Medida no intrusiva de corriente y voltaje

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Lo siento si esta pregunta es demasiado básica para este foro ... Soy un aficionado interesado, pero lejos de ser un profesional. Realmente apreciaría la información de alguien más informado que yo.

Desafío hipotético: suponga que tengo varios cables aislados de electricidad de red (~ 240v ~ 50Hz CA) del Reino Unido y solo tengo acceso al exterior aislado del cable.

¿Puedo (con suerte, con precisión) determinar la dirección y la magnitud del flujo de energía? Supongamos que es inaceptable despojar el aislamiento o romper el circuito para insertar equipos de prueba tradicionales.

Añadido: ¿Qué tan precisa puede esperar lograr una respuesta, dadas las restricciones?

    
pregunta aSteve

2 respuestas

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tiene acceso solo al exterior aislado del cable.

Si todo lo que tienes es el cable, entonces no.

Puede usar un medidor de pinza actual alrededor de un cable. Mide el campo magnético creado por la corriente dentro del cable. Pero no puede usar esto alrededor de un cable, ya que el cable contiene dos cables con la corriente que va en direcciones opuestas, lo que significa que sus campos magnéticos se cancelan. Cualquier campo magnético que haya que medir alrededor del cable dependerá más de sus propiedades geométricas que de la corriente real.

  

¿Puedo (con suerte, con precisión) determinar la dirección del flujo de corriente

Voy a fingir que no me doy cuenta de que esto es AC y, por lo tanto, la corriente cambia la dirección 100/120 veces por segundo. Creo que te refieres a la dirección del flujo de energía, que es desde la utilidad hasta la carga. Desafortunadamente, su cable contiene dos cables activos (y quizás uno a tierra) y la corriente en ambos cables activos va en direcciones opuestas ya que la corriente siempre viaja en un bucle ...

Puede medir la corriente pelando el cable y llegando a los cables. No es necesario despojar el aislamiento de los cables o cortarlos. Coloque una pinza de corriente alrededor de un cable y podrá medir la corriente.

Medir el voltaje sin romper el aislamiento es otro desafío ... Lo que generalmente hago es pinchar el aislamiento del cable con la punta de la sonda del multímetro. Por supuesto, después de hacerlo, el cable ya no será impermeable, por lo que solo se puede usar en interiores.

    
respondido por el peufeu
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Para actual, una pinza actual es una respuesta completa.

Para el voltaje, deberá conocer la dimensión del conductor interno debajo del aislamiento y la constante dieléctrica del aislamiento, pero puede hacer una buena suposición para ambos.

Enrolle una lámina delgada de metal sobre el aislamiento. Enrolla un poco de aislamiento sobre eso, y otra lámina, que conectas a tierra. Conecte una longitud de cable coaxial, interior a la primera lámina, exterior a la segunda. Lleva esto a tu osciloscopio.

A partir de las dimensiones y propiedades del plástico, calcule la capacitancia que tiene de cable a lámina y entre láminas, utilizando la fórmula de capacitancia estándar para cilindros coaxiales. Estos, junto con la capacitancia del cable, y la capacitancia y la resistencia de la entrada de alcance, forman un divisor de voltaje principalmente capacitivo. Probablemente podría estimar la ganancia de esto dentro de unos pocos 10% del porcentaje, o podría calibrarlo para una mayor precisión.

Si solo necesita una referencia de forma de onda de voltaje para usar con la pinza de corriente para determinar la dirección del flujo de potencia, entonces la ganancia absoluta del divisor de voltaje no es demasiado importante. Para minimizar el cambio de fase debido a la resistencia de entrada del alcance, ponga en paralelo un capacitor lo suficientemente grande. Por ejemplo, 100nF // 1Mohm le da 100 ms, pero le daría una enorme relación de pot-down con su poca capacidad de activación de pF.

Es posible que desee preceder el alcance con un seguidor de FET, o una opamp de alta impedancia para amortiguar la señal. Poner esto justo en su condensador de pickoff enrollado de aluminio minimizaría la carga de la señal y mejoraría su señal de salida sin fin.

    
respondido por el Neil_UK