¿Cómo funciona un probador de voltaje sin contacto?

¿Cómo detecta un lápiz probador de voltaje sin contacto voltajes y / o corrientes? ¿Están limitados a voltajes de cierto rango o tipo (AC o DC)?

Aquí hay algunos experimentos que he llevado a cabo para esta pregunta: usando un bolígrafo barato que compré por un par de dólares, puedo detectar los 120V CA habituales en una toma de corriente estadounidense, pero también he podido detectar el voltaje en un cable USB que conecta un cambiar la fuente de alimentación a un teléfono inteligente (esta configuración generalmente se conoce como cargar el teléfono). Aquí, por supuesto, el voltaje en cuestión es CC con una ondulación insignificante. También noté que si bien el detector puede detectar los 5V de un cable de cargador de teléfono, no puede detectar el voltaje en un cable de teclado USB. La única diferencia entre estos dos escenarios es el nivel actual y quizás algunas diferencias menores de señalización.

Una pregunta final: ¿en qué escenario de voltaje / corriente tendría que usar un sensor de pinza de corriente y no un detector de voltaje sin contacto para simplemente detectar la presencia de energía de manera no intrusiva?

funcionan por detección capacitiva del voltaje de CA en el conductor con corriente. solo funcionan con aire acondicionado.

Obviamente está respondiendo a alguna señal variable en el cable USB (posiblemente "rebote a tierra" debido al consumo de corriente variable del regulador de conmutación en el teléfono. (Los cables USB generalmente están bien blindados, así que eso es todo lo que probablemente esté allí).

Como la captación es capacitiva, cuanto mayor es la frecuencia, más sensible es (hasta el límite de frecuencia si el amplificador que usa), 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), probablemente no esté blindado y la señal puede ser de la fuente de alimentación.

Las pinzas de corriente son 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 solo está vivo sino que también está en uso), ya que necesita separar los conductores individuales del cable, Por lo general, los usa en una caja de conexiones o en otro lugar donde se abre el cable. usar una pinza de corriente en un cable incluido generalmente le dará una lectura cero (a menos que haya algún tipo de falla eléctrica)

Debe darse cuenta de que hay dos cosas diferentes: voltaje y corriente. El voltaje está presente en un tomacorriente incluso si no hay nada conectado a él (por lo tanto, puede tener voltaje y no corriente). Alternativamente, el cable neutro tiene un potencial de tierra de 0V, pero puede tener una gran corriente fluyendo a través de él.

Un voltaje crea un campo eléctrico, mientras que una corriente crea un campo magnético. Por lo tanto, dependiendo de su construcción, puede tener dispositivos sensibles a los campos eléctricos estáticos (por lo tanto, un detector de CC) y dispositivos que solo son sensibles a los campos eléctricos alternativos (un detector de CA). Lo mismo se aplica a los detectores de campo magnético, como los de un sensor de pinza de corriente.

Por lo tanto, si solo necesita medir la presencia de un voltaje dañino, usaría un detector de voltaje y no una pinza de corriente (eso indicará 0 A si ningún equipo está tomando corriente de la red eléctrica en este momento). En realidad, si cortara un cable, por ejemplo, primero debe medir ambos: que no tiene voltaje dañino con respecto a la tierra y que no fluye corriente a través de él.

¿Cómo detecta un lápiz probador de voltaje sin contacto voltajes y / o corrientes? ¿Están limitados a voltajes de cierto rango o tipo (AC o DC)?

Confían en el acoplamiento capacitivo que los limita a CA y generalmente están diseñados para tensiones de red. Su cuerpo como un objeto grande tiene cierta capacidad para aterrizar. 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 noté que si bien el detector puede detectar los 5 V de un cable de cargador de teléfono, no puede detectar el voltaje en un cable de teclado USB. La única diferencia entre estos dos escenarios es el nivel actual y quizás algunas diferencias menores de señalización.

¡Incorrecto!

Para suprimir la interferencia electromagnética de las fuentes de alimentación de modo conmutado, se debe colocar capacitancia entre los lados de entrada y salida.

En una fuente de alimentación de clase 1 (puesta 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 una parte entre red de tierra y red eléctrica en vivo / neutral.

En una fuente de alimentación de clase 2 (sin conexión a tierra), la tierra de la red no está disponible y, por lo tanto, no se puede utilizar como barrera. El resultado es que la salida a menudo tiene un voltaje significativo en relación con la tierra (la mitad del voltaje de la red es común). Esto no debería ser un peligro para la seguridad si la fuente de alimentación está diseñada correctamente ya que los condensadores tienen una alta impedancia (baja capacitancia) y, por lo tanto, la "corriente de contacto" es baja a pesar del alto voltaje del circuito abierto. Los condensadores serán tipos de seguridad especiales para que la falla de cortocircuito de los condensadores sea extremadamente improbable.

Como regla general, las fuentes de alimentación de PC son de clase 1, mientras que los ladrillos de alimentación de teléfonos inteligentes son de clase 2. Es por eso que su comprobador se encendió en el cable para cargar su teléfono, pero no en el cable de su teclado.

Una pregunta final: ¿en qué escenario de voltaje / corriente tendría que usar un sensor de pinza de corriente y no un detector de voltaje sin contacto para simplemente detectar la presencia de energía de manera no intrusiva?

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

Con respecto a la pregunta final por razones de cuándo usar sensores de
pinzas de corriente : las pinzas de corriente permiten medir la corriente en un conductor mínimamente invasivo. No los usa para verificar si un cable está activo, sino para ver el consumo actual de una carga, por ejemplo.
Si una pinza utiliza el principio del transformador, entonces solo puede medir CA.
Una pinza basada en un efecto Hall permite medir AC y DC. Hay abrazaderas, con una frecuencia máxima habitual de alrededor de 500 kHz, que están diseñadas para conectarse a un osciloscopio. Esto permite analizar el comportamiento de una carga o fuente en detalle.

Tenga en cuenta que un detector de voltaje sin contacto es una forma poco confiable de buscar cables con corriente. No mide el voltaje real ni le permitirá distinguir diferentes fases.