16 V น่าจะเป็นแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ / จรจัด / phantom สายไฟนั้น "รับ" แรงดันไฟฟ้าเหมือนกับวิทยุเนื่องจากประกอบกับสายไฟ (~ 120-130 V) สายสีแดงอื่น ๆ อาจเชื่อมต่อกับกราวด์ (หรือเป็นกลาง) ที่ใดที่หนึ่งเพื่อให้ยึดที่ ~ 0 V.
หากการสันนิษฐานของฉันว่าเป็นแรงดันไฟฟ้า phantom เป็นจริง 16 V จะไม่สามารถจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ใด ๆ และถือว่าปลอดภัย ส่วนใหญ่เกิดจากความจุระหว่างสายทั้งสอง เมื่อคุณเชื่อมต่อมัลติมิเตอร์กับระบบคุณจะสร้างเส้นทางปัจจุบันระหว่างสาย "เปิด" และเป็นกลาง กระแส AC นั้นสามารถไหลระหว่างสายไฟ (AC ผ่านตัวเก็บประจุ) และจากนั้นผ่านมัลติมิเตอร์ (ซึ่งมีอิมพิแดนซ์อินพุต จำกัด ) กระแสไหลผ่านมัลติมิเตอร์ของคุณเป็นตัวกำหนดแรงดันไฟฟ้าที่คุณวัด
คุณอาจต้องการดูว่าสายสวิตช์เป็นอย่างไรเพื่อให้เข้าใจวงจรก่อนที่จะเปลี่ยนปลั๊กจ่ายไฟ นอกจากนี้โปรดจำไว้ว่าสวิตช์ควรเชื่อมต่อ / ยกเลิกการเชื่อมต่อ LINE (~ 120 V) และไม่เป็นกลาง ควรเชื่อมต่อกลางและสายดินกับเต้าเสียบเสมอ (และไม่สลับ)
วิธีหนึ่งในการหลีกเลี่ยงปัญหานี้คือการใช้โวลต์มิเตอร์ความต้านทานต่ำอินพุต โวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลที่ทันสมัยมักจะมีอินพุตความต้านทานประมาณ 10 MΩ การใช้มิเตอร์ที่มีอิมพิแดนซ์อินพุตน้อยกว่า 500 kΩจะโหลดลวดที่ไม่ได้เชื่อมต่อเพียงพอที่จะไม่สามารถพัฒนาแรงดันไฟฟ้า phantom ได้ การเพิ่มตัวต้านทาน 500 kΩ - 1MΩขนานกับอินพุตของโวลต์มิเตอร์ของคุณจะเป็นวิธีที่เหมาะสมในการกำจัดแรงดันไฟฟ้า phantom (แต่ระวังว่าคุณอยู่ในระดับพลังงานของตัวต้านทาน, กำลัง = V ^ 2 / R)
โวลต์มิเตอร์แบบแอนะล็อกเก่ามักจะมีอิมพีแดนซ์อินพุตที่ต่ำพอที่จะไม่สามารถวัดแรงดัน phantom ได้ นอกจากนี้ยังมีมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลบางรุ่นที่ออกแบบมาให้มีอินพุตอิมพีแดนซ์ต่ำพอที่จะไม่สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าของ phantom ได้ มัลติมิเตอร์เหล่านี้มักจะใช้เทอร์มิสเตอร์ PTC แบบขนานกับอินพุต
การทดลองในแล็บ
ตัวอย่างเช่นฉันได้เชื่อมต่อสายเคเบิล NM 12/2 ประมาณ 1 เมตรในลักษณะที่คล้ายกับสถานการณ์ของคุณ ฉันเชื่อมต่อกลางและเส้นเข้ากับตัวนำสองเส้นด้านนอกของสายเคเบิล NM และปล่อยให้พื้นลอย ฉันวัด 31 V ระหว่างความเป็นกลางและสายดิน
การคำนวณเชิงทฤษฎี
นี่คือตัวอย่างการคำนวณ (ด้วยการทำให้เข้าใจง่ายหลายกรณีสถานการณ์เลวร้ายที่สุด ฯลฯ ) ซึ่งแสดงว่า "phantom" นี้อาจมีขนาดค่อนข้างใหญ่เขียนด้วยรหัส Matlab สมมติว่าขั้วต่อ "สีแดง" อยู่ระหว่างสาย "ร้อน" และสายดินที่คุณใช้ลวด 12 เกจฉนวน 19 ล้านเส้นในแต่ละเส้นค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของพีวีซีความต้านทานอินพุตมัลติมิเตอร์ของคุณคือ 10 Mohm และ ไม่มีการมีเพศสัมพันธ์อุปนัย (เฉพาะการมีเพศสัมพันธ์แบบ capacitive) มันใช้สูตรความจุใน Wikipediaสำหรับคู่สายคู่ขนาน ความยาวสายไฟที่สันนิษฐานนั้นคือหนึ่งเมตร ผลก็คือคุณจะเห็นแรงดันไฟฟ้า phantom เท่ากับ 33.4 V ซึ่งคล้ายกับที่ฉันวัดใน "ชีวิตจริง" นี่แสดงให้เห็นว่า 16 V เป็นแรงดันไฟฟ้า phantom "ที่สมเหตุสมผล" ซึ่งสามารถวัดได้ด้วยโวลต์มิเตอร์แบบอิมพีแดนซ์สูง
การคำนวณนี้ขึ้นอยู่กับการสมมติว่าสายเคเบิล 12/3 ของคุณมีลักษณะดังนี้:
สิ่งนี้จะสร้างวงจรแบ่งแรงดัน (สมมติว่าไม่มีข้อต่อแบบเหนี่ยวนำ) สิ่งที่ต้องการ:
แรงดันไฟฟ้าแบบ phantom คือแรงดันไฟฟ้าข้าม Rmm (ทางด้านขวาของแผนภาพ) สำหรับวงจร AC จำนวนเชิงซ้อนสามารถใช้เพื่อแสดงอิมพีแดนซ์ของแต่ละองค์ประกอบในวงจร ความต้านทานของตัวเก็บประจุคือ 1 / (jωC) Wikipedia มีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวแบ่งแรงดัน ขนาดของแรงดันไฟฟ้าขาออกคือสิ่งที่มัลติมิเตอร์จะทำการวัดและเฟสของมันจะถูกยกเลิก
% 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);