假设我们有一根很长的电缆,其末端不可见或无法触及。我们知道一端是发电机,另一端是负载。我们能否在不切断电缆的情况下确定发电机连接到电缆的哪一端?
我们可以在不切断电缆的情况下判断交流电源通过电缆的方式吗?
电器工程
交流
发电机
2022-01-09 03:17:41
4个回答
电缆由两个导体组成,它们之间具有有限的空间。让我们假设它们是绝缘的。
使用电容感应来确定它们之间瞬时电压的极性作为时间的函数。
使用霍尔传感器来确定它们之间空间中磁场的极性作为时间的函数。
一旦你得到了正确的左手/右手规则极性,矢量积将指示功率流的方向。
因为你只想要方向,极性就足够了。但是,如果您可以使指示更准确,例如测量,那么您可以估计功率流的大小。
正如马库斯在评论中指出的那样,这只是坡印廷矢量的一个应用,它适用于所有空间中的电磁波,也适用于直流电,但这里有一个波导(功率波导?)存在很好地简化了以你的导体的形式。
因为你可以测量
- 电缆两条线之间的电场(红色箭头)和
- 电缆每条线周围的磁场(绿色箭头)
无需切割,您可以确定坡印廷矢量(蓝色箭头),它是两个矢量的叉积。
坡印廷矢量总是指向能量流的方向,如图所示(来自维基百科)。
注意:在交流的情况下,电流(磁场)的方向会发生变化,但电压(电场)的方向也会发生变化,因此坡印廷矢量(能量流)的方向始终保持不变。
如果您只想知道能量流的方向(而不是数量),那么仅测量电场和磁场的方向就足够了。
如果您可以访问相对较长的电缆部分并且如果您有非接触式仪表(又名钳式仪表):
电缆上总会有电压降。用钳形表测量两端的电压。如果您的仪表足够“敏感”并且电缆两端的电压降足够“明显”,您会观察到一端的电压高于另一端。所以这一端连接到发电机侧。
是的,如果您测量瞬时功率 P=V*I,您会得到肯定或否定的结果。
为此,您需要测量电压和电流。两者都可以在不切割的情况下完成,使用钳形电流表和针式探针穿过绝缘层。
您可以使用示波器上的数学通道执行此操作,然后测量数学通道的平均值。
这基本上就是电能表的工作方式。
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