Pytanie:
Dlaczego nie ma pola magnetycznego wokół przewodu podłączonego do prądu w domu?
Turkhan Badalov
2018-06-28 06:33:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Czy to prawda, że prąd elektryczny przepływający przez przewodnik wytwarza wokół niego pole magnetyczne?

Jeśli tak, to dlaczego czujnik magnetyczny mojego urządzenia mobilnego nie reaguje w żaden sposób na zmiany, gdy zbliżam urządzenie do przewodu podłączonego do prądu 220 V w domu?

Powiązane: https://physics.stackexchange.com/q/279783/44126
Siedem odpowiedzi:
#1
+137
StessenJ
2018-06-28 11:52:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Są dwa przewody, drugi przewód przewodzi równy (!) prąd powrotny.Pola magnetyczne z dwóch przewodów znikają, z wyjątkiem bardzo krótkich odległości.Do pomiaru prądu z pola należy zacisnąć tylko jeden z przewodów.

Pole na odległość można jeszcze bardziej zmniejszyć, skręcając przewody („skrętka”) lub przyjmując strukturę współosiową („ekranowanie”).Oto jedna z pierwszych zasad kompatybilności elektromagnetycznej: pole magnetyczne jest proporcjonalne do obszaru pętli prądowej.Dwa przewody blisko siebie nie tworzą dużej pętli i właśnie dlatego Ethernet UTP działa tak dobrze.

Z drugiej strony, jeśli celowo zrobisz dużą pętlę, powiedz kilka zwojów dookoła swojego salonu i przepuścisz przez nią prąd audio, wtedy aparat słuchowy w trybie „telefon” z łatwością wychwyci dźwięksygnał.Każdy audytorium lub teatr ma tę usługę dla osób niedosłyszących.

+1 tylko za powiedzenie mi, jak działają pętle aparatu słuchowego.To jest takie super!
Czyli jeśli użyję przewodu do odkurzacza np. Z oddzielonymi przewodami wewnętrznymi (dodatni i ujemny) to będę w stanie wykryć pole?W bliskiej odległości od każdego przewodu lub w każdym punkcie obszaru otoczonego pętlą?Dziękuję również za szczegóły dotyczące pętli słuchowej, ale nie mogłem zrozumieć, w jaki sposób mogę zasilić prąd audio, będę zadowolony, jeśli trochę wyjaśnisz lub udostępnisz źródło, aby o tym przeczytać.
Przewody @TurkhanBadalov łączą głośniki ze wzmacniaczami.Przewody te przenoszą prąd modulowany sygnałem audio.
Ponadto, jeśli włożysz słuchawki do uszu i przejdziesz przez czujniki bezpieczeństwa (te rzeczy w bibliotekach i sklepach, które są używane do wykrywania, gdy ktoś wychodzi z czymś bez sprawdzenia), często usłyszysz brzęczący dźwięk.
Może to być niebezpieczne, jeśli zrobisz to źle, więc nie próbuj tego w domu.Gdyby znaleźć przewód lampy z dwoma równoległymi przewodami, które można łatwo rozdzielić na kilka cali, a czujnik pola był umieszczony między przewodami, prawdopodobnie by coś wykrył.Nigdy tego nie robiłem, ale prawdopodobnie zadziała.
Nie mieszaj napięcia 220 V lub 120 V ani niczego powyżej 60 V z dźwiękiem ani czymkolwiek innym.Po prostu nie zadzieraj z niczym powyżej 60 V, dopóki nie będziesz bardzo dobrze rozumieć i nie poznasz procedur bezpieczeństwa.
Czujnik nie musi znajdować się między przewodami.Im bliżej będzie dominować, ale wraz ze wzrostem odległości stosunek do odległości: separacja wzrośnie, więc separacja stanie się mniej skuteczna.
@TurkhanBadalov Pętla aparatu słuchowego łączy się ze standardowym wzmacniaczem audio o mocy wyjściowej kilku watów poprzez rezystor np.8,2 Ohm 5 Watt.Podwójny drut może być użyty do poprowadzenia 2 pętli (szeregowo!) Po pokoju lub tylko wokół siedzenia. W dawnych czasach można było używać wyjścia głośnika zewnętrznego telewizora.Wyjście słuchawkowe będzie zbyt słabe, chyba że wykonasz wiele zwrotów w swoim pokoju.Może za pomocą kabla taśmowego, który byłby wykonalny, nigdy nie próbował.
Chcę tylko poinformować, że w tym momencie masz 666 punktów, 1 złotą odznakę, 2 srebrne i 3 brązowe, co wygląda bardzo fajnie.: P Dobra odpowiedź!To interesująca informacja o aparatach słuchowych.
Kolejna interesująca uwaga: dokładnie tak działają cęgowe detektory zwarcia doziemnego lub upływu, a także obwody wyzwalania ziemnozwarciowego.Zwarcie do masy powoduje różnicę w prądzie między zasilaniem a powrotem, co tworzy pole magnetyczne wokół pary przewodów, którego nie powinno tam być.Zobacz: https://www.youtube.com/watch?v=XTUUijDclWk
Tak, prąd w trybie wspólnym w parze przewodów to zupełnie inna sprawa.Nie powinno go tam być.Myślisz o niebezpiecznym prądzie zwarciowym, a ja myślę o źródłowej przyczynie zakłóceń elektromagnetycznych.Jeśli EE dobrze wykonał swoją pracę, nie powinieneś mierzyć prądu ani pola magnetycznego.
#2
+31
hdhondt
2018-06-28 06:43:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Widzę 2 możliwe przyczyny, dla których telefon nie wykrywa pola magnetycznego

Po pierwsze, podczas przepływu prądu generowane jest pole magnetyczne.Prosty drut nie przewodzi prądu.Tak więc, jeśli przewód nie jest częścią aktywnego obwodu (np. Włączonej lampy), nie będzie pola magnetycznego.

Nawet jeśli płynie prąd, będzie to prąd o częstotliwości 50 Hz, więc prąd i pole magnetyczne zmieniają się 50 razy na sekundę.To prawdopodobnie zbyt szybko, aby Twój telefon mógł to wykryć.

Tak, przewód jest obciążony.Podłączony jest do niego adapter do notebooka.Jeśli tak, czy istnieje sposób na wykrycie pola magnetycznego wytwarzanego przez energię elektryczną za pomocą mobilnego czujnika?Co masz na myśli przez „odwrócenie”?
Dom jest zasilany prądem zmiennym, co oznacza, że polaryzacja (i prąd) zmienia się na dodatnią i ujemną 50 razy na sekundę, podobnie jak pole magnetyczne.
@TurkhanBadalov Dodatkowo mierzysz * dwa przewody * w tym samym czasie - gdy jeden jest pod maksymalnym napięciem, drugi jest minimalny (ujemny).Nie całkiem znoszą się, ale nadal bardzo różnią się od pojedynczego przewodu prądu stałego.
@Luaan To, co wytwarza pole magnetyczne, to prąd, a nie napięcie.
Zakładając liniowe obciążenie, prąd i napięcie są równe w ramach złożonego stałego współczynnika.Nadal jest tak, że pola magnetyczne w większości zanikają z dowolnej odległości, w której odstęp między przewodami jest stosunkowo niewielki.
50 lub 60 Hz prawdopodobnie nie jest zbyt szybkie dla około * czegokolwiek *.To jest powolne.
@Steve Tak, ale czujniki magnetyczne w telefonach są przeznaczone do zastosowań takich jak kompas, które są zasadniczo prądem stałym.
Nie zdziwiłbym się, gdyby czujniki w telefonach były specjalnie filtrowane, aby usunąć zakłócenia linii zasilającej 50/60 Hz i aliasing, podobnie jak kamery usuwają migotanie zasilania AC.
Kiedy masz podłączony adapter do laptopa, masz dużą szansę, że sam adapter ma pole AC, które można zmierzyć, które powinno być nieco silniejsze niż pole kabla.Jeśli Twój telefon nie wychwytuje tego pola, wypróbuj inny typ czujnika magnetycznego, być może telefon odbije kompas lub zrobi coś podobnego.
#3
+28
Farcher
2018-06-28 13:11:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Istnieje wiele powodów, dla których nie można wykryć pola magnetycznego z powodu prądu przewodzącego kabel sieciowy.

Przede wszystkim warto zapoznać się z niektórymi cechami i położeniem magnetometru w smartfonie.

Typowy czujnik magnetometru smartfona jest oparty na efekcie Halla i ma zakres około \ pm 5 \, \ rm mT $ z częstotliwością próbkowania, która może wahać się od około 8 $ próbek na sekundę do 100 $ próbek na sekundę druga.

enter image description here

Jeśli próbowałeś wykryć pole magnetyczne bezpośrednio do prądu sieciowego, musisz zdać sobie sprawę, że konkurujesz z innymi (silniejszymi) statycznymi polami magnetycznymi, które są obecne, w tym z polem magnetycznym Ziemi.
To jest typowy wyświetlacz i umieszczenie głównego kabla blisko telefonu może nie zmienić kierunku pola magnetycznego netto w zauważalnym stopniu.
Pole magnetyczne, które próbujesz wykryć, waha się w granicach 50 $ \, \ rm Hz $.

Krokiem naprzód byłoby uzyskanie aplikacji zwiększającej czułość wyświetlanego pola magnetycznego.
Ten, którego użyłem, to Sensor Kinetics, który jest dostępny zarówno dla urządzeń z systemem iOS, jak i urządzeń z systemem Android.
Wyświetlacz otwierający może wyglądać tak, zauważając, że wyeliminowałem wyświetlacze dla innych czujników, które są zawarte w smartfonie.

enter image description here

Ten ekran przedstawia jeden z problemów związanych z wykrywaniem zmiennego pola magnetycznego sieci przy 50 $ \, \ rm Hz $ - częstotliwość próbkowania 38 $ \, \ rm Hz $.
Jednak składowe x, y i z pola magnetycznego są wyświetlane z rozsądną czułością.

Chociaż możesz użyć tego ekranu, aktywacja ekranu zmieniającego się w czasie (ikona w prawym górnym rogu) spowoduje wyświetlenie ekranu z polem magnetycznym jako funkcją czasu.

enter image description here

Korzystając z tego ekranu i (małego) śrubokręta jubilerskiego (do not używaj magnesu trwałego) możesz zlokalizować pozycję magnetometru obserwując wyświetlacz, przesuwając śrubokręt po ekranie.
Mój wydawał się być na górze po lewej stronie telefonu.

Czynność polegająca na włożeniu kabla sieciowego, który nie przenosi prądu, zakłóci odczyt magnetometru przed ustabilizowaniem.

enter image description here

Włączenie prądu (do czajnika elektrycznego) pokazuje efekt, którego szukałeś.

enter image description here

Zmiany pola magnetycznego nie są pokazane jako istota na poziomie 50 $ \, \ rm Hz $, ponieważ częstotliwość próbkowania nie jest wystarczająco duża.

Więc próbujesz wykryć pole magnetyczne, które zmienia się w 50 $ \, \ rm Hz $ i jest w rzeczywistości mniejsze niż można by przypuszczać, ponieważ wykryte pole jest spowodowane dwoma prądami, które przemieszczają się w przeciwnych kierunkach na żywo i neutralny tak, aby ich pole magnetyczne prawie się znosiło.

Już samo wykrycie pola magnetycznego z samego przewodu pod napięciem, przez który przepływa prąd przemienny, powinno dać większy efekt.
Może bezpieczniej byłoby zbadać pole ze względu na prąd napędzany niższym napięciem, np. Z niesprawdzonego i / lub niewygładzonego zasilacza niskiego napięcia?

Przy częstotliwości próbkowania 38 Hz powinniśmy spodziewać się aliasingu pola 50 Hz do 50-38 = 12 Hz.Jednak ten wyświetlacz pokazuje częstotliwość około 0,3 Hz.Być może wykres pokazuje tylko 1 w N próbkach?
@PhilFrost Jestem w trakcie próby ustalenia, co się dzieje.Częstotliwość próbkowania nie ma być ustalona na 38 Hz, raczej waha się ona głównie między 35 a 45 Hz.Używam też innej aplikacji do magnetometru, która pozwala na ustalenie częstotliwości próbkowania.https://www.vieyrasoftware.net/physics-toolbox-sensor-suite
@PhilFrost Magnetometr może być specjalnie filtrowany na 50/60 Hz, aby zapobiec opisywanym zakłóceniom.Nawigacja, zgodnie z jej przeznaczeniem, byłaby pożądana.
#4
+18
Alfred Centauri
2018-06-28 06:48:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Czy to prawda, że prąd elektryczny przepływa przez przewodnik tworzy pole magnetyczne wokół przewodnika?

Tak.Rzeczywiście, gdyby tak nie było, miliony sprzedanych amperomierzy cęgowych ( takich jak te) byłyby bezużyteczne.

enter image description here

to dlaczego czujnik magnetyczny mojego urządzenia mobilnego nie reaguje w żadnym sposób na zmianę

Zwróć uwagę na konstrukcję amperomierza cęgowego, aw szczególności na fakt, że szczęki muszą obejmować tylko jeden z przewodów przewodzących prąd.

Stosunkowo niedawnym opracowaniem był wieloprzewodowy miernik cęgowy z kilkoma cewkami czujnikowymi wokół szczęk cęgów.Można go zacisnąć wokół standardowych dwu- lub trójprzewodowych kabli jednofazowych, aby zapewnić odczyt prądu przepływającego przez obciążenie, bez konieczności rozdzielania przewodów.
„miliony sprzedanych amperomierzy cęgowych (takich jak te) byłyby bezużyteczne”.Nit-pick: tylko dlatego, że coś zostało sprzedane w milionach, nie oznacza, że jest przydatne, a nawet działa w najmniejszym stopniu.Więc to nie jest _ naprawdę_ poprawny argument.
Dostawalibyśmy również darmową energię elektryczną, ponieważ mierniki mocy nie działały.
@Arthur, do jakiego argumentu się odnosisz?Nie jestem pewien, co wybierasz.Jest po prostu * faktem *, że miliony sprzedanych amperomierzy cęgowych byłyby bezużyteczne (jako amperomierze), gdyby prąd elektryczny płynący przez przewodnik nie wytworzył pola magnetycznego.Jeśli ci to przeszkadza lub ktoś inny pomyli ten fakt z argumentem, chętnie to usunę.Czy mogę?
Sposób, w jaki to sformułowałeś, brzmi dla mnie tak, jakbyś przedstawił to jako powód, dla którego cytowane stwierdzenie jest prawdziwe.Mógłbyś odpowiedzieć na pytanie "Czy to prawda, że kryształy mogą wyregulować moją aurę?"zupełnie analogicznie, bo jestem pewien, że te też sprzedały się w milionach.Po prostu poczułem, że należy zachować ostrożność.Ale zgadzam się z tym.
#5
+4
Dusty
2018-06-28 06:47:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tak, to prawda, że prąd elektryczny przepływający przez przewodnik wytwarza pole magnetyczne wokół niego.Tak działają wszystkie silniki elektryczne, po prostu dzięki magnetycznemu działaniu prądów przepływających przez przewodniki.Dlaczego nie jest to widoczne za pomocą detektora magnetycznego?

Po pierwsze, czy przewód przewodzi prąd, a nie tylko napięcie?Na przykład, czy jest podłączony do pralki podczas prania, czy do włączonego odkurzacza?

Po drugie, spójrz na wnętrze silnika i zwróć uwagę, że przewody są owinięte wokół i dookoła i często używają żelaznego rdzenia, aby zwiększyć pole magnetyczne.Jeśli zapętlisz przewód podłączony do prądu 220 V wokół i dookoła, a następnie włączysz jakiś przedmiot, uzyskasz znacznie silniejsze pole magnetyczne.Należy jednak pamiętać, że może to być trochę niebezpieczne, jeśli zawiniesz go zbyt wiele razy.W tym eksperymencie lepiej jest użyć niskiego napięcia.

Po trzecie, oczywiście nie znam czułości twojego wykrywacza

Tak, podłączono do niego adapter do notebooka.Czy to niewielkie obciążenie?
Tak, adapter do notebooka może nawet nie ładować się w zależności od stanu baterii.Spróbuj odkurzacza, pralki lub czegoś podobnego.
Użyłbym tostera lub jasnej żarówki, więc możesz być pewien, że oczekujesz czystego prądu sinusoidalnego 50 lub 60 Hz.
Ponieważ pole magnetyczne rośnie wraz z prądem, chcesz, aby obciążenie było tak duże, jak może przenosić drut.Dla standardowego gniazda / przewodu jest to około 10 A w obszarze 230 V, co daje około 2 kW mocy.To dość dużo energii i jest zwykle potrzebne tylko do celów grzewczych.Pralki podczas podgrzewania wody (zauważ, że klasyczny amerykański top loader w ogóle nie grzeje), grzejniki elektryczne, szybkowary wodne.Natomiast żarówka pobiera maksymalnie 100 W (0,1 kW) lub 0,5 A i 1/20 pola magnetycznego.
#6
  0
rackandboneman
2018-07-02 14:39:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jak ustalono w innych odpowiedziach, istnieje zmienne pole 50 Hz lub 60 Hz, chociaż zwykle nie jest ono zbyt silne ze względu na równoległe przewody powodujące małe obszary pętli i anulowanie.

Jednak każdy, kto projektuje urządzenie, które ma być wrażliwe na pola magnetyczne, wie o tym (lub szybko mu przypomni podczas testowania prototypu) i zaimplementuje jakiś rodzaj filtru dolnoprzepustowego lub pasmowo-stopowego radzącego sobie z zakłóceniami na częstotliwości 50 Hz,60 Hz i harmoniczne.W niektórych przypadkach powolny czujnik będzie sam w sobie działał jak filtr dolnoprzepustowy, chociaż poleganie na nim może być złym projektem: jeśli szybko zmieniające się pole nie zarejestruje zbyt wiele na instrumencie, ale nadal może nasycić czujnik lub obwody zawietrzne, a pomiar będzie zagrożony.

#7
  0
Yuvraj
2019-07-01 15:26:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Są dwa przewody i oba przenoszą prąd w przeciwnym kierunku i wzajemnie znoszą pole magnetyczne. w celu wykrycia pola musisz albo sprawdzić go na bardzo krótką odległość, albo usunąć jeden przewód



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...