Как это приложение для iPhone измеряет мощность, протекающую через шнур переменного тока?

Моя электрическая утилита выпустила приложение для iPhone под названием «DTE Insight», которое (помимо прочего) измеряет количество энергии, протекающей через шнур питания устройства, предлагая вам прижать его к определенной части iPhone под определенным углом. Я проверил это приложение по измерениям на моем Kill-a-Watt, и приложение кажется удивительно точным до такой степени, что я не совсем понимаю, как оно работает.

Я понимаю, что ток, протекающий через проводник, создает магнитное поле вокруг проводника, и я предполагаю, что это приложение использует датчик магнитного поля телефона, чтобы попытаться измерить магнитное поле, вызванное током, протекающим через кабель, а затем умножить вычисленный ток предполагаемым напряжением 115 или 120 или что-то еще для оценки мощности.

Что меня смущает, так это то, что кабели бытовой техники содержат два проводника с током. Разве противоположные магнитные поля от двух проводников не будут мешать и почти полностью подавлять их соответствующие поля в области вокруг кабеля? Приложение спрашивает, является ли тестируемый шнур двух- или трехконтактным, и является ли шнур круглым или плоским. Кто-нибудь может объяснить мне, как это может работать?

Данные

Я провел несколько тестов, используя приложение и мой Kill-a-Watt для измерения потребляемой мощности при тех же нагрузках. Я сделал пять испытаний каждого из четырех нагрузок с помощью приложения. Нагрузки были:

1. Различное компьютерное оборудование, разделяющее удлинитель
2. Электрический вентилятор на низких
3. Электрический вентилятор на среднем
4. Электрический вентилятор на высокой

Результаты приведены ниже:

Вычислить нагрузку:

Kill-a-Watt: 632 Вт, 757 ВА

Приложение: 678 Вт, 667 Вт, 623 Вт, 662 Вт, 644 Вт

Вентилятор на низком уровне:

Kill-a-Watt: 56 Вт, 57 ВА

Приложение: 75 Вт, 75 Вт, 75 Вт, 75 Вт, 77 Вт

Поклонник на средних:

Kill-a-Watt: 75 Вт, 75 ВА

Приложение: 103 Вт, 101 Вт, 98 Вт, 100 Вт, 97 Вт

Вентилятор на высоком:

Kill-a-Watt: 97 Вт, 102 ВА

Приложение: 132 Вт, 129 Вт, 131 Вт, 128 Вт, 131 Вт

Воспроизводимость

Если вы хотите попробовать это самостоятельно, вам нужно выбрать «Инструменты», а затем «Сканирование питания» в главном меню приложения.

Не пользуясь указанным приложением, я считаю, что он мастер предположений и средних значений.

Дальнее поле линии передачи с двумя противоположными проводниками тока по существу равно нулю. Однако ближнее поле на чем-либо, кроме сплошного экрана, всегда будет иметь неуравновешенную составляющую вокруг него.

Максимальный дисбаланс будет, когда два токовых проводника «затмеваются», а ближнее поле будет в основном из-за более близкого проводника.

Что я предлагаю для лучших испытаний, так это то, что вы берете сетевой кабель и осторожно снимаете внешнее покрытие на 12 дюймов или около того, чтобы отделить внутренние провода (сделайте это с запасным шнуром чайника, если хотите). Затем запустите тесты, когда телефон находится рядом с одним из проводов под напряжением, и посмотрите, есть ли у него воспроизводимые результаты.

Также важно помнить, что датчик магнитного поля в телефоне должен быть 3-осевым устройством, чтобы он мог определять «направление» магнитного поля и выводить положение проводника до некоторой степени и немного корректировать.

Точность в 30% по сравнению с несколько более предсказуемым устройством, я думаю, довольно феноменальна, как вы обнаружили. Поправиться к лучшему, очевидно, будет гораздо сложнее, если принять во внимание свободные условия испытаний.

Это напоминает мне полностью пассивный амперметр постоянного тока, который был у моего друга, которому было более 50 лет. Он был просто помещен против (одиночного) проводника (такого как зарядный провод генератора в автомобиле) и отклонял его иглу, чтобы указать локальное индуцированное магнитное поле, пропорциональное току. Ориентация была важна, и она не читала бы точно, если бы поблизости находился обратный проводник, однако принцип был почти таким же.

Я подозреваю, что ток, протекающий по кабелю, отклоняет показания «компаса». Даже если противоположные потоки тока уменьшают напряженность магнитного поля, напряженность магнитного поля не равна нулю в непосредственной близости. Чем сильнее поток тока, тем сильнее отклонение. Программное обеспечение может различать переменное (или пульсирующее) магнитное поле и неизменное магнитное поле Земли, каждое из которых имеет разные «заголовки». Относительная магнитная сила между двумя помогает рассчитать ток, протекающий в проводе.