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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Эффективные органические солнечные панели 21.05.2012 Компания Heliatek установила новый рекорд эффективности органических солнечных панелей. Первые тесты показали, что коэффициент преобразования солнечной энергии в электрическую у новых органических солнечных ячеек Heliatek на 15-25 % выше, чем у кристаллических и тонкопленочных. В результате КПД новой ячейки составляет 10,7%. Органические фотогальванические солнечные ячейки имеют большие перспективы. Прежде всего, они изготавливаются из дешевых материалов - в основном углерода, азота, водорода и кислорода. Благодаря этому их цена в 4 раза ниже, чем у кремниевых солнечных панелей. К тому же органические ячейки могут работать при низкой освещенности и высокой температуре. До сих пор основным препятствием на пути к широкому распространению нового типа солнечных панелей была их невысокая эффективность на уровне 5-7%. Специалистам Heliatek удалось повысить КПД почти до 11 % благодаря использованию семейства малых органических молекул - олигомеров. Они представляют собой молекулы-цепочки, состоящие из одинаковых звеньев. Для создания солнечных ячеек олигомеры наносятся на рулон-подложку с помощью вакуумного процесса при низкой температуре. В результате получается однородный фотогальванический нанослой, способный эффективно преобразовывать солнечный свет в электроэнергию даже в условиях низкой освещенности и температуре до 80 °С. Последнее особенно важно и является уникальным достоинством нового типа органической солнечной панели. Дело в том, что при нагреве традиционных солнечных панелей их эффективность падает на 15-20 %. Поэтому кремниевые панели нужно охлаждать или смириться с потерей мощности в особенно солнечные и, казалось бы, идеальные для солнечной энергетики дни.

Другие интересные новости:

▪ Беспроводной сенсорный модуль с солнечным питанием

▪ Влияние зрителей на выполнение задач шимпанзе

▪ Робот найдет и обезвредит коллегу-предателя

▪ Электронные ошейники для дрессировки собак

▪ Бег с виртуальным соперником

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПУЭ. Подборка статей

▪ статья Фемистокл. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какая тема в советской фантастике была настолько заезжена, что рассказы по ней не принимались журналами для публикации? Подробный ответ

▪ статья Полезные советы. Советы радиолюбителям

▪ статья Политура. Простые рецепты и советы

▪ статья Загадки про кухонную утварь

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025