電線裡的寄生電容_AC篇

回到如下圖的問題

為什麼將雙股導線其中一股(紅色)插入AC110V的火線端(或中性線端)

另外一股(黑色)的尾端會有電!!

這件事如果回到原點來看，就會比較簡單了

雙股導線的構造基本上和電容非常類似，就像兩面隔離的金屬

實際測量約有2.7nF的電容量

所以如果其中一股通入60Hz的電流

這條雙股導線(電容)就會導通(電容的通交隔直效應)

另一股導線當然就會有電了

示意圖如下

當然，還有一個可能的原因

那就是中性線產生的感應電

但實際測量黑線(可視為N)尾端對地的電壓約有112V

如果是感應電一般不會那麼高

所以應該還是電線產生的電容效應造成的可能性較大

那整捆線圈造成的電感效應呢？

我們將電線捲在一起，確實會產生極明顯的電感效應

實測紅線兩端的感值高達1.3mH

但電感效應必須在同一條電線上才會產生感抗

所以在這邊應該是可以忽略電感所造成的影響

電線裡的寄生電容_問題篇

去年差不多這個時候寫了電路中的寄生電感

前幾天FB跳了回顧給我

應該就是鞭策我，還有下一篇還沒寫吧...

先來看看以下這個有趣的實驗

我們拿了一條50公尺長的雙股導線

單股電阻約3.6歐

其中一端(紅色)插入AC110V的火線端(或中性線端)

另外一條(黑色)尾端會有電嗎？

如下圖示

我們利用氖燈接地來測試

會亮應該就表示有電

結果...

1. 連接L

2. 連接N

那如果改為連接市電整流濾波之後的高壓直流電(160V)正負極呢？

結果...

1. 連接正極

2. 連接負極

那如果連接電池的標準直流電(54V)正負極呢？

結果...

1. 連接正極

2. 連接負極

這三個實驗有符合大家的預期嗎?

高靈敏磁場檢測器

這件事也是擱了好幾年

之前簡單利用霍爾來檢驗磁場方向

但受限霍爾本身的特性

在通電之後，內部PN結的電子還是會稍微偏轉

因此即使附近沒有磁場，一樣會有一個輸出

所以偵測S會比較明顯一點

也需要兩個霍爾來分別偵測NS

這件事遲早要解決，但一拖就是7年了...

要提高靈敏度就不能只靠霍爾的電位來驅動

要給他一個基準來比較才可以

能用TL431當然最好

但測試的結果似乎直接用OPA就可以

LM358有兩組比較器

把這兩組的正向和反向並聯

當輸入某個電位時，兩組比較器剛好一個輸出高電位，一個輸出低電位

這樣就可以當作顯示器了

另外一組正反向也並聯

用精密電阻來調整兩組比較器的基準電位

LM356至少要5V才穩定

所以直接用鋰電掛boost

這樣VCC就會很穩，偵測也會更準

電路圖如下

初步測試效果非常好

一開始先調整兩組比較器的電位

兩個指示LED都亮就是基準了

VCC越高會越好調整，但會犧牲靈敏度

一般小磁鐵在距離5-10公分就偵測得到

影片如下

理論OK就可以集成了

7年...不晚不晚!!

吹氣燈

這個吹氣燈等了好久才開始第二階段實驗

原本利用熱電阻和光藕的概念來作

可以參考這篇

當然也有其他的方法

氣壓是一個不作的選擇

手邊只有電容式麥克風

基本上就是利用氣壓改變電容內部的電極距離來控制電壓

因此應該可以當作sensor

簡單來說就是利用兩個電晶體將訊號放大

再輸入4017的單鍵開關

電路圖如下

R1和C1需要匹配，才能調整到mic最佳的靈敏度

4017的pin14是脈衝訊號，不能持續高電位

所以要有R2當作C2的放電電阻

LED1在pin3當作電源指示燈

LED2才是主要的燈

pin15連接pin4就可以讓pin3和pin2循環

影片如下

mic有點小，所以有時會吹不準

但意思到了

安培計的分流電路_維修小電表

貪便宜在網路上買了這個電表

果然就吃鱉了...

相對誤差竟然將近100% !!

雖然可以從背後微調進入電流的分流值

但通常只有誤差在10%以內才有效

如果有重要需求，真的要考慮清楚啊~~

實體店家一定比較貴，但良率絕對是100%

丟也不是，用也不是

就修修看了

基本上伏特計沒問題

問題出在安培計

要維修就要先知道原理

有關電表的電路原理可以先看這篇

這種串聯式的安培計通常都是用分流的模式

比較少用取樣(取樣的方法可以參考這篇)

在額定10A的情況下，分流電路的電阻非常小

小到無法用一般三用電表測量

只要有細微差別，分流出來的電流就會差很多

所以可以看到有些電表的分流電路會有缺角或是焊接

這不是缺陷或是瑕疵，其實是工程師在微調分路電阻

原本的電表測出來的電流太小

表示分路電阻太小了，那就想辦法加大電阻

一般電表會用缺角或焊接的方法來做細微調整

所以先嘗試將分路缺角還是只增加了一點點

只好重新安裝一條電阻相對較大的分路

順便就作個實驗吧

結果如下

原先的分路電線

缺角的分路電線

0.15mm，4公分漆包線

0.15mm，2公分漆包線

可以觀察到分路電線越細，越長(電阻越大)

電表呈現的電流就越大

慢慢嘗試，找到0.15mm，0.8公分漆包線

測出來的電流和我的三用電表幾乎一致

那就是她了~~