Come funziona un tester di tensione senza contatto?

In che modo una penna per tester di tensione senza contatto rileva tensioni e / o correnti? Sono limitati a tensioni di un certo intervallo o tipo (CA o CC)?

Ecco alcuni esperimenti che ho condotto che portano a questa domanda: Usando una penna economica che ho comprato per un paio di dollari, posso rilevare i soliti 120 V CA in una presa americana, ma sono stato anche in grado di rilevare la tensione in un cavo USB che collega un passaggio dell'alimentazione a uno smartphone (questa configurazione viene generalmente definita come ricarica del proprio telefono). Qui, ovviamente, la tensione in questione è DC con un'increspatura trascurabile. Ho anche notato che mentre il rilevatore è in grado di rilevare i 5 V di un cavo del caricabatterie del telefono, non può rilevare la tensione in un cavo della tastiera USB. L'unica differenza tra questi due scenari è il livello attuale e forse alcune differenze di segnalazione minori.

Un'ultima domanda: in quale scenario di tensione / corrente dovresti usare un sensore a pinza amperometrica e non un rilevatore di tensione senza contatto per rilevare semplicemente la presenza di energia in modo non intrusivo?

funzionano tramite il rilevamento capacitivo della tensione CA sul conduttore sotto tensione. funzionano solo con AC.

Ovviamente sta rispondendo ad alcuni segnali variabili sul cavo USB, (probabilmente "rimbalzo di terra" a causa della diversa corrente assorbita dal regolatore di commutazione nel telefono. (I cavi USB sono solitamente ben schermati, quindi è tutto ciò che è probabile che sia lì.

Poiché il pickup è capacitivo, maggiore è la frequenza più sensibile è (fino al limite di frequenza se l'amplificatore che utilizza), quindi 100 V a 60 Hz producono lo stesso segnale di uscita in ampiezza di 10 mV a 600 KHz

se il caricabatterie ha un cavo captive (non utilizza un cavo USB rimovibile), probabilmente non è schermato e il segnale potrebbe provenire dall'alimentatore stesso.

I morsetti di corrente servono per misurare la quantità di corrente elettrica che fluisce attraverso un singolo conduttore (ad esempio per ottenere un'indicazione che il circuito non è solo attivo ma è anche in uso), poiché è necessario separare i singoli conduttori del cavo, di solito li usi in una scatola di giunzione o in qualche altro posto in cui il cavo è aperto. l'uso di una pinza amperometrica su un cavo in dotazione di solito fornisce una lettura zero (a meno che non ci sia una sorta di guasto elettrico)

È necessario rendersi conto che ci sono due cose diverse: tensione e corrente. La tensione è presente in una presa anche se nulla è collegato ad essa (quindi è possibile avere una tensione e nessuna corrente). In alternativa, il filo neutro ha un potenziale di terra di 0 V, ma è possibile che vi sia una grande corrente che lo attraversa.

Una tensione crea un campo elettrico, mentre una corrente crea un campo magnetico. Pertanto, a seconda della sua costruzione, è possibile avere dispositivi sensibili ai campi elettrici statici (quindi un rivelatore CC) e dispositivi sensibili solo ai campi elettrici alternati (un rivelatore CA). Lo stesso vale per i rilevatori di campi magnetici, come quelli di un sensore a pinza amperometrica.

Pertanto, se hai solo bisogno di misurare la presenza di una tensione dannosa, utilizzeresti un rilevatore di tensione, e non un morsetto di corrente (che indicherà 0 A se al momento nessuna apparecchiatura è in grado di assorbire corrente dalla rete). In realtà, se dovessi tagliare un filo, ad esempio, dovresti prima misurare entrambi: che non ha una tensione dannosa rispetto alla terra e che non vi è corrente che lo attraversi.

In che modo una penna per tester di tensione senza contatto rileva tensioni e / o correnti? Sono limitati a tensioni di un certo intervallo o tipo (CA o CC)?

Si basano su un accoppiamento capacitivo che li limita alla corrente alternata e sono generalmente progettati per tensioni di rete. Il tuo corpo essendo un grande oggetto ha una certa capacità a terra. Questo crea un circuito (molto debole) dall'elemento con tensione CA su di esso, attraverso il tester, attraverso il tuo corpo e attraverso la capacità a terra.

Ho anche notato che mentre il rilevatore è in grado di rilevare i 5 V di un cavo del caricabatterie del telefono, non può rilevare la tensione in un cavo della tastiera USB. L'unica differenza tra questi due scenari è il livello attuale e forse alcune differenze di segnalazione minori.

Sbagliato!

Per sopprimere le interferenze elettromagnetiche dagli alimentatori in modalità commutata, la capacità deve essere posizionata tra i lati di ingresso e di uscita.

In un alimentatore di classe 1 (collegato a terra) la terra viene utilizzata come barriera tra l'ingresso e l'uscita collegando l'uscita alla terra o dividendo la capacità in due parti in serie, una parte tra uscita e terra e una parte tra terra e rete in tensione / neutro.

In un alimentatore di classe 2 (non collegato a terra) la messa a terra non è disponibile e quindi non può essere utilizzata come barriera. Il risultato è che l'uscita ha spesso una tensione significativa rispetto alla terra (metà della tensione di rete è comune). Ciò non dovrebbe costituire un pericolo per la sicurezza se l'alimentazione è progettata correttamente poiché i condensatori hanno un'impedenza elevata (bassa capacità) e quindi la "corrente di contatto" è bassa nonostante l'elevata tensione a circuito aperto. I condensatori saranno di tipo speciale di sicurezza, pertanto è estremamente improbabile che si verifichino guasti di corto circuito.

Come regola generale, gli alimentatori per PC sono di classe 1 mentre i mattoncini di alimentazione per smartphone sono di classe 2. Ecco perché il tester è acceso sul cavo per caricare il telefono ma non sul cavo per la tastiera.

Un'ultima domanda: in quale scenario di tensione / corrente dovresti usare un sensore a pinza amperometrica e non un rilevatore di tensione senza contatto per rilevare semplicemente la presenza di energia in modo non intrusivo?

Non esiste un modo sicuro per rilevare l'elettricità in modo non intrusivo. Soprattutto quando si tratta di cavi multipolari anziché di singoli fili.

Per quanto riguarda la domanda finale per i motivi per cui utilizzare i sensori di
pinze di corrente : le pinze di corrente consentono di misurare la corrente in un conduttore minimamente invasivo. Non li usi per verificare se un cavo è attivo, ma piuttosto per vedere il consumo corrente di un carico, ad esempio.
Se un morsetto utilizza il principio del trasformatore, è possibile misurare solo CA.
Un morsetto basato su un effetto hall consente di misurare CA e CC. Esistono morsetti, con una normale frequenza massima intorno a 500 kHz, progettati per il collegamento a un oscilloscopio. Ciò consente di analizzare in dettaglio il comportamento di un carico o di un'origine.

Tenere presente che un rilevatore di tensione senza contatto è un modo inaffidabile di cercare cavi sotto tensione. Non misura la tensione effettiva né consente di distinguere diverse fasi.