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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Открыта еще одна форма льда 03.04.2022 Ученым сейчас известно по крайней мере 20 различных форм льда, которые имеют различное кристаллическое строение и формируются при различных комбинациях температур и давлений. Самый обычный лед, тот, который используют для охлаждения напитков, известен под названием "лед I", а ряд известных форм льда заканчивается "льдом XIX". Группа ученых из университета Невады в Лас-Вегасе (UNLV) обнаружила еще одну экзотическую форму льда, которая может существовать в природе где-то в глубинах земной мантии или на далеких планетах типа "водный мир". Как это часто бывает, новая форма льда была обнаружена случайно. Ученые UNLV занимались разработкой новых методов измерений свойств воды в условиях сверхвысокого давления. Небольшое количество воды было помещено между плоскостями алмазной наковальни, сжатие которой подвергает воду воздействию давления запредельных величин. Это давление вынуждает атомы водорода и кислорода формировать различные кристаллические структуры, а затем образовавшийся лед был нагрет светом лазера, он расплавился на короткое время и замерз снова, сформировав уже совершенно иную кристаллическую структуру, напоминающую мелкодисперсную смесь крошечных кристалликов. Новая форма льда была обнаружена в момент перехода от одной известной формы к другой. При давлении приблизительно 5.1 ГПа, лед-VII, имеющий кубическую структуру, преобразовался в структуру, состоящую из симметричных тетрагональных кристаллов, которую ученым еще не доводилось видеть и которая получила название лед-VIIt. После этого лед снова начал менять свою структуру и превратился в другую форму, известную как лед-X. Учитывая высокое давление, требующееся для образования льда-VIIt, ученые считают, что такая форма может образовываться естественным путем где-то в глубинах земной мантии, а также ближе к поверхности на экзопланетах, богатых водой. И в заключении следует отметить, что открытие новой формы льда-VIIt стало не единственным открытием, сделанным учеными UNLV в результате их экспериментов. Как считалось ранее, форма лед-X формируется при давлении приблизительно в 1 миллион атмосфер, но в ходе последних экспериментов этаже самая форма наблюдалась при давлении в 300 тысяч атмосфер. Ученые еще не знают, что именно могло вызвать такую аномалию, но планируют это сделать в ближайшее время.

Другие интересные новости:

▪ Apple изменит телевидение

▪ LTC4054 - микросхема для зарядки литий-ионных батарей

▪ Новые программируемые многоканальные 16-/14-битные АЦП

▪ Умная мышка Cheerdots 2 со встроенным ChatGPT

▪ Автомобильная видеокамера 360 M600 Dash Cam

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радио - начинающим. Подборка статей

▪ статья Соблазненная и покинутая. Крылатое выражение

▪ статья Каков усредненный цвет всех источников света во Вселенной? Подробный ответ

▪ статья Слесарь по эксплуатации и ремонту газового оборудования (ВБГО). Должностная инструкция

▪ статья Усилитель низкой частоты на микросхеме LA4555. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Термомагнитные эффекты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025