¿Suministra un Arduino a través de la energía magnética creada por un cable de alimentación?

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Soy un desarrollador de software que está probando algunos proyectos de electrónica, por lo que esta podría ser una pregunta estúpida, pero aquí va:

¿Es posible colocar una bobina alrededor del cable de alimentación (220V / 50Hz) que podría alimentar un pequeño circuito Arduino (5V / 15mA) solo por inducción?

He visto algunos dispositivos de monitorización del consumo de energía que parecen estar alimentados de esa manera, así que creo que esa fuente de alimentación es posible pero no sé qué buscar para encontrar esquemas de comedores o circuitos completos.

    
pregunta 0wl

2 respuestas

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No, enrollar una bobina alrededor de un cable recto no crea un transformador.

Para obtener energía eléctrica de un campo magnético, el campo tiene que pasar "a través del aro" de una bobina de cable. El campo magnético alrededor de un cable recto es circular alrededor de ese cable. Si envuelve otro cable alrededor del primer cable, ese segundo cable es esencialmente siguiendo el campo magnético, no haciendo un bucle para que pase a través.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Olin tiene razón con respecto a la geometría del campo magnético creado por un solo cable recto como el que le gustaría usar. El campo magnético alrededor de un cable de este tipo toma la forma de un cilindro que es coaxial al cable. Este cilindro está formado por un número infinito de tubos de flujo magnético circular (el "campo magnético"). Imagínese esto como miles de órbitas, o anillos delgados que rodean el eje del alambre, y en muchos diámetros alrededor del alambre. El flujo magnético en cada anillo es inversamente proporcional a su diámetro (distancia del cable), y directamente proporcional a la corriente que fluye a través del cable. Entonces, cuanto más cerca esté el anillo individual del cable y más fuerte sea la corriente, mayor será el flujo magnético ("magnetismo") en ese anillo específico.

Para convertir este flujo magnético en otra corriente eléctrica ("inducción"), debe interceptar tantos de estos anillos como sea posible con una bobina de cable. Ayuda si esta bobina tiene un núcleo conductor magnético como hierro o ferrita.

Esta es la razón por la que una bobina toroidal se utiliza generalmente para recoger el flujo de un cable con el fin de medir su flujo de corriente sin contacto. Es decir. Los giros de la bobina del cable están intersectando un número máximo de anillos de flujo completos porque rodea completamente el cable. Además, el núcleo de ferrita del toroide actúa como conductor de los tubos de flujo magnético que se intersectan, lo que aumenta la fuerza del magnetismo capturado.

A pesar de que la geometría toroidal es la geometría óptima para capturar la máxima cantidad posible de magnetismo producido por la corriente en el cable, hay otras geometrías que no son óptimas. Por ejemplo, puede enrollar una bobina rectangular larga y delgada y colocarla a lo largo del cable (sin hacer contacto eléctrico con el cable que lleva la corriente). O bien, puede hacer una bobina toroidal con una separación a través de la cual puede deslizar el cable que lleva la corriente sin tener que desconectarlo, o desconectarlo para hacer la "conexión".

Lo más importante es que solo desea pasar uno de los cables (Neutral o Caliente) a través de la bobina o junto a la bobina. Si los dos cables portadores de corriente están demasiado cerca uno del otro, sus campos magnéticos se cancelarán entre sí y obtendrás un campo magnético neto de cero, y no habrá voltaje inducido en la bobina.

Además, por razones de seguridad, puede realizar todos estos experimentos con una fuente de CA de bajo voltaje. Por ejemplo, un transformador de 6 o 12 voltios conectado a una carga resistiva dimensionada para producir la misma corriente que el dispositivo tomaría en su aplicación real. El voltaje no tiene ningún efecto sobre el voltaje inducido en la bobina, solo la corriente que fluye a través del conductor que está midiendo. No juegues con los platos principales hasta que tengas más experiencia. En otro punto, el conductor que lleva la corriente no tiene que estar desnudo para inducir el voltaje en la bobina, deje el aislamiento en el cableado de la red eléctrica. ¡No coquetear con la muerte!

Finalmente, la matemática detrás de todo esto es muy complicada. Lo harás mucho mejor como EE sin entrenamiento para determinar la viabilidad de tu concepto de manera experimental. Pruebe varios números de giros en la bobina (cuanto más giros mayor sea el voltaje, pero menor será la potencia que puede entregar a su carga), y las dimensiones de la bobina que funcionarán mejor & encaja en su aplicación. Una vez que tenga más experiencia con estos y algunos resultados experimentales para trabajar, puede hacer preguntas más específicas en este foro para ayudarlo a optimizar sus resultados.

¡Buena suerte!

    
respondido por el FiddyOhm

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