Tôi đang thay thế một ổ cắm điện tại căn hộ của tôi. Nó có bốn dây tiêu chuẩn, với một trong hai màu đỏ sẽ chuyển sang công tắc bật tắt gần đó.

Tôi lo ngại vì khi tắt công tắc bật tắt, tôi đo 16V giữa một trong các dây màu đỏ và màu trắng. (Dây màu đỏ khác luôn đo 0 V, vì vậy tôi cho rằng nó không đi đến đâu cả.)

Tôi không muốn nối dây màu đỏ nếu nó sẽ ngồi ở 16 V khi nó được tắt. Bất kỳ ý tưởng tại sao điều này đang xảy ra hoặc những gì tôi có thể làm? Hoặc là 16 đủ gần với 0?

16 V có khả năng là điện áp cảm ứng / đi lạc / ảo. Đường dây điện đó đang "nhận" một điện áp giống như một đài phát thanh, vì nó được đi kèm với một dây dẫn trực tiếp (~ 120-130 V). Dây màu đỏ khác có thể được kết nối với mặt đất (hoặc trung tính) ở đâu đó, để nó được giữ ở ~ 0 V.

Nếu giả định của tôi về nó là điện áp ảo là đúng, 16 V sẽ không thể cấp nguồn cho bất kỳ thiết bị nào và có thể được coi là an toàn. Nó chủ yếu được gây ra bởi điện dung giữa hai dây. Khi bạn gắn đồng hồ vạn năng vào hệ thống, bạn tạo một đường dẫn hiện tại giữa dây "mở" và dây trung tính. Dòng điện xoay chiều sau đó có thể chạy giữa các dây (AC đi qua tụ điện), rồi qua đồng hồ vạn năng (có trở kháng đầu vào hữu hạn). Dòng điện chạy qua đồng hồ vạn năng của bạn xác định điện áp mà bạn đang đo.

Bạn có thể muốn xem làm thế nào công tắc được nối dây để hiểu đầy đủ về mạch trước khi thay thế ổ cắm điện. Ngoài ra, hãy nhớ rằng công tắc nên kết nối / ngắt kết nối LINE (~ 120 V) chứ không phải trung tính. Trung tính và mặt đất phải luôn được kết nối với ổ cắm (và không bị xáo trộn).

Một cách để tránh vấn đề này là sử dụng vôn kế có trở kháng đầu vào thấp. Vôn kế kỹ thuật số hiện đại thường có trở kháng đầu vào khoảng 10 MΩ. Sử dụng một đồng hồ có trở kháng đầu vào dưới 500 kΩ sẽ tải dây không được kết nối đủ để nó không thể phát ra điện áp ảo đáng kể. Thêm một điện trở 500 kΩ - 1MΩ song song với đầu vào của vôn kế của bạn sẽ là một cách hợp lý để xua tan các điện áp ảo (nhưng hãy cẩn thận rằng bạn đang ở trong mức công suất của điện trở, power = V ^ 2 / R).

Các vôn kế tương tự cũ thường có trở kháng đầu vào đủ thấp để chúng không thể đo được điện áp ảo. Ngoài ra, có một số đồng hồ vạn năng kỹ thuật số hiện đại được thiết kế để có trở kháng đầu vào đủ thấp mà điện áp ảo không thể đo được. Các vạn năng này thường sử dụng nhiệt điện trở PTC song song với đầu vào của chúng.

Thí nghiệm trong phòng thí nghiệm

Ví dụ, tôi đã kết nối khoảng 1 mét cáp NM 12/2 theo cách tương tự như tình huống của bạn. Tôi kết nối trung tính và đường dây với hai dây dẫn bên ngoài của cáp NM và để mặt đất nổi. Tôi đo 31 V giữa dây trung tính và dây nối đất:

Tính toán lý thuyết

Đây là một tính toán ví dụ (với nhiều đơn giản hóa, trường hợp xấu nhất, v.v.), cho thấy "bóng ma" này có thể khá lớn, được viết bằng mã Matlab. Giả định rằng đầu nối "đỏ" nằm giữa dây "nóng" và nối đất, rằng bạn đang sử dụng dây 12-mét, cách điện 19 triệu trên mỗi dây, hằng số điện môi của PVC, trở kháng đầu vào của vạn năng của bạn là 10 Mohm và không có khớp nối cảm ứng (chỉ khớp nối điện dung). Nó sử dụng công thức điện dung trên Wikipedia cho một cặp dây song song. Chiều dài dây giả định là một mét. Kết quả là bạn thấy điện áp ảo 33,4 V, tương tự như những gì tôi đo được trong "đời thực". Điều này cho thấy 16 V là điện áp ảo "hợp lý" có thể đo được với trở kháng đầu vào hiện đại, cao áp, vôn kế.

Tính toán này dựa trên giả định rằng cáp 12/3 của bạn trông giống như:

Điều này sẽ tạo ra một mạch phân chia điện áp (giả sử không có khớp nối cảm ứng) đại loại như:

Điện áp ảo là điện áp trên Rmm (ở bên phải của sơ đồ). Đối với mạch điện xoay chiều, số phức có thể được sử dụng để biểu diễn trở kháng của từng phần tử trong mạch. Trở kháng của tụ điện là 1 / (jωC). Wikipedia có nhiều thông tin hơn về bộ chia điện áp. Độ lớn của điện áp đầu ra là những gì một vạn năng sẽ đo, và pha của nó có thể bị loại bỏ.

% For NM 12/2 cable, approx....
% Assume flat NM cable, with Red-Line-Ground-Neutral

f = 60; % Hz
w = 2*pi*f; % rad
Vin = 120; % V(rms)

% wire diameter
a=2.053e-3; % m

% Insulation, 19 mil
t_ins = 0.019*2.54/100; %m

% Cable length
l = 1; % m

% Dielectric constant
e0 = 8.854e-12; % F/m
e = 3 * e0; % PVC has a dielectric constant of 3.

%Multimeter input resistance, value of Fluke 80 series V
Rmm = 1e7;

% Wire capacitance, formula from Wikipedia
C = pi*e*l/acosh((2*t_ins+a)/a); % F
% The impedance of a capacitor is 1/(j*w*C)
Z_C = 1./(1j*w*C);

% Impedance of Z_C in parallel with Rmm.
% Parallel impedances are combined as the inverse of the sum of the
% inverses.
Z_2 = 1/(1/Z_C + 1/Rmm);

% The phantom voltage is a voltage divider of Z_C is series
% with Z_2. The phantom voltage is the voltage over Z_2.
Vphantom = Vin * abs(Z_2/(Z_C + Z_2));

fprintf('Phantom voltage is %f V.\n', Vphantom);

Kiểm tra mạch đất trong tòa nhà / nhà. Kiểm tra tính toàn vẹn của nó, kiểm tra kết nối của nó. Nếu tất cả đều ổn, hãy tiến hành kiểm tra hệ thống dây điện đến điểm xuất hiện 16 Volts.

Nếu một số đoạn của dây quá cũ, thì chất điện môi (cách điện) có thể đã xuống cấp rất nhiều không đến mức nó hoàn toàn trống rỗng (và do đó phóng điện có thể xảy ra với những hậu quả khó chịu mà chúng ta đều biết) nhưng đến một điểm mà dòng điện cảm ứng (giống như máy biến áp) có thể xảy ra mặc dù công tắc đang ngắt phần còn lại của mạch. Nếu bạn tìm thấy các phân đoạn như vậy, sau đó cách ly nó bằng cách cắt nó ở cả hai bên và sau đó đặt một đường dẫn song song của dây dẫn tốt sẽ được cách điện, vấn đề của bạn sẽ đi.