Почему вокруг провода, подключенного к электричеству дома, нет магнитного поля?

Там два провода, по второму проводу идет равный (!) обратный ток. Магнитные поля от двух проводов уравновешиваются, за исключением очень короткого расстояния. Для измерения тока поля необходимо зажать только один из проводов.

Поле на расстоянии можно дополнительно уменьшить, скрутив провода («витая пара») или приняв коаксиальную структуру («экранирование»). Вот вам и один из первых принципов электромагнитной совместимости: магнитное поле пропорционально площади контура тока. Два провода, расположенных рядом друг с другом, не образуют большой петли, и именно поэтому Ethernet UTP работает так хорошо.

С другой стороны, если вы намеренно сделаете большую петлю, скажем, несколько витков вокруг своей гостиной, и подадите через нее звуковой ток, то слуховой аппарат в «телефонном» режиме легко уловит звуковой сигнал. В каждом зале или театре есть эта услуга для слабослышащих.

Я вижу 2 возможные причины, по которым ваш телефон не обнаруживает магнитное поле.

Во-первых, при протекании тока создается магнитное поле. По простому проводу ток не течет. Таким образом, если провод не является частью активной цепи (например, включенной лампы), магнитного поля не будет.

Даже если есть ток, это будет ток частотой 50 Гц, поэтому ток и магнитное поле меняются местами 50 раз в секунду. Вероятно, это слишком быстро для вашего телефона.

Существует ряд причин, по которым вы не можете обнаружить магнитное поле из-за сетевого кабеля, по которому течет ток.

Прежде всего, полезно знать некоторые характеристики и положение магнитометра в смартфоне.

Типичный датчик магнитометра смартфона основан на эффекте Холла и имеет диапазон около$\pm 5 \,\rm mT$с частотой дискретизации, которая может варьироваться между примерно$8$выборок в секунду и$100$выборок в секунду.

Если вы попытались обнаружить магнитное поле непосредственно в сетевом токе, то вы должны понимать, что конкурируете с другими (более сильными) статическими магнитными полями, которые присутствуют, включая магнитное поле Земли.
Это типичный дисплей, и размещение основного кабеля рядом с телефоном может не изменить направления магнитного поля на значительную величину.
Магнитное поле, которое вы пытаетесь обнаружить, изменяется в$50\,\rm Hz$.

Шагом вперед было бы получить приложение, которое увеличивает чувствительность отображаемого магнитного поля.
Я использовал Sensor Kinetics, который доступен как для устройств iOS, так и для устройств Android .
Начальный дисплей может выглядеть так, учитывая, что я исключил дисплеи для других датчиков, которые содержатся в смартфоне.

На этом дисплее показана одна из проблем с обнаружением флуктуаций магнитного поля сети при$50\,\rm Hz$- частота дискретизации$38 \,\rm Hz$.
Однако компоненты x, y и z магнитного поля отображаются с приемлемой чувствительностью.

Хотя вы можете использовать этот экран, активировав экран изменения времени (верхний правый значок), вы получите экран с магнитным полем как функцией времени.

Используя этот экран и ювелирную (маленькую) отвертку ( не используйте постоянный магнит), вы можете определить положение магнитометра, наблюдая за дисплеем, перемещая отвертку по экрану.
Мой, кажется, находился в верхнем левом углу телефона.

Установка сетевого кабеля, по которому не проходит ток, нарушит показания магнитометра, прежде чем он установится.

Включение тока (к электрочайнику) показывает эффект, который вы искали.

Изменение магнитного поля не показано существо на$50 \,\rm Hz$потому что частота дискретизации недостаточно велика.

Итак, вы пытаетесь обнаружить магнитное поле, которое меняется в$50 \,\rm Hz$и на самом деле меньше, чем можно было бы предположить, поскольку обнаруженное поле возникает из-за двух токов, которые проходят в противоположных направлениях через провод под напряжением и нейтральный провод, поэтому их магнитное поле почти компенсирует друг друга.

Простое обнаружение магнитного поля только от провода под напряжением, по которому течет переменный ток, должно дать больший эффект.
Возможно, было бы безопаснее исследовать поле из-за тока, вызванного более низким напряжением, например, от невыпрямленного и/или несглаженного источника питания низкого напряжения?

Верно ли, что электрический ток, протекающий по проводнику, создает магнитное поле вокруг проводника?

Да. Действительно, если бы это было не так, миллионы проданных токоизмерительных клещей ( таких как эти ) были бы бесполезны.

то почему магнитный датчик моего мобильного устройства никак не реагирует на изменение

Обратите внимание на конструкцию клещевого амперметра и, в частности, на то, что зажимы должны охватывать только один из токоведущих проводов.

Да, это правда, что электрический ток, протекающий по проводнику, создает магнитное поле вокруг проводника. Так работают все электродвигатели, просто за счет магнитного эффекта токов, протекающих по проводникам. Почему этого не видно с помощью вашего магнитного детектора?

Во-первых, по проводу течет ток, а не только напряжение? Например, подключен ли он к стиральной машине во время стирки или к включенному пылесосу?

Во-вторых, загляните внутрь двигателя и обратите внимание, что провода намотаны вокруг и вокруг, и часто используют железный сердечник для усиления магнитного поля. Если вы закольцуете провод, подключенный к электричеству 220 В, вокруг и вокруг, а затем включите какой-либо предмет, вы получите гораздо более сильное магнитное поле. Однако обратите внимание, что это может быть немного опасно, если вы оборачиваете его слишком много раз. Для этого эксперимента лучше использовать низкое напряжение.

В-третьих, конечно, я не знаю чувствительности вашего детектора.

Как установили другие ответы, ЕСТЬ переменное поле с частотой 50 Гц или 60 Гц, хотя оно обычно не очень сильное из-за параллельных проводов, что приводит к небольшим площадям петли и отмене.

Однако любой, кто проектирует устройство, которое должно быть чувствительным к магнитным полям, знает об этом (или быстро напомнит об этом при тестировании прототипа) и реализует какой-нибудь низкочастотный или полосовой фильтр, работающий с помехами на частотах 50 Гц, 60 Гц и выше. гармоники. В некоторых случаях медленный датчик сам по себе действует как фильтр нижних частот, хотя полагаться на него может быть плохой схемой . измерение будет скомпрометировано.

Есть два провода, и по обоим течет ток в противоположном направлении, и они компенсируют магнитное поле друг друга. Для обнаружения поля вы должны либо проверить его на очень коротком расстоянии, либо удалить один провод.