¿Por qué no hay campo magnético alrededor de un cable conectado a la electricidad en casa?

¿Es cierto que una corriente eléctrica que fluye a través de un conductor crea un campo magnético alrededor del conductor?

En caso afirmativo, ¿por qué el sensor magnético de mi dispositivo móvil no reacciona de ninguna manera a los cambios cuando acerco el dispositivo al cable conectado a la electricidad de 220 V en casa?

Respuestas (7)

Hay dos cables, el segundo cable lleva la misma corriente de retorno (!). Los campos magnéticos de los dos cables se anulan, excepto a distancias muy cortas. Para medir la corriente del campo, debe sujetar solo uno de los cables.

El campo a distancia se puede reducir aún más retorciendo los cables ("par trenzado") o adoptando una estructura coaxial ("blindaje"). Ahí tienes uno de los primeros principios de la compatibilidad electromagnética: el campo magnético es proporcional al área del bucle de corriente. Dos cables muy juntos no forman un gran bucle, y es por eso que UTP ethernet funciona tan bien.

Por otro lado, si deliberadamente hace un bucle grande, digamos unos cuantos giros alrededor de su sala de estar, y alimenta una corriente de audio a través de él, entonces un audífono en el modo "teléfono" captará fácilmente la señal de audio. Todo auditorio o teatro cuenta con este servicio, para sordos.

+1 solo por decirme cómo funcionan los bucles de los audífonos. ¡Eso es tan cool!
Entonces, si uso un cable para aspiradora, por ejemplo, con cables internos (positivo y negativo) separados, ¿podré detectar el campo? ¿En la distancia cercana a cada cable o en cada punto del área rodeada por el bucle? Además, gracias por los detalles del bucle de audición, pero no pude entender cómo puedo alimentar una corriente de audio, me complacerá que aclare un poco o comparta alguna fuente para leer al respecto.
@TurkhanBadalov Los cables conectan los altavoces a los amplificadores. Esos cables transportan corriente modulada con la señal de audio.
Además, si te pones audífonos y pasas por sensores de seguridad (esas cosas en bibliotecas y tiendas que se usan para detectar cuando alguien sale con algo sin revisarlo), a menudo escucharás un zumbido.
Esto podría ser peligroso si lo haces mal, así que no lo intentes en casa. Si uno encontrara un cable de lámpara con dos cables paralelos que se pueden separar fácilmente por unas pocas pulgadas, y el sensor de campo se colocara entre los cables, probablemente detectaría algo. Nunca he hecho esto, pero probablemente funcionaría.
No mezcle los 220v o 120v o cualquier cosa por encima de 60v con el audio, o cualquier otra cosa. Simplemente no te metas con nada por encima de 60v, hasta que tengas una comprensión muy alta y conozcas los procedimientos de seguridad.
El sensor no tiene que estar entre los cables. El más cercano dominará, pero a medida que aumenta la distancia, la relación entre la distancia y la separación aumentará, por lo que la separación se vuelve menos efectiva.
@TurkhanBadalov El bucle del audífono se conecta a un amplificador de audio estándar de unos pocos vatios de potencia de salida a través de una resistencia de, por ejemplo, 8,2 ohmios y 5 vatios. Se puede usar un cable doble para ejecutar 2 bucles (¡en serie!) alrededor de la habitación, o simplemente alrededor de su asiento. En los viejos tiempos, podía usar la salida de altavoz externo de un televisor. La salida de los auriculares será demasiado débil, a menos que dé muchas vueltas alrededor de su habitación. Tal vez con un cable plano que sería factible, nunca lo intenté.
Solo quiero informarles que en este momento tiene 666 puntos, 1 insignia de oro, 2 de plata y 3 de bronce, que se ve muy bien. :P ¡Buena respuesta! Es información interesante sobre los audífonos.
Otra nota interesante aquí: así es exactamente como funcionan los detectores de fugas o fallas a tierra con pinzas, así como los circuitos de disparo por falla a tierra. Una falla a tierra provoca una diferencia en la corriente entre el suministro y el retorno, lo que crea un campo magnético alrededor del par de cables que no debería estar allí. Ver: youtube.com/watch?v=XTUUijDclWk
Sí, la corriente de modo común en un par de cables es algo completamente diferente. No se supone que esté allí. Está pensando en una corriente de falla peligrosa, estoy pensando en la causa raíz de la interferencia electromagnética. Si el EE ha hecho bien su trabajo, entonces no debería medir corriente ni campo magnético.

Puedo ver 2 posibles razones por las que su teléfono no detecta un campo magnético.

Primero, se genera un campo magnético cuando fluye la corriente. Un cable simple no lleva corriente. Entonces, a menos que el cable sea parte de un circuito activo (por ejemplo, una lámpara que está encendida), no habrá campo magnético.

Incluso si fluye una corriente, será una corriente de 50 Hz, por lo que la corriente y el campo magnético se invierten 50 veces por segundo. Probablemente sea demasiado rápido para que su teléfono lo detecte.

Sí, hay una carga en el cable. Un adaptador de computadora portátil está conectado a él. Si es así, ¿hay alguna forma de detectar un campo magnético producido por la electricidad usando un sensor móvil? Además, ¿a qué te refieres con "al revés"?
La energía de la casa es CA, lo que significa que la polaridad (y la corriente) cambian de positiva a negativa 50 veces por segundo, al igual que el campo magnético.
@TurkhanBadalov Además, está midiendo dos cables al mismo tiempo: cuando uno está al máximo voltaje, el otro está al mínimo (negativo). No se cancelan del todo, pero sigue siendo muy diferente de un solo cable de CC.
@Luaan La corriente, no el voltaje, es lo que crea el campo magnético.
Suponiendo una carga lineal, la corriente y el voltaje son iguales dentro de un factor constante complejo. Todavía es el caso de que los campos magnéticos se cancelen en su mayoría a cualquier distancia donde el espacio entre los cables es relativamente pequeño.
50 o 60 Hz probablemente no sea demasiado rápido para nada . Eso es lento.
@Steve Sí, pero los sensores magnéticos en los teléfonos se usan en aplicaciones como una brújula, que son esencialmente CC.
No me sorprendería si los sensores en los teléfonos se filtraran específicamente para eliminar la interferencia y el alias de la línea de alimentación de 50/60 Hz, al igual que las cámaras eliminan el parpadeo de la alimentación de CA.
Cuando tiene un adaptador de computadora portátil conectado, tiene muchas posibilidades de que el adaptador en sí tenga un campo de CA que se pueda medir, que debería ser un poco más fuerte que el campo del cable. Si su teléfono no detecta este campo, pruebe con otro tipo de sensor magnético, posiblemente su teléfono rebote la brújula o haga algo similar.

Hay una serie de razones por las que no ha podido detectar el campo magnético debido a un cable de alimentación que transporta corriente.

En primer lugar, podría ayudar estar familiarizado con algunas de las características y la posición del magnetómetro en un teléfono inteligente.

Un sensor de magnetómetro de teléfono inteligente típico se basa en el efecto Hall y tiene un rango de aproximadamente ± 5 metro T con una frecuencia de muestreo que puede variar entre aproximadamente 8 muestras por segundo y 100 muestras por segundo.

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Si ha intentado detectar el campo magnético en una corriente de red directamente, debe darse cuenta de que está compitiendo con otros campos magnéticos estáticos (más fuertes) que están presentes, incluido el campo magnético de la Tierra.
Esta es una pantalla típica y es posible que colocar el cable principal cerca del teléfono no cambie la dirección del campo magnético neto en una cantidad notable.
El campo magnético que está tratando de detectar varía en 50 H z .

Un paso adelante sería obtener una aplicación que aumente la sensibilidad del campo magnético mostrado.
El que he usado es Sensor Kinetics, que está disponible tanto para dispositivos iOS como para dispositivos Android .
La pantalla de apertura podría tener este aspecto, indicando que he eliminado las pantallas de los otros sensores que se encuentran dentro de un teléfono inteligente.

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Esta pantalla muestra uno de los problemas con la detección del campo magnético de red fluctuante en 50 H z - la frecuencia de muestreo de 38 H z .
Sin embargo, los componentes x, y y z del campo magnético se muestran con una sensibilidad razonable.

Aunque puede usar esta pantalla, activar la pantalla variable en el tiempo (icono superior derecho) producirá una pantalla con el campo magnético en función del tiempo.

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Usando esta pantalla y un destornillador (pequeño) de joyero ( no use un imán permanente) puede ubicar la posición del magnetómetro mirando la pantalla mientras mueve el destornillador alrededor de la pantalla.
El mío parecía estar en la parte superior izquierda del teléfono.

El acto de colocar un cable de red que no lleva corriente alterará la lectura del magnetómetro antes de establecerse.

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Encender la corriente (a un hervidor eléctrico) muestra el efecto que estabas buscando.

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La variación del campo magnético no se muestra como un ser en 50 H z porque la frecuencia de muestreo no es lo suficientemente grande.

Así que está tratando de detectar un campo magnético que varía en 50 H z y en realidad es más pequeño de lo que uno podría sospechar porque el campo detectado se debe a dos corrientes que viajan en direcciones opuestas a través del cable vivo y el cable neutro, por lo que su campo magnético casi se cancela entre sí.

Solo detectar el campo magnético del cable vivo que transporta una corriente alterna debería producir un efecto mayor.
¿Quizás sería más seguro investigar el campo debido a una corriente impulsada por un voltaje más bajo, por ejemplo, de una fuente de alimentación de bajo voltaje sin rectificar y/o suavizar?

Con una frecuencia de muestreo de 38 Hz, deberíamos esperar que el campo de 50 Hz tenga un alias de 50-38 = 12 Hz. Sin embargo, esta pantalla muestra una frecuencia de aproximadamente 0,3 Hz. ¿Quizás el gráfico muestra solo 1 en N muestras?
@PhilFrost Estoy en el proceso de tratar de averiguar qué está pasando. La frecuencia de muestreo no debe fijarse en 38 Hz, sino que fluctúa principalmente entre 35 y 45 Hz. También estoy usando otra aplicación de magnetómetro que permite fijar la frecuencia de muestreo. vieyrasoftware.net/física-caja de herramientas-sensor-suite
@PhilFrost El magnetómetro puede filtrarse específicamente para 50/60 Hz para evitar la interferencia que describe. Para su fin previsto, la navegación, eso sería lo deseable.

¿Es cierto que una corriente eléctrica que fluye a través de un conductor crea un campo magnético alrededor del conductor?

Sí. De hecho, si ese no fuera el caso, los millones de pinzas amperimétricas ( como estas ) vendidas serían inútiles.

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entonces porque el sensor magnetico de mi dispositivo movil no reacciona de ninguna manera al cambio

Observe la construcción del amperímetro de abrazadera y, en particular, el hecho de que las mordazas deben encerrar solo uno de los cables que transportan corriente.

Un desarrollo relativamente reciente fue una pinza amperimétrica multiconductora con varias bobinas de sensor alrededor de las mordazas de la pinza. Esto podría sujetarse alrededor de cables monofásicos estándar de dos o tres conductores para proporcionar una lectura de la corriente que fluye a través de la carga, sin necesidad de separar los conductores.
"los millones de pinzas amperimétricas (como estas) vendidas serían inútiles". Nit-pick: el hecho de que algo se haya vendido por millones no significa que sea útil, o incluso que funcione en lo más mínimo. Así que ese no es realmente un argumento válido.
También obtendríamos electricidad gratis ya que los medidores de energía no funcionarían.
@Arthur, ¿a qué argumento te refieres? No estoy seguro de qué liendre estás eligiendo. Es simplemente un hecho que los millones de pinzas amperimétricas vendidas serían inútiles (como amperímetros) si una corriente eléctrica a través de un conductor no creara un campo magnético. Si esto te molesta o si alguien más confunde este hecho con un argumento, con gusto lo eliminaré. ¿Debo?
Por la forma en que lo ha expresado, me parece que lo presenta como una razón por la cual la declaración citada es verdadera. Podrías responder a la pregunta "¿Es cierto que los cristales pueden realinear mi aura?" de manera completamente análoga, ya que estoy seguro de que también se han vendido en millones. Simplemente sentí que era apropiado dar un poco de precaución. Pero estoy de acuerdo con el hecho.

Sí, es cierto que una corriente eléctrica que fluye a través de un conductor crea un campo magnético alrededor del conductor. Así funcionan todos los motores eléctricos, simplemente por el efecto magnético de las corrientes que circulan por los conductores. ¿Por qué esto no es visible usando su detector magnético?

En primer lugar, ¿el cable transporta corriente, no solo voltaje? Por ejemplo, ¿está conectado a la lavadora mientras está lavando o una aspiradora encendida?

En segundo lugar, eche un vistazo al interior de un motor y observe que los cables están enrollados una y otra vez y, a menudo, utilizan un núcleo de hierro para aumentar el campo magnético. Si enrolla el cable conectado a la electricidad de 220 V una y otra vez y luego enciende algún elemento, obtendrá un campo magnético mucho más fuerte. Sin embargo, tenga en cuenta que puede ser un poco peligroso si lo envuelve demasiadas veces. Es mejor usar voltajes bajos para este experimento.

Tercero, por supuesto que desconozco la sensibilidad de su detector.

Sí, se le conecta un adaptador para computadora portátil. ¿Es una carga insignificante?
Sí, es posible que el adaptador de una computadora portátil ni siquiera se esté cargando según el estado de la batería. Prueba con una aspiradora o una lavadora o algo así.
Usaría una tostadora o una bombilla incandescente brillante para que pueda estar seguro de esperar una corriente sinusoidal limpia de 50 o 60 Hz.
Dado que el campo magnético aumenta con la corriente, desea una carga tan grande como la que puede transportar el cable. Para un enchufe/cable estándar, esto es aproximadamente 10 A en un área de 230 V, lo que da como resultado una potencia de aproximadamente 2 kW. Eso es bastante energía y, por lo general, solo se necesita para calentar. Lavadoras mientras calientan el agua (ojo que la clásica americana de carga superior no calienta nada), calentadores eléctricos, ollas de agua rápida. Una bombilla incandescente, por el contrario, solo consume 100 W (0,1 kW) como máximo o 0,5 A y 1/20 del campo magnético.

Como establecieron otras respuestas, HAY un campo alterno de 50 Hz o 60 Hz, aunque generalmente no es muy fuerte debido a los cables paralelos que dan como resultado pequeñas áreas de bucle y cancelación.

Sin embargo, cualquiera que diseñe un dispositivo que se supone que es sensible a los campos magnéticos lo sabe (o se le recordará rápidamente mientras prueba el prototipo), e implementará algún tipo de filtro de paso bajo o de supresión de banda que se ocupe de la interferencia a 50 Hz, 60 Hz y el Armónicos. En algunos casos, un sensor lento en sí mismo actuará como un filtro de paso bajo, aunque confiar en él puede ser un mal diseño: si un campo alterno rápido no registrará mucho en un instrumento pero aún puede saturar el sensor o el circuito a favor del viento, su la medición se verá comprometida.

Hay dos cables y ambos llevan la corriente en dirección opuesta y cancelan el campo magnético del otro. Para la detección del campo, debe verificarlo en una distancia muy corta o quitar un cable.