-bolcowym oraz czy przewód jest okrągły czy płaski. Czy ktoś może mi wyjaśnić, jak to może działać?

Dane

Zrobiłem kilka testów, używając aplikacji i mojego Kill-a-Watt, aby zmierzyć pobór mocy tych samych obciążeń. Zrobiłem pięć prób każdego z czterech ładunków za pomocą aplikacji. Ładunki były:

1. Różne urządzenia komputerowe dzielące listwę zasilającą
2. Niski poziom wentylatora elektrycznego
3. Wentylator elektryczny na średnim poziomie
4. Wysoki wentylator elektryczny

Wyniki są następujące:

Obciążenie obliczeniowe:

Kill-a-Watt: 632 W, 757 VA

Aplikacja: 678 W, 667 W, 623 W, 662 W, ​​644 W.

Wentylator na niskim poziomie:

Kill-a-Watt: 56 W, 57 VA

Aplikacja: 75 W, 75 W, 75 W, 75 W, 77 W.

Fan on Medium:

Kill-a-Watt: 75 W, 75 VA

Aplikacja: 103 W, 101 W, 98 W, 100 W, 97 W.

Fan on High:

Kill-a-Watt: 97 W, 102 VA

Aplikacja: 132 W, 129 W, 131 W, 128 W, 131 W.

Odtwarzalność

Jeśli chcesz spróbować tego samodzielnie, wybierz „Narzędzia”, a następnie „Wykonaj skanowanie zasilania” z menu głównego aplikacji.

Nie użyłem wspomnianej aplikacji. Uważam, że jest mistrzem założeń i średnich.

Pole dalekie linii przesyłowej z dwoma przeciwnymi przewodami prądowymi jest zasadniczo zerowe. Jednak bliskie pole na czymkolwiek innym niż wspólny topór ekranowy zawsze będzie miało wokół siebie niezrównoważony komponent.

Maksymalne niewyważenie wystąpi, gdy dwa przewody prądowe zostaną „zaćmione”, a bliskie pole będzie głównie spowodowane bliższym przewodnikiem.

Sugeruję, aby dla lepszych prób wziąć kabel sieciowy i ostrożnie zdjąć zewnętrzną osłonę na około 12 cali, aby oddzielić wewnętrzne przewody (zrób to z zapasowym przewodem czajnika, jeśli chcesz). Następnie uruchom testy z telefonem umieszczonym obok jednego z przewodów pod napięciem i sprawdź, czy ma powtarzalne wyniki.

Ważne jest również, aby pamiętać, że czujnik pola magnetycznego w telefonie powinien być urządzeniem 3-osiowym, aby mógł określić „kierunek” pola magnetycznego i określić położenie przewodu w pewnym stopniu i nieco poprawić.

Dokładność 30% w porównaniu do nieco bardziej przewidywalnego urządzenia. Myślę, że jest tak fenomenalny, jak odkryłeś. Poprawa będzie oczywiście znacznie trudniejsza, biorąc pod uwagę wymagane luźne warunki testowe.

Przypomina mi to całkowicie pasywny amperomierz prądu stałego, który miał mój przyjaciel, który miał ponad 50 lat. Został on jedynie umieszczony na (pojedynczym) przewodzie (takim jak przewód ładowania alternatora w samochodzie) i odchyliłby igłę, aby wskazać lokalne indukowane pole magnetyczne proporcjonalne do prądu. Orientacja była ważna i nie odczytałaby dokładnie, gdyby w pobliżu znajdował się przewód powrotny, jednak zasada jest prawie taka sama.

Podejrzewam, że prąd płynący w kablu odchyla odczyt „kompasu”. Pomimo tego, że przeciwny przepływ prądu zmniejsza siłę pola magnetycznego, siła pola magnetycznego jest bliska zeru w bliskiej odległości. Im silniejszy przepływ prądu, tym silniejsze ugięcie. Oprogramowanie może rozróżniać między zmiennym (lub pulsującym) polem magnetycznym a niezmiennym polem magnetycznym Ziemi, każde z różnymi „nagłówkami”. Względne siły magnetyczne między nimi pomagają obliczyć prąd płynący w drucie.