Wie misst diese iPhone-App den Strom, der durch ein Netzkabel fließt?

Mein Stromversorger hat eine iPhone-App namens "DTE Insight" herausgebracht, die (unter anderem) die durch das Netzkabel eines Geräts fließende Strommenge misst, indem Sie das Kabel in einem bestimmten Winkel an einen bestimmten Teil des iPhones halten. Ich habe diese App gegen die Messungen meines Kill-a-Watt getestet und die App scheint bemerkenswert genau zu sein, bis zu dem Punkt, an dem ich nicht wirklich verstehe, wie es funktioniert.

Ich verstehe, dass der Strom, der durch einen Leiter fließt, ein Magnetfeld um den Leiter erzeugt, und ich stelle mir vor, dass diese App den Magnetfeldsensor des Telefons verwendet, um das Magnetfeld zu messen, das durch den durch das Kabel fließenden Strom verursacht wird, und dann den berechneten Strom zu multiplizieren durch eine angenommene Spannung von 115 oder 120 oder was auch immer, um die Leistung abzuschätzen.

Was mich verwirrt ist, dass Haushaltsgerätekabel zwei stromführende Leiter enthalten. Würden die entgegengesetzten Magnetfelder der beiden Leiter ihre jeweiligen Felder im Bereich des Kabels nicht stören und fast vollständig auslöschen? Die App fragt, ob das getestete Kabel ein zwei- oder dreizackiges Kabel ist und ob das Kabel rund oder flach ist. Kann mir jemand erklären, wie das funktionieren könnte?

Daten

Ich habe einige Tests mit der App und meinem Kill-a-Watt durchgeführt, um die Leistungsaufnahme derselben Lasten zu messen. Mit der App habe ich fünf Versuche mit jeder der vier Ladevorgänge durchgeführt. Die Lasten waren:

1. Sortierte Computerausrüstung, die eine Steckdosenleiste teilt
2. Ein elektrischer Lüfter auf niedrig
3. Ein elektrischer Ventilator auf Medium
4. Ein elektrischer Ventilator in der Höhe

Die Ergebnisse sind wie folgt:

Rechenlast:

Kill-a-Watt: 632 W, 757 VA

App: 678 W, 667 W, 623 W, 662 W, ​​644 W

Fan on Low:

Kill-a-Watt: 56 W, 57 VA

App: 75 W, 75 W, 75 W, 75 W, 77 W

Fan auf Medium:

Kill-a-Watt: 75 W, 75 VA

App: 103 W, 101 W, 98 W, 100 W, 97 W

Fan on High:

Kill-a-Watt: 97 W, 102 VA

App: 132 W, 129 W, 131 W, 128 W, 131 W

Reproduzierbarkeit

Wenn Sie dies selbst ausprobieren möchten, müssen Sie im Hauptmenü der App "Extras" und dann "Power Scan durchführen" auswählen.

Wenn ich diese App nicht benutzt habe, glaube ich, dass sie ein Meister der Annahmen und Durchschnittswerte ist.

Das Fernfeld einer Übertragungsleitung mit zwei gegenüberliegenden Stromleitern ist im wesentlichen Null. Das Nahfeld auf etwas anderem als einer Vollbild-Koax hat jedoch immer eine unausgeglichene Komponente.

Die maximale Unwucht tritt auf, wenn die beiden Stromleiter "verdeckt" sind und das Nahfeld hauptsächlich auf den näheren Leiter zurückzuführen ist.

Was ich für bessere Versuche vorschlage, ist, dass Sie ein Netzkabel nehmen und vorsichtig die äußere Abdeckung für 12 Zoll oder so entfernen, um die internen Drähte zu trennen (tun Sie dies mit einem Ersatzkesselkabel, wenn Sie möchten). Führen Sie dann Ihre Tests mit dem Telefon durch, das sich neben einem der stromführenden Kabel befindet, und prüfen Sie, ob die Ergebnisse reproduzierbar sind.

Es ist auch wichtig, sich daran zu erinnern, dass der Magnetfeldsensor im Telefon ein 3-Achsen-Gerät sein sollte, damit er die Richtung des Magnetfelds bestimmen und die Leiterplatzierung bis zu einem gewissen Grad ableiten und ein wenig korrigieren kann.

Eine Genauigkeit von 30% im Vergleich zu einem etwas vorhersehbareren Gerät finde ich ziemlich phänomenal, wie Sie festgestellt haben. In Anbetracht der lockeren Testbedingungen wird es natürlich viel schwieriger sein, besser zu werden.

Es erinnert mich an ein völlig passives Gleichstrom-Amperemeter, das mein Freund über 50 Jahre alt war. Es wurde lediglich gegen einen (einzelnen) Leiter (wie die Lichtmaschinen-Ladeleitung in einem Auto) gelegt und würde seine Nadel ablenken, um das dem Strom proportionale lokal induzierte Magnetfeld anzuzeigen. Die Orientierung war wichtig und es hätte nicht genau gelesen, wenn sich ein Rückleiter in der Nähe befunden hätte, aber der Schulleiter ist so ziemlich derselbe.

Ich vermute, dass der im Kabel fließende Strom den "Kompass" -Wert ablenkt. Obwohl der entgegengesetzte Strom die Magnetfeldstärke verringert, ist die Magnetfeldstärke in unmittelbarer Nähe ungleich Null. Je stärker der Stromfluss ist, desto stärker ist die Ablenkung. Software kann zwischen alternierendem (oder pulsierendem) Magnetfeld und nicht alternierendem Magnetfeld der Erde mit jeweils unterschiedlichen "Überschriften" unterscheiden. Die relativen Magnetstärken zwischen den beiden helfen, den im Draht fließenden Strom zu berechnen.