Бесплатная техническая библиотека

Простой искатель скрытой проводки без источника питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочник электрика

Комментарии к статье

Иногда в быту возникает необходимость определить местоположение электропроводки в стенах или потолках зданий. В журнале "Радио" было опубликовано немало статей с описанием подобных устройств, как автономных [1-6], так и в виде приставок к мультиметру [7, 8]. Однако все они требуют источник питания либо питаются от мультиметра, который, впрочем, также имеет свой источник.

А нельзя ли сделать искатель, не требующий источника питания? Понятно, что такое устройство как минимум должно иметь индикатор. Также интуитивно понятно, что этот индикатор должен быть микромощным и желательно оптическим. Из всего многообразия можно выбрать газоразрядные лампы (неоновые), светодиоды и ЖКИ. У неоновых ламп ток - десятые доли миллиампера, но напряжение зажигания весьма велико - десятки вольт. Среди светодиодов можно найти приборы с током в десятые доли миллиампера и напряжением 1,5...2 В. Однако, по мнению автора, наиболее экономичные - ЖКИ. Они потребляют ток от единиц до десятков (иногда сотен) микроампер при напряжении единицы вольт. Кроме того, в отличие от светодиодов, им не нужно постоянное напряжение, значит, отпадает необходимость в выпрямителе.

Итак, индикатор выбран. Что же дальше? Как заставить его индицировать наличие переменного электрического поля, учитывая, что искатель не должен иметь гальванической связи с проводкой?

Вспомним, что обычно электрическая проводка выполнена кабелем с двумя или тремя изолированными проводами диаметром 1...2 мм в общей изоляции. Один из проводов - нулевой или нейтральный, второй - фазный с действующим (среднеквадратическим, эффективным) напряжением 230 В относительно нулевого, третий - заземление (в двухпроводном кабеле его нет). Иногда, крайне редко, встречаются ситуации, когда напряжение в сети формируется двумя фазными проводами. В любом случае можно считать, что на некотором расстоянии от проводов, превышающем их диаметр и расстояние между ними, переменное электрическое поле создано двумя проводами с напряжением 230 В между ними.

Рис. 1. Схема устройства

Учитывая, что ЖКИ, как элемент электрической цепи, подобен конденсатору [9], рассмотрим схему на рис. 1. На ней СЖКИ - емкость ЖКИ (одного элемента относительно общего вывода); 1 и 2 - сетевые провода; 3 и 4 - точки, к которым подключены выводы ЖКИ; С1-С4 - конденсаторы, образованные сетевыми проводами и точками подключения выводов ЖКИ. С учетом того, что, в первом приближении, на большом удалении, превышающем расстояние между сетевыми проводами, емкость конденсаторов С1-С4 можно считать одинаковой, получим

C = C_ЖКИ (U_ЖКИ/(U_c - U_ЖКИ)),

где С - емкость конденсаторов С1 -С4; U_ЖКИ - напряжение на ЖКИ; U_c - сетевое напряжение.

В качестве индикатора был выбран одноразрядный семиэлементный ЖКИ FP-056P. Измерения показали, что емкость его элемента g относительно общего вывода немного меньше 80 пФ, а напряжение "зажигания" элемента не превышает 3 В. Подставляя эти значения в формулу, получим, что емкость конденсаторов С1-С4 должна быть не менее 1 пФ. Такую емкость может обеспечить, например, отрезок кабеля с двумя жилами диаметром 1 мм в общей изоляции длиной приблизительно 150...200 мм на расстоянии 20 мм от сетевых проводов. Однако следует учитывать, что такой кабель имеет собственную погонную емкость, которую следует суммировать с емкостью ЖКИ, поскольку они включены параллельно.

Например, измеренная погонная емкость кабеля с двумя жилами диаметром 1 мм, расстоянием между ними 2 мм и в ПВХ-изоляции - около 70 пФ/м. Значит, отрезок такого провода длиной 150 мм имеет емкость около 10...15 пФ. Проведенные эксперименты показали, что в реальных ситуациях для поиска скрытой проводки длина проводов искателя должна быть не менее 350...400 мм. С таким искателем крайне неудобно работать, кроме того, электропроводка должна иметь прямолинейные участки такой длины, что на практике выполняется далеко не всегда. Можно, конечно, провода разнести друг от друга на большее расстояние, тем самым уменьшив собственную емкость, но как показывают эксперименты, без снижения чувствительности длину проводов существенно уменьшить не удается.

А нельзя ли провода заменить чем-то другим? Из курса теоретических основ электротехники известно, что емкость провода над бесконечной проводящей плоскостью вдвое больше, чем у двух проводов, разнесенных на такое же расстояние. Можно предположить, что емкость провода, находящегося над пластиной конечной ширины, будет иметь какое-то промежуточное значение между этими крайними случаями. Следовательно, провода можно заменить пластинами, которые должны обеспечить необходимую емкость.

Задача расчета емкости между двумя пластинами одной ширины, лежащими в одной плоскости, решена в [10]. Там же приведен график зависимости погонной емкости от отношения расстояния между пластинами к ширине пластины (рис. 9.4 на с. 227). Учтите, чтобы получить погонную емкость в пикофарадах на метр, необходимо значение емкости из этого графика умножить на 8,86. Предварительные расчеты показали, что для индикации наличия переменного электрического поля на расстоянии около 20 мм от проводов достаточно пластин шириной 15...20 мм (в случае более широких пластин повышается чувствительность, но увеличиваются собственная емкость, габариты и ухудшается точность определения "залегания" сетевого кабеля) с зазором 2...3 мм между ними и длиной 200...250 мм. Увеличение длины пластин также приводит к повышению чувствительности прибора.

Рис. 2. Чертеж печатной платы искателя

Исходя из этого, было принято решение собрать искатель на печатной плате. Ее чертеж показан на рис. 2, изготовлена она из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. По середине платы параллельно широким сторонам фольга удалена на ширину 2 мм. Образовавшиеся две площадки - это точки 3 и 4 на рис. 1. Измерения показали, что емкость между двумя площадками длиной 205 и шириной 16,5 мм - около 6 пФ, соответственно, погонная емкость - около 30 пФ/м, что более чем вдвое меньше погонной емкости двух проводов в общей изоляции, о которых шла речь выше. К одной площадке на плате припаян общий вывод ЖКИ, к другой - вывод элемента g. Это сделано с той целью, чтобы элемент g индицировал направление расположения проводов электросети. Такой искатель уверенно "распознает" наличие электропроводки на расстоянии 15...20 мм, что вполне достаточно для практики.

Если кому-то недостаточно одного "зажженного" элемента, можно подключить два, расположенных по краям, - элементы а и d (выводы 7 и 2 ЖКИ FP-056P), оставив общий вывод неподключенным. В этом случае вдвое увеличится напряжение "зажигания", зато вдвое уменьшится суммарная емкость ЖКИ, поскольку его элементы окажутся включенными последовательно. Эксперименты с таким включением двух элементов показали, что действительно чувствительность искателя заметно не изменилась, но появился "неприятный" эффект, связанный с хаотичным и непредсказуемым включением неподключенных элементов, хотя его можно считать и положительным, поскольку происходит дополнительная индикация наличия переменного электрического поля.

Искателем пользоваться очень просто: необходимо плату приложить к стене и двигать, поворачивая на небольшие углы в противоположные стороны. По максимуму "свечения" элемента или элементов определяют место "залегания" электропроводки (рис. 3).

Рис. 3. Использование искателя

Повысить чувствительность (увеличить расстояние, на котором искатель "чувствует" электропроводку) можно, прикоснувшись пальцем руки к одной из площадок платы. При этом один из выводов ЖКИ через емкость человека соединяется с землей.

Поскольку в большинстве случаев нейтральный провод электропроводки также соединен с землей, теоретически емкость конденсаторов С1 и С3 (или С2 и С4, в зависимости от того, к какому выводу ЖКИ прикоснуться) для нормальной работы искателя может быть меньше. Правда, такое возможно только в том случае, когда емкость человека больше емкости С1 и С3 (или С2 и С4), что выполняется далеко не всегда. В первую очередь, это зависит от окружающей обстановки, от расположения человека относительно заземленных конструкций, в основном труб отопления и водопроводных или арматуры железобетонных конструкций, а также от расположения самой электропроводки. В любом случае стоит попробовать!

Литература

1. Гордеев В., Павлов Л. Как обнаружить скрытую проводку? - Радио, 1981, № 4, с. 54, 55.
2. Огнев В. Простой искатель скрытой проводки. - Радио, 1991, № 8, с. 85.
3. Вороненков В. Простой искатель скрытой проводки. - Радио, 2002, № 1, с. 56.
4. Макеев Д. Малогабаритный искатель скрытой проводки. - Радио, 2004, № 3, с. 56, 57.
5. Потапчук М. Микроконтроллерный искатель проводки. - Радио, 2006, № 2, с. 44, 45.
6. Нечаев И. Искатель скрытой электропроводки на основе газонного светильника. - Радио, 2014, № 4, с. 48, 49.
7. Нечаев И. Искатель скрытой проводки на базе цифрового мультиметра. - Радио, 1998, № 5, с. 41, 42.
8. Подушкин И. Простой искатель скрытой проводки - приставка к мультиметру. - Радио, 2013, № 6, с. 33, 34.
9. Юшин А. Жидкокристаллические цифрознаковые индикаторы. - Радио, 1985, № 6, с. 59, 60.
10. Бинс К., Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей. Пер. с англ. - М.: Энергия, 1970.

Автор: И. Подушкин

Смотрите другие статьи раздела Справочник электрика.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива Сплющенная звезда 01.02.2004 Звезды, согласно всем учебникам астрономии, представляют собой гигантские шары раскаленной плазмы. Однако французские астрофизики из университета Ниццы, использовав состоящий из нескольких телескопов оптический интерферометр, обнаружили, что одна из звезд Южного полушария неба имеет вовсе не шаровидную форму. Измерив диаметр звезды Альфа Эридана (другое название, данное арабскими астрономами, - Ахернар) в разных направлениях, астрофизики получили показанную здесь фигуру. Рассчитаны два варианта формы звезды, так как астрономы не совсем уверены в том, где проходит ее ось. Звезда, находящаяся в созвездии Эридана, представляет собой если и шар, то сильно уплощенный и скошенный: то ли дынька, то ли тыква. Причины такой странной формы неясны: либо Ахернар вращается быстрее, чем астрономы рассчитали по спектру звезды, либо внутри нее идут какие-то весьма необычные процессы. Не исключен и такой вариант: у Альфы Эридана есть невидимый спутник, искажающий ее форму своим притяжением. Земля тоже уплощена, но совсем немного: ее радиус по экватору меньше радиуса, идущего к полюсу, всего на 0,3 процента. У Альфы Эридана эта разница превышает 50 процентов.

Другие интересные новости:

▪ Автономный боевой робот

▪ 4KCAM-камеры JVC

▪ Электронный шахматист

▪ Горы, лыжи и солнце

▪ Смартфоны оглупляют

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Альтернативные источники энергии. Подборка статей

▪ статья Терпсихора. Крылатое выражение

▪ статья Какие животные обладают наибольшей суммарной массой? Подробный ответ

▪ статья Новозеландский лен. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья FM cтереопередатчик на микросхеме BA1404. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Передача звука по ИК каналу. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2024