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构建一个非接触式交流电压检测器电路

科技观察员 来源:eleccircuit 作者:eleccircuit 2024-02-25 10:18 次阅读

让我们创建一个非接触式交流电压检测器/测试器电路。

什么是非接触式电压检测器?

它是一种交流电压检测器,可用于测试没有任何连接的带电电线,因此得名。

因此,在交流电线上测试时,它比霓虹螺丝刀更安全,并降低了在高交流电压下工作时触电的机会。

非接触式电压检测器电路如何工作?

通常,由交流电流流动产生的带电导线周围会有一个电场和磁场。我们可以利用这种现象来检测电线内部是否仍有电流,方法是使用天线作为检测器。这是这些电路的主要原理。

带电电线周围的电场火线周围的电场

如果您想深入了解电场。您可以在维基百科上进一步搜索。

当我们将天线放在交流电线附近时,如果它检测到该电线周围的磁场,LED 会发出微弱的光,同时蜂鸣器会发出高频嗡嗡声。

天线离交流电线越近,LED 就越亮。蜂鸣器的嗡嗡声也会更大。

在测试过程中,应避免让天线直接接触电线。

让我们创建非接触式电压检测器电路

在这篇文章中,这些电路有两个版本。不同之处在于,其中一个使用晶体管作为内核,另一个使用CD4060代替。它们的功能是一样的。

我女儿选择构建一个使用晶体管的电路。因为它易于创建(更容易焊接组件),也更容易理解电路的工作原理

晶体管版本

天线将磁场转换为非常非常小的电流,然后用非常高增益的放大器将其放大。

然后,这种放大的电流将为 LED 或蜂鸣器供电,以获得我们的视觉或声音反馈。

非接触式电压检测器基本框图非接触式电压检测器的基本框图

对于高增益放大器,我们选择达林顿晶体管对,因为它简单且效率高。为了便于理解,请参阅下图。

达林顿晶体管电路框图达林顿晶体管电路框图

这是一个分步过程。

#1 天线将频率为 50Hz (60Hz) 的极少电能或交流主信号感应到 Q1 的 B 中。

#2 使更高的电流流过 R1,C 到 Q1 的 E。

#3 接下来,更高的电流流过 R2,Q2 的 C 到 E。

#4 最后,最高电流流过 Q3 的 R3、LED1、C 到 E,导致 LED1 发光或闪烁。

我女儿说这很容易理解。它就像一个小小的水阀,越来越多地控制下一个大水阀。

达林顿对的电流增益等于它们中的每一个(Q1、Q2、Q3)的增益相乘。如果使用BC547 NPN型,则在许多电路中普遍使用。他们有大约 8,000
个收益。因此,它们具有非常高的灵敏度。

然后,查看完整的电路图。我们在 LED1 和 R3 上添加一个压电蜂鸣器来发出警报,将嗡嗡声指示为交流主频。

这个时代非常方便,如果你想要一个蜂鸣器的声音,只用一个。它有自己的蜂鸣器电路,将电路减少到更少。我女儿非常喜欢它。

使用晶体管的新型简单非接触式交流电压检测器电路简易非接触式交流电压检测器电路图

另请阅读许多适合初学者的简单电路

如何构建它

这个电路非常简单。我女儿在没有使用普通 PCB 的情况下组装了它。她把引脚焊接在一起。然后,将其放在一块纸板上。但是,如果您也想将其组装到穿孔 PCB
上。

非接触式交流电压检测器电路的原型是由我女儿建造的

这是非接触式交流电压检测器电路的原型,是我女儿建造的。

组件列表

Q1-Q3:BC547,0.4A 40V NPN晶体管,4个。

0.25 瓦电阻器

R1:1M,1 个。

R2:100K,1个。

R:1K,1 个。

LED1:随心所欲上色,1 个。

BZ1:小型压电蜂鸣器 3-26V

S1:SPDT 开关,1 个。

9伏电池或9V供电电路

曾经有朋友问,如果他们没有BC547,能不能用其他晶体管?是的,您可以使用任何 NPN 晶体管类型,例如 BC546、BC548、BC550 或
BC337。或其他形式,如S9013、2N3904、PN2222、2SC1815等。但其引脚的位置不同,如下图所示。

但是,如果您有旧组件或不想使用压电蜂鸣器。你可以用旧的方式构建它。它更响亮,因为使用更大的扬声器。

请参阅此项目的完整电路图。我们看到了这一点,并且很高兴,因为它也很简单。

简单的非接触式交流电源电压检测器完整的旧简易非接触式交流电源电压检测器

简单的蜂鸣器请阅读 制作简单的电子蜂鸣器。

组件清单

Q1-Q4:BC547,0.4A 40V NPN 晶体管,4 个。

Q5:BC557,0.4A 40V PNP晶体管,1个。

0.25 瓦电阻

R1:1M,1 个。

R2:100K,1个。

R3:56K,1 个。

R4:1K,1个。

R5:100欧姆,1个。

C1: 0.047uF 50V, 陶瓷电容器, 1 个

C2:10uF 25V,电解电容器,1个。

LED1:随心所欲上色,1 个。

扬声器 8 欧姆,1 个。

S1:SPDT开关,1个。

9伏电池

使用晶体管的非接触式交流电源电压检测器原型我们在小尺寸的穿孔板上组装的原型。

在这个项目中,我们可以将它们组装在穿孔的PC板上。由于没有电位器,我们不需要设置它,只需按 S1 打开然后已经使用好了。

在下面的视频中,我们将看到何时在电磁场附近使用此工具,例如主、灯、显示器、微波炉、笔记本电脑、计算机等。 LED1 将闪烁,我们听到嗡嗡声。

IC

该电路的使用方式与晶体管电路版本相同。但改用IC1(CD4060),它是一个CMOS芯片,既可以作为频率发生器,又可以作为14级二进制频率计数器。

该IC适合这种用途,因为它的输入具有非常高的电阻。因此,使其对微弱的电信号非常敏感,并且能够计算多个频段。
1.png

当我们将天线靠近交流线时,电磁感应作为时钟信号进入 IC1 的引脚 11。

假设交流线路的电流频率为 50Hz(在美国为 60Hz)。然后,从连接到 LED1 的 IC1 的引脚 7(Q4) 中将其频率分频 16,等于
3Hz。然后,LED1 将以每秒 3 次的速度闪烁,表明交流电线周围有电场。

但是,如果交流线路内没有电压或电流,则IC1将不会输出任何内容。LED1 不会闪烁。相反,它将处于打开或关闭状态。

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