Jak działa bezdotykowy tester napięcia?

W jaki sposób bezdotykowy pisak do testowania napięcia wykrywa napięcia i / lub prądy? Czy są ograniczone do napięć określonego zakresu lub typu (AC lub DC)?

Oto kilka przeprowadzonych przeze mnie eksperymentów, które doprowadziły do ​​pytania: za pomocą taniego długopisu, który kupiłem za kilka dolarów, mogę wykryć zwykłe napięcie 120 V AC w ​​amerykańskim gniazdku, ale udało mi się również wykryć napięcie w kablu USB łączącym przełączanie zasilania smartfona (ta konfiguracja jest zwykle określana jako ładowanie telefonu). Tutaj oczywiście omawiane napięcie to prąd stały z nieznacznym tętnieniem. Zauważyłem również, że chociaż wykrywacz może wykryć 5 V kabla ładowarki telefonu, nie może wykryć napięcia w kablu klawiatury USB. Jedyną różnicą między tymi dwoma scenariuszami jest obecny poziom i być może pewne niewielkie różnice w sygnalizacji.

Ostatnie pytanie: w jakim scenariuszu napięcie / prąd musiałbyś zastosować czujnik cęgowy prądu, a nie bezdotykowy wykrywacz napięcia do zwykłego wykrywania obecności mocy nieinwazyjnie?

działają poprzez pojemnościowe wykrywanie napięcia prądu przemiennego na przewodzie pod napięciem. działają tylko z AC.

Oczywiście reaguje na różne sygnały na kablu USB (możliwe „odbicie od ziemi” z powodu zmieniającego się poboru prądu przez regulator przełączający w telefonie. (Kable USB są zwykle dobrze ekranowane, więc to wszystko, co prawdopodobnie tam będzie).

Ponieważ przetwornik jest pojemnościowy, im wyższa częstotliwość, tym jest on bardziej czuły (do limitu częstotliwości, jeśli używa wzmacniacza), więc 100 V przy 60 Hz wytwarza ten sam wzmacniacz sygnału wyjściowego jak 10 mV przy 600 kHz

jeśli ładowarka ma uwięziony kabel (nie używa odłączanego kabla USB), prawdopodobnie nie jest ekranowana, a sygnał może pochodzić z samego źródła zasilania.

Cęgi prądowe służą do pomiaru ilości prądu elektrycznego przepływającego przez pojedynczy przewodnik (np. W celu uzyskania wskazania, że ​​obwód jest nie tylko pod napięciem, ale jest również w użyciu), ponieważ należy oddzielić poszczególne przewodniki kabla, zwykle używasz ich w puszce przyłączeniowej lub w innym miejscu, w którym kabel jest otwarty. użycie cęgów prądowych na dołączonym kablu zazwyczaj daje zerowy odczyt (chyba że wystąpi jakaś usterka elektryczna)

Musisz zdać sobie sprawę, że istnieją dwie różne rzeczy: napięcie i prąd. Napięcie jest obecne w gniazdku, nawet jeśli nic nie jest do niego podłączone (dlatego możesz mieć napięcie i nie mieć prądu). Alternatywnie drut zerowy ma potencjał uziemienia 0 V, ale może przepływać przez niego duży prąd.

Napięcie wytwarza pole elektryczne, a prąd tworzy pole magnetyczne. Dlatego w zależności od jego budowy możesz mieć urządzenia wrażliwe na elektrostatyczne pola elektryczne (a więc detektor prądu stałego) oraz urządzenia wrażliwe tylko na zmienne pola elektryczne (detektor prądu przemiennego). To samo dotyczy detektorów pola magnetycznego, takich jak czujniki cęgowe prądu.

Dlatego jeśli potrzebujesz tylko zmierzyć obecność szkodliwego napięcia, skorzystaj z detektora napięcia, a nie z cęgów prądowych (które wskażą 0 A, jeśli żadne urządzenie nie pobiera prądu z sieci w tym momencie). W rzeczywistości, jeśli na przykład przecinasz drut, powinieneś najpierw zmierzyć oba: że nie ma on szkodliwego napięcia w stosunku do ziemi i że nie przepływa przez niego prąd.

W jaki sposób bezdotykowy pisak do testowania napięcia wykrywa napięcia i / lub prądy? Czy są ograniczone do napięć określonego zakresu lub typu (AC lub DC)?

Opierają się na sprzężeniu pojemnościowym, które ogranicza je do prądu przemiennego, i są ogólnie zaprojektowane do napięcia sieciowego. Twoje ciało będące dużym przedmiotem ma pewną pojemność do ziemi. Powoduje to (bardzo słaby) obwód z przedmiotu z napięciem przemiennym na nim, przez tester, przez twoje ciało i przez pojemność do ziemi.

Zauważyłem również, że chociaż wykrywacz może wykryć 5 V kabla ładowarki telefonu, nie może wykryć napięcia w kablu klawiatury USB. Jedyną różnicą między tymi dwoma scenariuszami jest obecny poziom i być może pewne niewielkie różnice w sygnalizacji.

Źle!

W celu stłumienia zakłóceń elektromagnetycznych pochodzących z zasilaczy impulsowych należy umieścić pojemność między stroną wejściową i wyjściową.

W zasilaczu klasy 1 (uziemionym) uziemienie służy jako bariera między wejściem a wyjściem poprzez połączenie wyjścia z uziemieniem sieciowym lub poprzez podzielenie pojemności na dwie części szeregowo, część między wyjściem a uziemieniem sieci oraz część pomiędzy uziemienie i zasilanie pod napięciem / neutralne.

W zasilaczu klasy 2 (nieuziemionym) uziemienie nie jest dostępne, dlatego nie może być używane jako bariera. W wyniku tego napięcie wyjściowe jest często pod znacznym napięciem względem ziemi (wspólna jest połowa napięcia sieciowego). Nie powinno to stanowić zagrożenia dla bezpieczeństwa, jeśli zasilacz jest odpowiednio zaprojektowany, ponieważ kondensatory mają wysoką impedancję (niską pojemność), a zatem „prąd dotykowy” jest niski pomimo wysokiego napięcia w obwodzie otwartym. Kondensatory będą specjalnymi rodzajami bezpieczeństwa, tak więc awaria zwarciowa kondensatorów jest bardzo mało prawdopodobna.

Zasadniczo zasilacze komputerowe należą do klasy 1, a klocki zasilania smartfona do klasy 2. Dlatego tester świecił na kablu do ładowania telefonu, ale nie na kablu do klawiatury.

Ostatnie pytanie: w jakim scenariuszu napięcie / prąd musiałbyś zastosować czujnik cęgowy prądu, a nie bezdotykowy wykrywacz napięcia do zwykłego wykrywania obecności mocy nieinwazyjnie?

Nie ma niezawodnego sposobu na nieinwazyjne wykrywanie elektryczności. Zwłaszcza w przypadku kabli wielożyłowych, a nie pojedynczych przewodów.

W odniesieniu do ostatniego pytania z powodów, kiedy należy zastosować czujniki cęgowe prądu:
cęgi prądowe umożliwiają pomiar prądu w przewodzie minimalnie inwazyjnym. Nie używasz ich do sprawdzania, czy kabel jest pod napięciem, ale na przykład do sprawdzania aktualnego zużycia obciążenia.
Jeśli cęgi wykorzystują zasadę transformatora, wówczas można mierzyć tylko prąd przemienny.
Cęgi oparte na efekcie Halla umożliwiają pomiar prądu przemiennego i stałego. Istnieją cęgi o zwykłej maksymalnej częstotliwości około 500 kHz, które są przeznaczone do podłączenia do oscyloskopu. Umożliwia to szczegółową analizę zachowania ładunku lub źródła.

Należy pamiętać, że bezdotykowy wykrywacz napięcia jest niewiarygodnym sposobem poszukiwania przewodów pod napięciem. Nie mierzy rzeczywistego napięcia ani nie pozwala rozróżnić różnych faz.