Як працює безконтактний тестер напруги?

Яким чином безконтактна ручка тестера напруги визначає напруги та / або струми? Чи обмежені вони напругами певного діапазону чи типу (змінного чи постійного струму)?

Ось кілька експериментів, які я провів, що призводять до цього питання: Використовуючи дешеву ручку, яку я купив за пару доларів, я можу виявити звичайний 120 В змінного струму в американській розетці, але мені також вдалося виявити напругу в кабелі USB, що підключає перемикання блоку живлення на смартфон (ця настройка зазвичай називається зарядкою телефону). Тут, звичайно, напруга, про яке йде мова, є постійним струмом з незначною пульсацією. Я також помітив, що хоча детектор може виявити 5В кабелю зарядного пристрою телефону, він не може виявити напругу в кабелі USB-клавіатури. Єдина відмінність між цими двома сценаріями - це поточний рівень та, можливо, деякі незначні відмінності в сигналізації.

Остаточне запитання: У якому сценарії напруги / струму вам доведеться використовувати датчик струму затискача, а не безконтактний детектор напруги, щоб просто виявити наявність напруги без нав'язливості?

вони працюють за допомогою ємнісного зондування напруги змінного струму на живому провіднику. вони працюють лише з змінного струму.

Він, очевидно, реагує на різний сигнал на USB-кабелі (можливо, "відскок заземлення" через різну силу струму регулятора комутації в телефоні. (USB-кабелі, як правило, добре екрановані, так що приблизно все, що може бути там).

Оскільки накопичувач ємнісний, чим вище частота, тим вона чутливіша (аж до обмеження частоти, якщо підсилювач, який він використовує), тож 100В на 60Гц виробляє ту ж амплітуду вихідного сигналу, що і 10мВ при 600 кГц

якщо в зарядному пристрої є кабель, що знаходиться в полоні (не використовується роз'ємний кабель USB), він, ймовірно, не екранований, і сигнал може бути від самого джерела живлення.

Поточні затискачі призначені для вимірювання кількості електричного струму, що протікає через один провідник (наприклад, для отримання вказівки на те, що ланцюг не тільки живе, але й використовується), оскільки потрібно відокремити окремі провідники кабелю, ти зазвичай їх використовуєш у роз'єднувальній коробці чи в іншому місці, де розкривається кабель. використання струмового затискача на вбудованому кабелі, як правило, дає нульове зчитування (якщо тільки якась електрична несправність)

Вам потрібно усвідомити, що є дві різні речі: напруга і струм. Напруга присутній у розетці, навіть якщо до неї нічого не підключено (тому у вас може бути напруга і відсутність струму). Крім того, нейтральний провід знаходиться на 0V потенціалі землі, але ви можете мати великий струм, що протікає через нього.

Напруга створює електричне поле, тоді як струм створює магнітне поле. Тому залежно від його конструкції ви можете мати пристрої, чутливі до статичних електричних полів (тому детектор постійного струму), і пристрої, чутливі лише до змінних електричних полів (детектор змінного струму). Те саме стосується детекторів магнітного поля, таких як датчики струму струму.

Тому, якщо вам потрібно лише вимірювати наявність шкідливої ​​напруги, ви використовували б детектор напруги, а не струмовий затискач (який вказуватиме 0 A, якщо в цей момент жодне обладнання не виводить струм з електромережі). Насправді, якщо ви, наприклад, вирізали провід, вам слід спочатку виміряти обидва: щоб він не мав шкідливої ​​напруги щодо землі і що через нього не протікає струм.

Яким чином безконтактна ручка тестера напруги визначає напруги та / або струми? Чи обмежені вони напругами певного діапазону чи типу (змінного чи постійного струму)?

Вони покладаються на ємнісну муфту, яка обмежує їх змінного струму, і вони, як правило, розраховані на напругу мережі. Ваше тіло, що є великим об'єктом, має певну ємність до землі. Це робить (дуже слабкий) ланцюг з елемента з напругою змінного струму на ньому, через тестер, через ваше тіло і через ємність до землі.

Я також помітив, що хоча детектор може виявити 5В кабелю зарядного пристрою телефону, він не може виявити напругу в кабелі USB-клавіатури. Єдина відмінність між цими двома сценаріями - це поточний рівень та, можливо, деякі незначні відмінності в сигналізації.

Неправильно!

Для придушення електромагнітних перешкод в комутованому режимі джерела живлення повинні бути розміщені між вхідною і вихідною сторонами.

У джерелі живлення класу 1 (Земляний) земля використовується як бар'єр між входом і виходом, або шляхом підключення виходу до земної мережі, або шляхом розділення ємності на дві частини послідовно, частина між вихідною та мережевою землею і частина між мережа та мережа живуть / нейтрально.

У електромережі класу 2 (без заземлення) мережева мережа недоступна, тому її не можна використовувати як бар'єр. Результат полягає в тому, що вихід часто знаходиться при значній напрузі щодо земної (половина напруги мережі є загальною). Це не повинно становити небезпеки для безпеки, якщо джерело живлення належним чином сконструйовано, оскільки конденсатори мають високий опір (низька ємність), а отже, "струм дотику" низький, незважаючи на високу напругу відкритого контуру. Конденсатори будуть спеціальними типами безпеки, так що несправність короткого замикання конденсаторів є вкрай малоймовірною.

Як правило, джерела живлення для ПК - це клас 1, тоді як цегли живлення для смартфонів - клас 2. Ось чому ваш тестер засвітився на кабелі для зарядки телефону, а не на кабелі для вашої клавіатури.

Остаточне запитання: У якому сценарії напруги / струму вам доведеться використовувати датчик струму затискача, а не безконтактний детектор напруги, щоб просто виявити наявність напруги без нав'язливості?

Немає надійного способу виявлення електрики без нав'язливості. Особливо при роботі з багатожильними кабелями, а не окремими проводами.

Що стосується остаточного питання з причин використання датчиків струмових затискачів: струмові
затискачі дозволяють вимірювати струм у провіднику малоінвазивним. Ви не використовуєте їх для перевірки живлення кабелю, а, наприклад, для перегляду поточного споживання навантаження.
Якщо в затискачі використовується принцип трансформатора, то ви можете вимірювати тільки змінного струму.
Затискач на основі ефекту Холла дозволяє вимірювати змінного струму та постійного струму. Існують затискачі зі звичайною максимальною частотою близько 500 кГц, які призначені для підключення до осцилографа. Це дозволяє детально проаналізувати поведінку вантажу чи джерела.

Майте на увазі, що безконтактний детектор напруги є ненадійним способом пошуку живих проводів. Це не вимірює фактичну напругу, а також не дозволяє розрізнити різні фази.