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¿Cómo funciona un comprobador de tensión sin contacto?

¿Cómo detecta un bolígrafo comprobador de tensión sin contacto las tensiones y/o corrientes? ¿Están limitados a tensiones de un determinado rango o tipo (CA o CC)?

He aquí algunos experimentos que he realizado para llegar a esta pregunta: Usando un bolígrafo barato que compré por un par de dólares, puedo detectar los 120V AC habituales en una toma de corriente americana, pero también he podido detectar la tensión en un cable USB que conecta una fuente de alimentación conmutada a un smartphone (esta configuración se suele denominar cargar el propio teléfono). Aquí, por supuesto, la tensión en cuestión es de corriente continua con una ondulación insignificante. También me di cuenta de que mientras el detector puede detectar los 5V de un cable de carga de teléfono, no puede detectar la tensión de un cable de teclado USB. La única diferencia entre estos dos escenarios es el nivel de corriente y quizás algunas diferencias menores de señalización.

Una última pregunta: ¿En qué escenario de tensión/corriente habría que utilizar un sensor de pinza de corriente y no un detector de tensión sin contacto para simplemente detectar la presencia de energía de forma no intrusiva?

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Chad Johnson Puntos 248

Funcionan mediante la detección capacitiva de la tensión de CA en el conductor vivo. sólo funcionan con CA.

Obviamente responde a alguna señal variable en el cable USB, (posiblemente "rebote de tierra" debido a la variación del consumo de corriente del regulador de conmutación en el teléfono. (Los cables USB suelen estar bien apantallados, así que eso es lo único que puede haber.

Como la pastilla es capacitiva, cuanto más alta es la frecuencia más sensible es (hasta el límite de frecuencia si el amplificador que utiliza), por lo que 100V a 60Hz produce la misma amplitud de señal de salida que 10mV a 600Khz

si el cargador tiene un cable cautivo (no utiliza un cable USB desmontable) entonces es probable que no esté apantallado y que la señal provenga de la propia fuente de alimentación.

Las pinzas amperimétricas sirven para medir la cantidad de corriente eléctrica que fluye a través de un solo conductor (por ejemplo, para obtener una indicación de que el circuito no sólo está vivo, sino que también está en uso), ya que es necesario separar los conductores individuales del cable, por lo que normalmente se utilizan en una caja de conexiones o en algún otro lugar donde se abre el cable.

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Muy buen punto sobre los cargadores de teléfonos con cable cautivo. Estos son casi siempre algún cable barato de dos conductores en moldeado en una construcción de lado a lado. No hay apantallamiento.

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Era un buen punto, pero es erróneo, lo que captas es la mitad de la tensión de la red ya que el cargador no está conectado a tierra y por lo tanto la salida flota a medias debido a la capacitancia en el transformador. o a los condensadores EMI.

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Medidor de tensión sin contacto (NCV) podría detecta tanto CA como CC. Además, puede detectar la electricidad estática.

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Darren Hicks Puntos 1021

Tienes que darte cuenta de que hay dos cosas diferentes: la tensión y la corriente. La tensión está presente en una toma de corriente aunque no haya nada conectado a ella (por tanto, puedes tener tensión y no corriente). Alternativamente, el cable neutro está a 0V de potencial de tierra, pero puede tener una gran corriente fluyendo a través de él.

Una tensión crea un campo eléctrico, mientras que una corriente crea un campo magnético. Por lo tanto, dependiendo de su construcción se pueden tener dispositivos sensibles a los campos eléctricos estáticos (por lo tanto, un detector de CC), y dispositivos que sólo son sensibles a los campos eléctricos alternos (un detector de CA). Lo mismo ocurre con los detectores de campo magnético, como los de un sensor de pinza de corriente.

Por lo tanto, si sólo necesitas medir la presencia de una tensión perjudicial, utilizarás un detector de tensión, y no una pinza de corriente (que indicará 0 A si ningún equipo está tomando corriente de la red en ese momento). En realidad, si se va a cortar un cable, por ejemplo, primero hay que medir las dos cosas: que no tiene tensión perjudicial respecto a la tierra y que no circula corriente por él.

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Peter Green Puntos 1888

¿Cómo detecta un bolígrafo comprobador de tensión sin contacto las tensiones y/o corrientes? ¿Están limitados a tensiones de un determinado rango o tipo (CA o CC)?

Se basan en el acoplamiento capacitivo, lo que los limita a la corriente alterna y generalmente están diseñados para tensiones de red. Tu cuerpo, al ser un objeto grande, tiene cierta capacitancia a tierra. Esto crea un circuito (muy débil) desde el elemento con voltaje de CA en él, a través del probador, a través de su cuerpo y a través de la capacitancia a tierra.

También me he dado cuenta de que mientras el detector puede detectar los 5V de un cable de cargador de teléfono, no puede detectar el voltaje de un cable de teclado USB. La única diferencia entre estos dos escenarios es el nivel de corriente y quizás algunas diferencias menores de señalización.

¡Encaminado!

Para suprimir las interferencias electromagnéticas de las fuentes de alimentación conmutadas, se debe colocar una capacidad entre los lados de entrada y salida.

En una fuente de alimentación de clase 1 (conectada a tierra), la tierra se utiliza como barrera entre la entrada y la salida, ya sea conectando la salida a la tierra de la red o dividiendo la capacitancia en dos partes en serie, una parte entre la salida y la tierra de la red y otra parte entre la tierra de la red y la tensión/neutro de la red.

En una fuente de alimentación de clase 2 (no conectada a tierra), la tierra de la red no está disponible, por lo que no puede utilizarse como barrera. El resultado es que la salida suele estar a una tensión importante respecto a la tierra (la mitad de la tensión de la red es habitual). Esto no debería suponer un peligro para la seguridad si la fuente de alimentación está bien diseñada, ya que los condensadores tienen una alta impedancia (baja capacitancia) y, por tanto, la "corriente de contacto" es baja a pesar de la alta tensión en circuito abierto. Los condensadores serán de tipo especial de seguridad, por lo que el fallo por cortocircuito de los condensadores es extremadamente improbable.

Por regla general, las fuentes de alimentación para PC son de clase 1, mientras que los ladrillos de alimentación para smartphones son de clase 2. Por eso, tu comprobador se encendió en el cable para cargar el teléfono pero no en el cable para el teclado.

Una última pregunta: ¿En qué escenario de tensión/corriente habría que utilizar un sensor de pinza de corriente y no un detector de tensión sin contacto para simplemente detectar la presencia de energía de forma no intrusiva?

No hay una forma segura de detectar la electricidad de forma no intrusiva. Especialmente cuando se trata de cables multinúcleo en lugar de cables individuales.

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johan Puntos 28

En cuanto a la última pregunta sobre las razones para utilizar sensores de pinza de corriente:
Las pinzas de corriente permiten medir la corriente en un conductor de forma mínimamente invasiva. No se utilizan para comprobar si un cable está en tensión, sino para ver el consumo de corriente de una carga, por ejemplo.
Si una pinza utiliza el principio del transformador, entonces sólo puede medir CA.
Una pinza basada en un efecto Hall permite medir CA y CC. Existen pinzas, con una frecuencia máxima habitual en torno a los 500 kHz, que están diseñadas para conectarse a un osciloscopio. Esto permite analizar en detalle el comportamiento de una carga o fuente.

Tenga en cuenta que un detector de tensión sin contacto es una forma poco fiable de buscar cables con tensión. No mide la tensión real ni permite distinguir las distintas fases.

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