Máy kiểm tra điện, thường được gọi là máy kiểm tra điện áp, máy kiểm tra pha, máy kiểm tra nguồn điện hoặc bút thử , là những công cụ thiết yếu cho các kỹ sư và kỹ thuật viên điện. Các thiết bị này được thiết kế để sử dụng như máy kiểm tra pha để phát hiện sự hiện diện của điện áp trong mạch điện, cung cấp một cách nhanh chóng và đơn giản để đảm bảo an toàn và xác minh dây điện đang hoạt động.

Nguyên lý hoạt động của máy kiểm tra pha AC

Máy kiểm tra pha tiếp xúc AC cơ bản bao gồm một bóng đèn neon và một điện trở trở kháng cao được kết nối nối tiếp với thân kim loại của máy kiểm tra. Khi phần kim loại tiếp xúc với dây pha, điện trở bên trong máy kiểm tra sẽ giảm điện áp AC 120V hoặc 230V xuống điện áp hoạt động của bóng đèn neon là 80V.

Mạch được hoàn thành thông qua máy kiểm tra đến cơ thể người đứng trên mặt đất hoặc chạm vào tường (hoạt động như trung tính) với mặt đất. Trung tính trong nguồn cung cấp AC được kết nối ở đâu đó với mặt đất ở phía máy biến áp hoặc trạm biến áp. Do đó, mạch được hoàn thành, máy kiểm tra phát hiện điện áp AC (tức là dây pha) và bóng đèn neon bên trong máy kiểm tra pha phát sáng.

Hầu hết các máy kiểm tra điện, đặc biệt là máy kiểm tra điện áp không tiếp xúc (NCVT), hoạt động theo nguyên lý ghép nối điện dung. Chúng phát hiện trường điện do dây điện có điện tạo ra. Chúng chỉ hoạt động trong mạch AC như máy biến áp và không hoạt động trong mạch DC như ắc quy ô tô 12V.

Tại sao máy kiểm tra pha AC không phát hiện được nguồn DC?

Mặc dù máy kiểm tra điện AC rất hiệu quả trong việc phát hiện điện áp AC (dòng điện xoay chiều), nhưng chúng thường không hoạt động tốt với điện áp DC (dòng điện một chiều) vì những lý do sau.

Không có trung lập

• Trong trường hợp mạch điện xoay chiều

Trong mạch điện xoay chiều, khi người vận hành chạm máy kiểm tra pha vào dây pha (có điện), dòng điện chạy qua điện trở trở kháng cao, bóng đèn neon và cơ thể người xuống đất. Vì dây trung tính được nối đất tại một số điểm (ví dụ, tại máy biến áp nơi dây trung tính được nối đất và nối đất), mạch điện được hoàn thành và bóng đèn neon bên trong máy kiểm tra pha điện xoay chiều phát sáng.

• Trong trường hợp mạch DC

Như chúng ta đã biết, trong mạch điện xoay chiều, có pha và trung tính, trong đó hiệu điện thế tại dây pha là 120V hoặc 230V AC, trong khi mức điện áp ở phía trung tính là 0V. Mặt khác, trong mạch điện một chiều, có dương và âm. Ví dụ, trong pin 12V, mức điện áp ở cực dương (+) là +12V, trong khi mức điện áp ở cực âm (-) là -12V. Vì không có đất thực sự, mạch sẽ không hoàn thành ngay cả khi bạn chạm máy kiểm tra pha vào cực dương hoặc cực âm của pin. Do đó, không giống như mạch điện xoay chiều, máy kiểm tra điện sẽ không phát hiện ra điện áp một chiều và bóng đèn neon sẽ không sáng.

Điện áp đánh tối thiểu

• Trong trường hợp cung cấp AC

Điện áp đánh lửa cho bóng đèn neon bên trong máy kiểm tra pha là 80V. Khi máy kiểm tra tiếp xúc với dây pha trong mạch điện xoay chiều 120V hoặc 230V, điện trở nối tiếp trong mạch kiểm tra sẽ giảm điện áp xuống mức mong muốn, làm ion hóa buồng khí của bóng đèn neon. Do đó, bóng đèn sẽ sáng.

• Trong trường hợp cung cấp DC

Dòng điện một chiều 12V không đủ để ion hóa khí bên trong buồng thủy tinh của bóng đèn neon; do đó, bóng đèn sẽ không sáng. Để chiếu sáng bóng đèn neon bên trong máy kiểm tra pha, cần có điện áp tối thiểu là 80V, dù là AC hay DC.

Bóng đèn Neon có phát sáng nếu điện áp DC tăng lên 80V không?

Có, bóng đèn neon bên trong máy thử sẽ sáng nếu mức điện áp là 80V (AC hoặc DC), nhưng cần có dây trung tính thích hợp được nối đất để hoàn thành mạch. Trong trường hợp nguồn cung cấp DC 80V, dây nối giữa hai pin được kết nối trong mạch nối tiếp phải được nối đất, tức là được nối đất. Trong trường hợp pin đơn, cực âm phải được nối đất để phát hiện điện áp DC và chiếu sáng bóng đèn neon bên trong máy thử điện.

Nên sử dụng máy kiểm tra nào để phát hiện và đo nguồn cung cấp DC?

Có nhiều loại đồng hồ đo điện áp tiếp xúc và NCVT (máy kiểm tra điện áp không tiếp xúc) khác nhau trên thị trường có thể hoạt động với cả mạch AC và DC, chẳng hạn như ắc quy ô tô và máy biến áp. Các máy kiểm tra này được sử dụng để đo lượng và thông số AC/DC và phát hiện pha trong AC hoặc cực dương của ắc quy. Một số công cụ sau đây được sử dụng để kiểm tra mạch DC:

• Đồng hồ vạn năng : Để kiểm tra mạch DC, bạn cần một đồng hồ vạn năng. Đây là những công cụ tinh vi hơn với các cài đặt khác nhau cho phép bạn đo cả điện áp, dòng điện và điện trở AC và DC.
• Máy đo điện áp tiếp xúc: Không giống như máy kiểm tra không tiếp xúc, máy đo điện áp tiếp xúc có thể đo trực tiếp điện áp DC bằng cách tạo kết nối vật lý với mạch. Các máy đo này thường sử dụng cơ chế phát hiện khác nhau liên quan đến bộ chia điện áp điện trở và bộ khuếch đại chính xác để cung cấp số đọc DC chính xác.
• Cảm biến hiệu ứng Hall: Một số máy kiểm tra tiên tiến tích hợp cảm biến hiệu ứng Hall, có thể phát hiện sự hiện diện của từ trường do dòng điện tạo ra, bất kể đó là dòng điện xoay chiều hay dòng điện một chiều. Các cảm biến này phức tạp và đắt tiền hơn nhưng có lợi thế là phát hiện được cả hai loại dòng điện.
• Máy kiểm tra DC chuyên dụng: Các thiết bị được thiết kế riêng cho các ứng dụng DC có sẵn và cần thiết để phát hiện điện áp DC chính xác. Các máy kiểm tra này sử dụng các nguyên lý khác nhau, chẳng hạn như đo tiếp xúc trực tiếp và phát hiện điện từ, để đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trong mạch DC.

‍