Wie funktioniert ein berührungsloser Spannungsprüfer?

Sie arbeiten durch kapazitive Erfassung der Wechselspannung am stromführenden Leiter. Sie funktionieren nur mit AC.

Es reagiert offensichtlich auf ein variierendes Signal am USB-Kabel (möglicherweise "Massesprung" aufgrund der unterschiedlichen Stromaufnahme des Schaltreglers im Telefon. (USB-Kabel sind normalerweise gut abgeschirmt, das ist also ungefähr alles, was wahrscheinlich da ist.

Da der Tonabnehmer kapazitiv ist, ist er umso empfindlicher, je höher die Frequenz ist (bis zur Frequenzgrenze des verwendeten Verstärkers). Daher erzeugen 100 V bei 60 Hz die gleiche Ausgangssignalamplitude wie 10 mV bei 600 kHz.

Wenn das Ladegerät ein unverlierbares Kabel hat (kein abnehmbares USB-Kabel verwendet), ist es wahrscheinlich nicht abgeschirmt und das Signal kann von der Stromversorgung selbst stammen.

Stromzangen dienen zum Messen, wie viel elektrischer Strom durch einen einzelnen Leiter fließt (z. B. um anzuzeigen, dass der Stromkreis nicht nur unter Spannung steht, sondern auch verwendet wird), da Sie normalerweise die einzelnen Leiter des Kabels trennen müssen Verwenden Sie sie an einer Verteilerdose oder an einer anderen Stelle, an der das Kabel offen ist. Wenn Sie eine Stromzange an einem gebündelten Kabel verwenden, erhalten Sie normalerweise einen Nullwert (es sei denn, es liegt eine Art elektrischer Fehler vor).

Sie müssen erkennen, dass es zwei verschiedene Dinge gibt: Spannung und Strom. In einer Steckdose liegt Spannung an, auch wenn nichts daran angeschlossen ist (daher können Sie eine Spannung und keinen Strom haben). Alternativ liegt der Neutralleiter auf 0 V Erdpotential, aber es kann ein großer Strom durch ihn fließen.

Eine Spannung erzeugt ein elektrisches Feld, während ein Strom ein magnetisches Feld erzeugt. Daher können Sie je nach Konstruktion Geräte haben, die auf statische elektrische Felder empfindlich sind (daher ein DC-Detektor), und Geräte, die nur auf elektrische Wechselfelder empfindlich sind (ein AC-Detektor). Gleiches gilt für Magnetfelddetektoren, wie sie beispielsweise in einem Stromzangensensor enthalten sind.

Wenn Sie also nur das Vorhandensein einer schädlichen Spannung messen müssen, verwenden Sie einen Spannungsprüfer und keine Stromzange (die 0 A anzeigt, wenn in diesem Moment kein Gerät Strom aus dem Netz zieht). Wenn Sie zum Beispiel einen Draht durchschneiden, sollten Sie eigentlich zuerst beides messen: dass er keine schädliche Spannung gegen Erde hat und dass kein Strom durch ihn fließt.

Wie erkennt ein berührungsloser Spannungsprüfstift Spannungen und/oder Ströme? Sind sie auf Spannungen eines bestimmten Bereichs oder Typs (AC oder DC) beschränkt?

Sie beruhen auf einer kapazitiven Kopplung, die sie auf Wechselstrom begrenzt, und sie sind im Allgemeinen für Netzspannungen ausgelegt. Da Ihr Körper ein großes Objekt ist, hat er eine gewisse Kapazität zur Erde. Dadurch entsteht ein (sehr schwacher) Stromkreis von dem Gegenstand mit Wechselspannung, durch den Tester, durch Ihren Körper und durch die Kapazität zur Erde.

Mir ist auch aufgefallen, dass der Detektor zwar die 5 V eines Telefonladekabels erkennen kann, aber nicht die Spannung in einem USB-Tastaturkabel. Der einzige Unterschied zwischen diesen beiden Szenarien ist das aktuelle Niveau und möglicherweise einige geringfügige Signalisierungsunterschiede.

Falsch!

Um elektromagnetische Störungen durch Schaltnetzteile zu unterdrücken, muss eine Kapazität zwischen Eingangs- und Ausgangsseite gelegt werden.

In einer Stromversorgung der Klasse 1 (geerdet) wird die Erde als Barriere zwischen Eingang und Ausgang verwendet, indem entweder der Ausgang mit der Netzerde verbunden wird oder indem die Kapazität in zwei Teile in Reihe geteilt wird, einen Teil zwischen Ausgang und Netzerde und einen Teil dazwischen Netzerde und Netzspannung/Nullleiter.

Bei einer Stromversorgung der Klasse 2 (nicht geerdet) ist die Netzerde nicht verfügbar und kann daher nicht als Barriere verwendet werden. Das Ergebnis ist, dass der Ausgang oft eine erhebliche Spannung relativ zur Erde hat (die halbe Netzspannung ist üblich). Dies sollte kein Sicherheitsrisiko darstellen, wenn die Stromversorgung richtig ausgelegt ist, da die Kondensatoren eine hohe Impedanz (niedrige Kapazität) haben und daher der "Berührungsstrom" trotz der hohen Leerlaufspannung niedrig ist. Die Kondensatoren sind spezielle Sicherheitstypen, so dass ein Kurzschlussausfall der Kondensatoren äußerst unwahrscheinlich ist.

In der Regel gehören PC-Netzteile zur Klasse 1, während Smartphone-Powerbricks zur Klasse 2 gehören. Aus diesem Grund leuchtete Ihr Tester am Kabel zum Aufladen Ihres Telefons, aber nicht am Kabel für Ihre Tastatur.

Eine letzte Frage: In welchem ​​Spannungs-/Stromszenario müssten Sie einen Stromzangensensor und keinen berührungslosen Spannungsdetektor verwenden, um lediglich das Vorhandensein von Strom berührungslos zu erkennen?

Es gibt keinen todsicheren Weg, Elektrizität berührungslos zu erkennen. Vor allem, wenn es sich um mehradrige Kabel und nicht um einzelne Drähte handelt.

Zur abschließenden Frage nach den Gründen für den Einsatz von Stromzangensensoren:
Stromzangen ermöglichen es, den Strom in einem Leiter minimalinvasiv zu messen. Sie verwenden sie nicht, um zu prüfen, ob ein Kabel Strom führt, sondern um beispielsweise die Stromaufnahme eines Verbrauchers zu sehen.
Wenn eine Zange das Transformatorprinzip verwendet, können Sie nur Wechselstrom messen.
Eine auf einem Hall-Effekt basierende Klemme ermöglicht die Messung von AC und DC. Es gibt Zangen mit einer üblichen Maximalfrequenz von etwa 500 kHz, die für den Anschluss an ein Oszilloskop ausgelegt sind. Dadurch kann das Verhalten einer Last oder Quelle detailliert analysiert werden.

Beachten Sie, dass ein berührungsloser Spannungsprüfer eine unzuverlässige Methode zur Suche nach spannungsführenden Drähten ist. Es misst weder die tatsächliche Spannung noch ermöglicht es Ihnen, verschiedene Phasen zu unterscheiden.