Как работает бесконтактный тестер напряжения?

Как бесконтактный тестер напряжения обнаруживает напряжения и / или токи? Они ограничены напряжениями определенного диапазона или типа (переменного или постоянного тока)?

Вот некоторые эксперименты, которые я провел, что привело к этому вопросу: используя дешевую ручку, которую я купил за пару баксов, я могу обнаружить обычное напряжение 120 В в американской розетке, но я также смог обнаружить напряжение в USB-кабеле, соединяющем переключение электропитания на смартфон (эта настройка обычно называется зарядкой телефона). Здесь, конечно, рассматриваемое напряжение является постоянным с незначительной пульсацией. Я также заметил, что хотя детектор может определять напряжение 5 В кабеля зарядного устройства телефона, он не может определить напряжение в кабеле клавиатуры USB. Единственная разница между этими двумя сценариями - это текущий уровень и, возможно, некоторые незначительные различия в сигнализации.

И последний вопрос: в каком сценарии напряжение / ток вы должны использовать датчик ограничения тока, а не бесконтактный детектор напряжения для простого обнаружения наличия энергии без вмешательства?

они работают путем емкостного измерения переменного напряжения на проводе под напряжением. они работают только с AC.

Очевидно, что он реагирует на некоторый изменяющийся сигнал на USB-кабеле (возможно, "отскок от земли" из-за переменного тока, потребляемого переключающим регулятором в телефоне. (USB-кабели обычно хорошо экранированы, так что это почти все, что может быть там).

Поскольку датчик емкостный, чем выше частота, тем более чувствительной она является (до предела частоты, если используется усилитель), поэтому 100 В при 60 Гц производит такой же выходной сигнал с амплитудой, что и 10 мВ при 600 кГц.

если зарядное устройство имеет невыпадающий кабель (не использует отсоединяемый USB-кабель), то он, вероятно, не экранирован, и сигнал может поступать от самого источника питания.

Токовые клещи предназначены для измерения того, сколько электрического тока протекает через один проводник (например, чтобы получить указание на то, что цепь не только находится под напряжением, но и используется), так как вам необходимо отделить отдельные проводники кабеля, Вы обычно используете их в распределительной коробке или в другом месте, где кабель открыт. использование токового зажима на жгуте кабеля обычно дает нулевое показание (если нет какой-либо электрической неисправности)

Вы должны понимать, что есть две разные вещи: напряжение и ток. Напряжение присутствует в розетке, даже если к ней ничего не подключено (следовательно, у вас может быть напряжение и отсутствие тока). В качестве альтернативы нейтральный провод имеет потенциал заземления 0 В, но через него может протекать большой ток.

Напряжение создает электрическое поле, а ток создает магнитное поле. Поэтому в зависимости от его конструкции вы можете иметь устройства, чувствительные к статическим электрическим полям (например, детектор постоянного тока), и устройства, чувствительные только к переменным электрическим полям (детектор переменного тока). То же самое относится к детекторам магнитного поля, таким как датчики в токовом датчике.

Поэтому, если вам нужно только измерить наличие вредного напряжения, вы должны использовать детектор напряжения, а не токовый ограничитель (который будет показывать 0 А, если в данный момент оборудование не потребляет ток из сети). На самом деле, если вы, например, обрезаете провод, вы должны сначала измерить и то, и другое: что у него нет вредного напряжения относительно земли, и что через него не течет ток.

Как бесконтактный тестер напряжения обнаруживает напряжения и / или токи? Они ограничены напряжениями определенного диапазона или типа (переменного или постоянного тока)?

Они основаны на емкостной связи, которая ограничивает их переменным током, и, как правило, рассчитаны на сетевое напряжение. Ваше тело, являющееся крупным объектом, имеет некоторую емкость относительно земли. Это создает (очень слабую) цепь от элемента с переменным напряжением на нем, через тестер, через ваше тело и через емкость на землю.

Я также заметил, что хотя детектор может определять напряжение 5 В кабеля зарядного устройства телефона, он не может определить напряжение в кабеле клавиатуры USB. Единственная разница между этими двумя сценариями - это текущий уровень и, возможно, некоторые незначительные различия в сигнализации.

Неправильно!

Для подавления электромагнитных помех от импульсных источников питания емкость должна быть размещена между входной и выходной сторонами.

В источнике питания класса 1 (с заземлением) земля используется в качестве барьера между входом и выходом либо путем подключения выхода к заземлению, либо путем разделения емкости на две части последовательно, часть между выходом и заземлением и часть между сеть заземления и сеть живут / нейтральны.

В источнике питания класса 2 (без заземления) заземление отсутствует, поэтому его нельзя использовать в качестве барьера. В результате выход часто находится под значительным напряжением относительно земли (половина сетевого напряжения является обычной). Это не должно представлять угрозу безопасности, если источник питания спроектирован надлежащим образом, поскольку конденсаторы имеют высокий импеданс (низкую емкость) и, следовательно, «ток прикосновения» является низким, несмотря на высокое напряжение разомкнутой цепи. Конденсаторы будут особого типа безопасности, так что выход конденсаторов из строя при коротком замыкании крайне маловероятен.

Как правило, блоки питания ПК относятся к классу 1, а блоки питания смартфонов - к классу 2. Именно поэтому ваш тестер загорается на кабеле для зарядки телефона, а не на кабеле для клавиатуры.

И последний вопрос: в каком сценарии напряжение / ток вы должны использовать датчик ограничения тока, а не бесконтактный детектор напряжения для простого обнаружения наличия энергии без вмешательства?

Не существует надежного способа обнаружения электричества без навязчивости. Особенно когда речь идет о многожильных кабелях, а не об отдельных проводах.

В связи с последним вопросом о причинах использования датчиков токовых
клещей : Токовые клещи позволяют измерять ток в проводнике минимально инвазивным. Вы используете их не для проверки работоспособности кабеля, а для того, чтобы увидеть, например, потребление тока нагрузкой.
Если в зажиме используется принцип трансформатора, то вы можете измерять только переменный ток.
Зажим, основанный на эффекте Холла, позволяет измерять переменный и постоянный ток. Существуют зажимы с обычной максимальной частотой около 500 кГц, которые предназначены для подключения к осциллографу. Это позволяет детально проанализировать поведение нагрузки или источника.

Помните, что бесконтактный детектор напряжения - ненадежный способ поиска проводов под напряжением. Он не измеряет фактическое напряжение и не позволяет различать разные фазы.