Saya mengganti stopkontak listrik di apartemen saya. Ini memiliki empat kabel standar, dengan salah satu dari dua merah pergi ke sakelar sakelar terdekat.

Saya khawatir karena ketika sakelar sakelar mati, saya mengukur 16V antara salah satu kabel merah dan putih. (Kabel merah lainnya selalu mengukur 0 V, jadi saya berasumsi itu tidak berlaku apa-apa.)

Saya tidak ingin memasang merah jika itu akan duduk di 16 V ketika seharusnya dimatikan. Adakah ide mengapa ini terjadi atau apa yang bisa saya lakukan? Atau 16 cukup dekat dengan 0?

16 V kemungkinan merupakan tegangan induced / nyasar / phantom. Saluran listrik itu "menerima" tegangan seperti radio, karena dibundel bersama dengan kabel hidup (~ 120-130 V). Kabel merah lainnya mungkin terhubung ke ground (atau netral) di suatu tempat, sehingga ditahan pada ~ 0 V.

Jika asumsi saya itu menjadi tegangan phantom benar, 16 V tidak akan dapat memberi daya ke perangkat apa pun, dan dapat dianggap aman. Hal ini sebagian besar disebabkan oleh kapasitansi antara kedua kabel. Saat Anda memasang multimeter ke sistem, Anda membuat jalur saat ini antara kabel "terbuka" dan netral. Arus AC kemudian dapat mengalir di antara kabel (AC melewati kapasitor), dan kemudian melalui multimeter (yang memiliki impedansi input terbatas). Arus yang mengalir melalui multimeter Anda menentukan voltase yang Anda ukur.

Anda mungkin ingin melihat bagaimana saklar dihubungkan untuk memahami rangkaian sepenuhnya sebelum mengganti stopkontak. Juga, ingat bahwa sakelar harus menghubungkan / memutuskan LINE (~ 120 V) dan bukan netral. Netral dan ground harus selalu terhubung ke outlet (dan tidak dialihkan).

Salah satu cara untuk menghindari masalah ini adalah dengan menggunakan voltmeter input-impedansi rendah. Voltmeter digital modern biasanya memiliki impedansi input sekitar 10 MΩ. Menggunakan meter dengan impedansi input kurang dari 500 kΩ akan memuat kabel yang tidak terhubung cukup sehingga tidak akan dapat mengembangkan tegangan phantom yang substansial. Menambahkan resistor 500 kΩ - 1MΩ secara paralel dengan input voltmeter Anda akan menjadi cara yang wajar untuk menghilangkan voltase phantom (tapi hati-hati bahwa Anda berada dalam peringkat daya resistor, power = V ^ 2 / R).

Voltmeter analog lama sering memiliki impedansi input yang cukup rendah sehingga mereka tidak akan dapat mengukur tegangan phantom. Juga, ada beberapa multimeter digital modern yang dirancang untuk memiliki impedansi input yang cukup rendah sehingga voltase hantu tidak dapat diukur. Multimeter ini sering menggunakan termistor PTC secara paralel dengan inputnya.

Eksperimen laboratorium

Sebagai contoh, saya telah menghubungkan sekitar 1 meter kabel NM 12/2 dengan cara yang mirip dengan situasi Anda. Saya menghubungkan netral dan terhubung ke dua konduktor luar kabel NM, dan membiarkan tanah mengambang. Saya mengukur 31 V antara netral dan kabel ground:

Perhitungan teoretis

Berikut ini contoh perhitungan (dengan banyak penyederhanaan, skenario terburuk, dll), menunjukkan bahwa "hantu" ini bisa sangat besar, ditulis dalam kode Matlab. Diasumsikan bahwa konektor "merah" berada di antara kabel "panas" dan ground, bahwa Anda menggunakan kawat 12-gauge, insulasi 19 mil pada setiap kawat, konstanta dielektrik dari PVC, impedansi input multimeter Anda adalah 10 Mohm, dan tidak ada kopling induktif (hanya kopling kapasitif). Ia menggunakan rumus kapasitansi di Wikipedia untuk sepasang kabel paralel. Panjang kawat yang diasumsikan adalah satu meter. Hasilnya adalah Anda melihat tegangan phantom 33,4 V, mirip dengan apa yang saya ukur dalam "kehidupan nyata". Ini menunjukkan bahwa 16 V adalah voltase phantom "masuk akal" yang dapat diukur dengan voltmeter input impedansi tinggi dan modern.

Perhitungan ini didasarkan pada asumsi bahwa kabel 12/3 Anda terlihat seperti:

Ini akan menghasilkan rangkaian pembagi tegangan (dengan asumsi tidak ada kopling induktif) sesuatu seperti:

Tegangan phantom adalah tegangan melintasi Rmm (di sebelah kanan diagram). Untuk sirkuit AC, bilangan kompleks dapat digunakan untuk mewakili impedansi setiap elemen dalam sirkuit. Impedansi kapasitor adalah 1 / (jωC). Wikipedia memiliki informasi lebih lanjut tentang pembagi tegangan. Besarnya tegangan keluaran adalah apa yang akan diukur multimeter, dan fase-nya dapat dibuang.

% 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);

Periksa sirkuit tanah di gedung / rumah. Periksa integritasnya, periksa koneksinya. Jika semuanya baik-baik saja, lanjutkan untuk memeriksa kabel ke titik di mana 16 Volt muncul.

Jika beberapa segmen kabel terlalu tua, maka dielektrik (isolasi) mungkin telah memburuk tidak sampai ke titik di mana itu benar-benar telanjang (dan karena itu pelepasan dapat terjadi dengan konsekuensi buruk yang kita semua tahu) tetapi ke titik di mana induksi (seperti transformator) saat ini dapat terjadi meskipun ada saklar yang melanggar sisa rangkaian. jika Anda menemukan segmen seperti itu, kemudian mengisolasinya dengan memotongnya di kedua sisi dan kemudian meletakkan jalur paralel konduktor yang baik yang akan diisolasi, masalah Anda harus pergi.