Domanda:
Perché non c'è campo magnetico attorno a un filo collegato all'elettricità a casa?
Turkhan Badalov
2018-06-28 06:33:31 UTC
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È vero che una corrente elettrica che scorre attraverso un conduttore crea un campo magnetico attorno al conduttore?

Se sì, perché il sensore magnetico del mio dispositivo mobile non reagisce in alcun modo ai cambiamenti quando avvicino il dispositivo al cavo collegato alla rete elettrica a 220 V di casa?

Correlato: https://physics.stackexchange.com/q/279783/44126
Sette risposte:
#1
+137
StessenJ
2018-06-28 11:52:39 UTC
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Ci sono due fili, il secondo porta la corrente di ritorno uguale (!).I campi magnetici dei due fili si annullano, tranne che a brevissima distanza.Per misurare la corrente dal campo è necessario bloccare solo uno dei fili.

Il campo a distanza può essere ulteriormente ridotto attorcigliando i fili ("doppino intrecciato") o adottando una struttura coassiale ("schermatura").Ecco uno dei primi principi di compatibilità elettromagnetica: il campo magnetico è proporzionale all'area del loop di corrente.Due fili vicini tra loro non formano molto un loop, ed è per questo che UTP Ethernet funziona così bene.

D'altra parte, se crei deliberatamente un grande loop, diciamo alcuni avvolgimenti intorno al tuo soggiorno, e alimenti una corrente audio attraverso di esso, allora un apparecchio acustico in modalità "telefono" raccoglierà facilmente l'audiosegnale.Ogni auditorium o teatro ha questo servizio, per i non udenti.

+1 solo per avermi detto come funzionano i loop degli apparecchi acustici.È così bello!
Quindi, se utilizzo un filo per aspirapolvere, ad esempio con fili interni separati (positivo e negativo) allora sarò in grado di rilevare il campo?In prossimità di ogni filo o in ogni punto dell'area delimitata dal loop?Inoltre, grazie per i dettagli del loop dell'udito ma non sono riuscito a capire come posso alimentare una corrente audio, sarò felice se chiarirai un po 'o condividerai qualche fonte per leggere al riguardo.
@TurkhanBadalov I cavi collegano gli altoparlanti agli amplificatori.Quei fili portano corrente modulata con il segnale audio.
Inoltre, se metti gli auricolari nelle orecchie e cammini attraverso i sensori di sicurezza (quelle cose nelle biblioteche e nei negozi che vengono utilizzate per rilevare quando qualcuno esce con qualcosa senza controllarlo), sentirai spesso un ronzio.
Potrebbe essere pericoloso se lo fai male, quindi non provarlo a casa.Se si trovasse un cavo della lampada con due fili paralleli che possono essere facilmente separati per pochi centimetri e il sensore di campo fosse posizionato tra i fili, probabilmente si rileverebbe qualcosa.Non l'ho mai fatto, ma probabilmente funzionerebbe.
Non mescolare 220v o 120v o qualcosa di più di 60v con l'audio o qualsiasi altra cosa.Basta non scherzare con nulla sopra i 60 V, finché non si ha una comprensione molto elevata e si conoscono le procedure di sicurezza.
Il sensore non deve essere tra i fili.Il più vicino dominerà, ma all'aumentare della distanza, il rapporto con la distanza: la separazione aumenterà, quindi la separazione diventa meno efficace.
@TurkhanBadalov Il loop per apparecchi acustici si collega a un amplificatore audio standard con una potenza di uscita di pochi Watt tramite un resistore ad es.8,2 Ohm 5 Watt.È possibile utilizzare un doppio filo per eseguire 2 anelli (in serie!) Per la stanza o solo intorno al sedile. In passato si poteva utilizzare l'uscita per altoparlanti esterni di un televisore.L'uscita delle cuffie sarà troppo debole, a meno che non si ripetano molti giri nella stanza.Forse con un cavo a nastro che sarebbe fattibile, mai provato.
Voglio solo informarti che in questo momento hai 666 punti, 1 distintivo d'oro, 2 d'argento e 3 di bronzo, il che sembra molto bello.: P Buona risposta!Questa è un'informazione interessante, sugli apparecchi acustici.
Un'altra nota interessante qui: questo è esattamente il modo in cui funzionano i rilevatori di guasto a terra o di dispersione a morsetto, nonché i circuiti di scatto per guasto a terra.Un guasto a terra provoca una differenza di corrente tra alimentazione e ritorno, che crea un campo magnetico attorno alla coppia di fili che non dovrebbe esserci.Vedi: https://www.youtube.com/watch?v=XTUUijDclWk
Una corrente di modo comune in una coppia di fili è una cosa completamente diversa.Non dovrebbe essere lì.Stai pensando a una corrente di guasto pericolosa, sto pensando alla causa principale dell'interferenza elettromagnetica.Se l'EE ha svolto bene il suo lavoro, non dovresti misurare corrente e campo magnetico.
#2
+31
hdhondt
2018-06-28 06:43:30 UTC
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Vedo due possibili motivi per cui il tuo telefono non rileva un campo magnetico.

In primo luogo, viene generato un campo magnetico quando la corrente scorre.Un semplice filo non trasporta corrente.Quindi, a meno che il filo non faccia parte di un circuito attivo (ad esempio una lampada accesa) non ci sarà campo magnetico.

Anche se scorre una corrente, sarà una corrente di 50 Hz, quindi la corrente e il campo magnetico si invertono 50 volte al secondo.Probabilmente è troppo veloce per essere rilevato dal telefono.

Sì, c'è un carico sul filo.Ad esso è collegato un adattatore per notebook.In caso affermativo, esiste un modo per rilevare un campo magnetico prodotto dall'elettricità utilizzando un sensore mobile?Inoltre, cosa intendi per "inverso"?
L'alimentazione domestica è CA, il che significa che la polarità (e la corrente) si invertono 50 volte al secondo in positivo e in negativo, così come il campo magnetico.
@TurkhanBadalov Inoltre, stai misurando * due fili * allo stesso tempo: quando uno è alla massima tensione, l'altro è al minimo (negativo).Non si annullano del tutto, ma è comunque molto diverso da un singolo cavo CC.
@Luaan La corrente non la tensione è ciò che crea il campo magnetico.
Supponendo un carico lineare, corrente e tensione sono uguali all'interno di un fattore costante complesso.È ancora il caso in cui i campi magnetici per lo più si annullano a qualsiasi distanza in cui la distanza tra i fili è relativamente piccola.
50 o 60 Hz probabilmente non sono troppo veloci per * qualsiasi cosa *.È lento.
@Steve Sì, ma i sensori magnetici dei telefoni devono essere utilizzati in applicazioni come una bussola, che sono essenzialmente CC.
Non sarei sorpreso se i sensori dei telefoni fossero filtrati specificamente per rimuovere l'interferenza e l'aliasing della linea di alimentazione a 50/60 Hz, proprio come le telecamere rimuovono lo sfarfallio dell'alimentazione CA.
Quando hai un adattatore per notebook collegato, hai buone possibilità che l'adattatore stesso abbia un campo AC che può essere misurato, che dovrebbe essere un po 'più forte del campo del cavo.Se il tuo telefono non rileva questo campo, prova un altro tipo di sensore magnetico, probabilmente il tuo telefono rimbalza sulla bussola o fa qualcosa di simile.
#3
+28
Farcher
2018-06-28 13:11:09 UTC
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Esistono diversi motivi per cui non sei stato in grado di rilevare il campo magnetico a causa di un cavo di rete che trasporta corrente.

Prima di tutto potrebbe essere utile avere dimestichezza con alcune delle caratteristiche e della posizione del magnetometro in uno smartphone.

Un tipico sensore magnetometro per smartphone si basa sull'effetto hall e ha un intervallo di circa $ \ pm 5 \, \ rm mT $ con una frequenza di campionamento che può variare tra circa $ 8 $ campioni al secondo e $ 100 $ campioni per secondo.

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Se hai provato a rilevare il campo magnetico direttamente a una corrente di rete, devi renderti conto che stai competendo con altri campi magnetici statici (più forti) presenti, compreso il campo magnetico terrestre.
Questo è un display tipico e il posizionamento del cavo principale vicino al telefono potrebbe non modificare la direzione del campo magnetico netto di una notevole quantità.
Il campo magnetico che stai tentando di rilevare varia a $ 50 \, \ rm Hz $.

Un passo avanti sarebbe ottenere un'app che aumenti la sensibilità del campo magnetico visualizzato.
Quello che ho utilizzato è Sensor Kinetics, disponibile sia per i dispositivi iOS e per i dispositivi Android.
Il display di apertura potrebbe assomigliare a questo osservando che ho eliminato i display per gli altri sensori contenuti all'interno di uno smartphone.

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Questo display mostra uno dei problemi con il rilevamento del campo magnetico di rete fluttuante a $ 50 \, \ rm Hz $ - la frequenza di campionamento di $ 38 \, \ rm Hz $.
Tuttavia, le componenti x, yez del campo magnetico vengono visualizzate con una sensibilità ragionevole.

Sebbene sia possibile utilizzare questa schermata, l'attivazione della schermata di variazione del tempo (icona in alto a destra) produrrà una schermata con il campo magnetico in funzione del tempo.

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Usando questo schermo e un (piccolo) cacciavite da gioielliere (fai not usa un magnete permanente) puoi localizzare la posizione del magnetometro guardando il display mentre muovi il cacciavite sullo schermo
Il mio sembrava essere in alto a sinistra del telefono.

L'atto di inserire un cavo di alimentazione che non porta corrente disturberà la lettura del magnetometro prima di stabilizzarsi.

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L'accensione della corrente (a un bollitore elettrico) mostra l'effetto che stavi cercando.

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La variazione del campo magnetico non mostra un essere a $ 50 \, \ rm Hz $ perché la frequenza di campionamento non è abbastanza grande.

Quindi stai tentando di rilevare un campo magnetico che varia a $ 50 \, \ rm Hz $ ed è in realtà più piccolo di quanto si possa sospettare in quanto il campo rilevato è dovuto a due correnti che viaggiano in direzioni opposte attraverso il live filo e il filo neutro in modo che il loro campo magnetico si annulli quasi a vicenda.

Il solo rilevamento del campo magnetico solo dal filo sotto tensione che trasporta una corrente alternata dovrebbe produrre un effetto maggiore.
Forse sarebbe più sicuro indagare sul campo a causa di una corrente guidata da una tensione inferiore, ad esempio da un alimentatore a bassa tensione non rettificato e / o non livellato?

Con una frequenza di campionamento di 38 Hz, dovremmo aspettarci che il campo di 50 Hz abbia un alias a 50-38 = 12 Hz.Tuttavia, questo display mostra una frequenza di circa 0,3 Hz.Forse il grafico mostra solo 1 in N campioni?
@PhilFrost Sto cercando di scoprire cosa sta succedendo.La frequenza di campionamento non è da fissare a 38 Hz, ma oscilla principalmente tra 35 e 45 Hz.Sto anche usando un'altra app magnetometro che consente di fissare la frequenza di campionamento.https://www.vieyrasoftware.net/physics-toolbox-sensor-suite
@PhilFrost Il magnetometro può essere filtrato specificatamente per 50/60 Hz per evitare le interferenze descritte.Per lo scopo previsto, la navigazione, sarebbe auspicabile.
#4
+18
Alfred Centauri
2018-06-28 06:48:05 UTC
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È vero che una corrente elettrica che scorre attraverso un conduttore crea un campo magnetico attorno al conduttore?

Sì.In effetti, se così non fosse, i milioni di amperometri a pinza ( come questi) venduti sarebbero inutili.

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allora perché il sensore magnetico del mio dispositivo mobile non reagisce in alcun modo modo per cambiare

Si noti la costruzione dell'amperometro a pinza e, in particolare, il fatto che le ganasce devono racchiudere solo uno dei fili che trasportano corrente.

Uno sviluppo relativamente recente è stato un multimetro a pinza multiconduttore con diverse bobine di sensori attorno alle ganasce della pinza.Questo potrebbe essere fissato attorno a cavi monofase standard a due o tre conduttori per fornire una lettura della corrente che scorre attraverso il carico, senza necessità di separare i conduttori.
"i milioni di amperometri a pinza (come questi) venduti sarebbero inutili".Nit-pick: solo perché qualcosa è stato venduto a milioni non significa che sia utile, o addirittura funzioni minimamente.Quindi non è _davvero_ un argomento valido.
Avremmo anche l'elettricità gratuita poiché i contatori di potenza non funzionerebbero.
@Arthur, a quale argomento ti riferisci?Non sono sicuro di quale pignolo stai scegliendo.È semplicemente un * fatto * che i milioni di amperometri a pinza venduti sarebbero inutili (come amperometri) se una corrente elettrica attraverso un conduttore non creasse un campo magnetico.Se questo ti dà fastidio o se qualcun altro scambia questo fatto per un argomento, lo rimuoverò volentieri.Dovrei?
Il modo in cui l'hai formulato, mi sembra che tu lo presenti come una ragione per cui l'affermazione citata è vera.Potresti rispondere alla domanda "È vero che i cristalli possono riallineare la mia aura?"del tutto analogamente, poiché sono sicuro che anche quelli hanno venduto a milioni.Ho solo ritenuto opportuno prestare un po 'di cautela.Ma sono d'accordo con il fatto.
#5
+4
Dusty
2018-06-28 06:47:55 UTC
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Sì, è vero che una corrente elettrica che scorre attraverso un conduttore crea un campo magnetico attorno al conduttore.È così che funzionano tutti i motori elettrici, semplicemente per effetto magnetico delle correnti che fluiscono attraverso i conduttori.Perché questo non è visibile usando il tuo rilevatore magnetico?

Prima di tutto, il filo trasporta corrente, non solo tensione?Ad esempio è collegato alla lavatrice mentre sta lavando o ad un aspirapolvere acceso?

In secondo luogo, dai un'occhiata all'interno di un motore e nota che i fili sono avvolti intorno e intorno e spesso usano un nucleo di ferro per aumentare il campo magnetico.Se avvolgi il filo collegato all'elettricità da 220 V e poi accendi un oggetto, otterrai un campo magnetico molto più forte.Tuttavia, tieni presente che può essere un po 'pericoloso se lo avvolgi troppe volte.È meglio usare basse tensioni per questo esperimento.

Terzo, ovviamente non conosco la sensibilità del tuo rilevatore.

Sì, è collegato un adattatore per notebook.È un carico insignificante?
Sì, un adattatore per notebook potrebbe non caricarsi nemmeno a seconda dello stato della batteria.Prova un aspirapolvere o una lavatrice o qualcosa del genere.
Userei un tostapane o una lampadina a incandescenza luminosa, quindi puoi essere sicuro di aspettarti una corrente sinusoidale pulita, a 50 o 60 Hz.
Poiché il campo magnetico aumenta con la corrente, si desidera un carico grande quanto il filo può sopportare.Per una presa / cavo standard, questo è di circa 10 A in un'area di 230 V, con una potenza di circa 2 kW.È un bel po 'di potenza ed è in genere necessaria solo per il riscaldamento.Lavatrici mentre scaldano l'acqua (da notare che il classico top loader americano non scalda affatto), stufette elettriche, bollitori veloci.Una lampadina a incandescenza, invece, assorbe solo 100 W (0,1 kW) max o 0,5 A e 1/20 del campo magnetico.
#6
  0
rackandboneman
2018-07-02 14:39:28 UTC
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Come stabilito da altre risposte, ESISTE un campo alternato di 50 Hz o 60 Hz, anche se di solito non è molto forte a causa dei cavi paralleli che producono piccole aree di loop e annullamento.

Tuttavia, chiunque progetta un dispositivo che dovrebbe essere sensibile ai campi magnetici lo sa (o gli verrà rapidamente ricordato durante il test del prototipo) e implementerà una sorta di filtro passa-basso o blocca banda che si occupa di interferenze a 50Hz,60Hz e le armoniche.In alcuni casi, un sensore lento agirà di per sé come un filtro passa-basso, anche se fare affidamento su di esso può essere una cattiva progettazione: se un campo alternato veloce non registrerà molto su uno strumento ma può ancora saturando il sensore o il circuito sottovento, la tua misurazione sarà compromessa.

#7
  0
Yuvraj
2019-07-01 15:26:33 UTC
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Ci sono due fili ed entrambi portano la corrente nella direzione opposta e si annullano a vicenda il campo magnetico. per il rilevamento del campo è necessario controllarlo per una distanza molto breve o rimuovere un filo



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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