Eingriffsfreie Messung von Strom und Spannung

nur auf die isolierte Außenseite des Kabels zugreifen können.

Wenn Sie nur das Kabel haben, dann nein.

Sie können eine Stromzange um einen Draht herum verwenden . Es misst das Magnetfeld, das durch den Strom im Inneren des Drahtes erzeugt wird. Sie können dies jedoch nicht um ein Kabel herum verwenden, da das Kabel zwei Drähte enthält, deren Strom in entgegengesetzte Richtungen fließt, was bedeutet, dass sich ihre Magnetfelder aufheben. Welches Magnetfeld auch immer um das Kabel herum gemessen werden muss, hängt mehr von seinen geometrischen Eigenschaften ab als vom tatsächlichen Strom.

Kann ich (hoffentlich genau) die Richtung des Stromflusses bestimmen

Ich werde so tun, als würde ich nicht bemerken, dass dies Wechselstrom ist und daher der Strom 100/120 Mal pro Sekunde die Richtung umkehrt. Ich denke, Sie meinten die Richtung des Stromflusses, also vom Netz zur Last. Leider enthält Ihr Kabel zwei stromführende Drähte (und möglicherweise eine Erde) und der Strom in beiden stromführenden Drähten fließt in entgegengesetzte Richtungen, da der Strom immer in einer Schleife fließt ...

Sie können den Strom messen, indem Sie das Kabel abisolieren und an die Drähte gelangen. Sie müssen die Drähte nicht abisolieren oder schneiden. Schnappen Sie eine Stromzange um einen Draht und Sie können den Strom messen.

Spannung zu messen, ohne die Isolierung zu brechen, ist eine weitere Herausforderung ... Was ich normalerweise mache, ist, einfach die Drahtisolierung mit der Spitze der Multimetersonde zu durchstechen. Danach ist der Draht natürlich nicht mehr wasserdicht, sodass er nur in Innenräumen verwendet werden kann.

Für Strom ist eine Stromzange eine vollständige Antwort.

Für die Spannung müssen Sie die Dimension des Innenleiters unter der Isolierung und die Dielektrizitätskonstante der Isolierung kennen, aber Sie können beides gut schätzen.

Wickeln Sie eine dünne Metallfolie über die Isolierung. Wickeln Sie etwas Isolierung darüber und eine weitere Folie, die Sie mit Erde verbinden. Verbinden Sie ein Stück Koaxialkabel, innen mit der ersten Folie, außen mit der zweiten. Bringen Sie dies zu Ihrem Oszilloskop.

Schätzen Sie anhand der Abmessungen und Kunststoffeigenschaften die Kapazität zwischen Kabel und Folie und zwischen den Folien ab, indem Sie die Standardkapazitätsformel für Koaxialzylinder verwenden. Diese bilden zusammen mit der Kapazität des Kabels und der Kapazität und dem Widerstand des Oszilloskopeingangs einen meist kapazitiven Spannungsteiler. Sie könnten den Gewinn wahrscheinlich auf wenige 10 Prozent genau schätzen oder Sie könnten ihn für eine höhere Genauigkeit kalibrieren.

Wenn Sie nur eine Spannungswellenformreferenz zur Verwendung mit der Stromzange benötigen, um die Stromflussrichtung zu bestimmen, ist die absolute Verstärkung des Spannungsteilers nicht allzu wichtig. Um die Phasenverschiebung aufgrund des Eingangswiderstands des Oszilloskops zu minimieren, schalten Sie einen ausreichend großen Kondensator parallel dazu. 100 nF // 1 MOhm ergeben beispielsweise 100 ms, würden Ihnen jedoch mit Ihren wenigen pFs-Aufnehmerkapazität ein enormes Pot-Down-Verhältnis für die Spannung geben.

Möglicherweise möchten Sie dem Oszilloskop einen FET-Follower oder einen hochohmigen Operationsverstärker voranstellen, um das Signal zu puffern. Wenn Sie dies direkt an Ihrem foliengewickelten Pickoff-Kondensator anbringen, wird die Signalbelastung minimiert und Ihr Ausgangssignal ohne Ende verbessert.