Un cercafase che mostra 220 V non sta misurando 220 V come farebbe un multimetro, e la differenza non è una questione di precisione. Il numero sul display deriva dall’intensità del campo elettrico a cui è esposta la punta, convertita con una curva di taratura scelta dal costruttore e arrotondata al valore tondo più probabile per quel circuito. È una buona risposta alla domanda «è in tensione, e all’incirca quanto», ed è una pessima risposta alla domanda «che tensione c’è qui». Leggerlo come se fosse la seconda è il modo più comune in cui un cercafase mette qualcuno nei guai.
Wenzhou Zhengyuan Electronic Co., Ltd. costruisce i cercafase citati qui sotto nel proprio stabilimento di Wenzhou.
Il numero è un’indicazione, non una misura
Un multimetro misura la tensione facendo passare una corrente definita attraverso una resistenza nota e leggendo la caduta ai suoi capi. Il risultato è definito dai componenti dello strumento ed è in larga parte indipendente da come state in piedi, da quanto è distante la sonda e da cosa c’è intorno. Il cercafase lavora al contrario: rileva un campo, e un campo è funzione della geometria. Lo stesso conduttore produce un segnale più forte quando è più vicino al sensore, quando è più lungo, quando è nudo invece che isolato e quando chi tiene la penna è ben accoppiato all’ambiente circostante.
Tutto ciò che il cercafase mostra è quindi un’intensità di segnale mappata su una scala di tensione. I costruttori tarano quella mappatura perché un tipico circuito domestico a una distanza tipica mostri un numero familiare, e per quel caso funziona. Spostate la penna di due centimetri e il numero scende. Tenetela ancora più lontana e scende di nuovo, mentre il conduttore non è cambiato di un millimetro. Una penna con display è uno strumento davvero utile, ma il numero che mostra è una proprietà della disposizione di misura almeno quanto lo è del filo.
Contatto diretto e induzione sono due metodi diversi
Quasi tutte le penne con display offrono entrambe le modalità, di solito su due pulsanti separati, e le due non producono numeri della stessa qualità. In modalità a contatto diretto la punta tocca il conduttore, quindi l’elemento sensibile vede il potenziale attraverso un percorso fisso e la lettura segue ragionevolmente la tensione reale. In modalità a induzione la punta non tocca nulla: sente il campo attraverso isolante e aria, e la lettura dipende dal traferro, dallo spessore dell’isolante e dalla geometria del cavo.
È quella distinzione a decidere quale modalità merita fiducia. Una penna con tasto di prova diretta dà in modalità contatto un numero abbastanza vicino per confrontarlo con un multimetro, e in modalità induzione un numero che va letto come «campo presente, circa di questa intensità». Un rilevatore solo non a contatto come l’M100 non ha alcun percorso di contatto, quindi ogni numero che produce è per costruzione un’indicazione di intensità di campo. Nessuna delle due modalità è sbagliata, ma rispondono a domande diverse.
Perché lo stesso filo legge 220 V un giorno e 130 V il giorno dopo
Il filo non è cambiato. È cambiata la disposizione. Una penna che leggeva 220 V mentre stavate su un pavimento di cemento con scarpe che avevano assorbito umidità leggerà meno in una giornata asciutta, su una scala isolata o attraverso un guanto, perché il percorso di ritorno dalla penna attraverso il corpo verso l’ambiente è diventato un conduttore peggiore. Lo stesso effetto compare quando il cavo è più affondato nel muro, quando un secondo cavo gli corre accanto e altera il campo locale, o quando la penna si trova qualche millimetro più lontana di prima.
È anche il meccanismo dietro un problema vicino: un cercafase può accendersi su un filo che non è collegato a nulla, perché un conduttore scollegato che giace accanto a uno in tensione raccoglie una tensione reale per accoppiamento capacitivo. In entrambi i casi il display riferisce qualcosa di vero sul campo e qualcosa di fuorviante sul circuito. Lo strumento non mente: risponde a una domanda sul campo mentre l’utente ne ha posta una sul conduttore.
Dove il numero serve davvero
Il numero guadagna il suo posto in tre situazioni. Distingue un conduttore di fase da un neutro o da una terra in una scatola dove entrano più cavi, perché la differenza tra 220 e 3 è inequivocabile anche attraverso un’indicazione grossolana. Vi dice se un cavo porta tensione di rete o un segnale di comando a bassa tensione, e quindi quale strumento imbracciate dopo. E su una penna con modalità a contatto diretto offre un controllo di sanità approssimativo, cioè che il circuito sia alla tensione attesa e non a una tensione parassita o indotta.
Quello che non fa è sostituire la misura. Una lettura di 218 su una penna e una di 231 su un multimetro non sono un disaccordo: sono due strumenti che descrivono lo stesso circuito a livelli di precisione diversi. Quando il valore esatto conta — dimensionare un carico, controllare un caricabatterie, verificare che un’alimentazione sia entro tolleranza — il numero su cui agire è quello del multimetro, e il compito della penna è dirvi che potete collegare il multimetro in sicurezza.
Leggere il display: cinque casi
Queste sono le cinque letture che capitano più spesso, e cosa ciascuna vi sta dicendo davvero sullo strumento e sul circuito.
| Cosa mostra il display | Cosa sta facendo il cercafase | Cosa potete concludere |
|---|---|---|
| 220 V o 230 V in modalità a contatto diretto | La punta tocca un conduttore in tensione e il partitore interno legge su un percorso fisso | La rete è presente e la penna funziona; il valore esatto resta di competenza del multimetro |
| Da 110 V a 130 V in modalità a contatto diretto | Lo stesso percorso, ma il circuito è a una tensione nominale più bassa oppure la lettura è caricata dall’ingresso della penna | Trattate il conduttore come in tensione; verificate la tensione nominale prima di dare per scontato il valore |
| Un numero che sfarfalla o salta | Il campo sulla punta è al limite, oppure il percorso di ritorno attraverso l’utente è instabile | Il circuito può essere in tensione; il numero non è utilizzabile come valore |
| Nessun numero, ma l’indicatore di induzione si accende | Campo rilevato attraverso isolante o aria, sotto la soglia alla quale il display mostra un valore | Trattate il conduttore come in tensione; la penna non può dirvi quanto |
| Vuoto, trattini o OL su un conduttore che sapete essere in tensione | La penna è guasta, la pila è scarica, o la punta non fa contatto | Fermatevi: è uno strumento guasto, non un circuito morto |
Dove il numero vi inganna
L’errore più costoso è trattare un numero basso come prova che un circuito è sicuro. Una penna che mostra 12 V su un conduttore che dovrebbe essere a 230 V non ha stabilito che il conduttore è a 12 V: ha stabilito che il campo sulla punta è debole. Questo può significare un circuito morto, un circuito in tensione lontano, un circuito in tensione dietro isolante spessa, oppure un utente in piedi su una superficie isolata. I quattro casi sono indistinguibili dal display, e solo uno è sicuro.
Il secondo errore è confrontare il numero della penna con quello del multimetro e leggere lo scarto come un errore di uno dei due. I due strumenti rispondono a livelli di precisione diversi e attraverso percorsi fisici diversi, quindi lo scarto è atteso. Il confronto vale comunque la pena, ma solo per la domanda che può risolvere: concordano entrambi gli strumenti che il conduttore è in tensione? È la stessa domanda a cui si riduce un confronto tra cercafase e multimetro, ed è la domanda per cui la penna è stata progettata.
Un numero o un bip: cosa portare in tasca
Un rilevatore che fa solo bip è più veloce, costa meno ed è impossibile da fraintendere come una misura. Una penna con display costa di più e vi dà un numero che dovete saper interpretare. Nel lavoro quotidiano, dove la domanda è sempre «si può toccare», il bip fa il suo mestiere e il numero aggiunge una decisione che l’utente deve prendere correttamente ogni volta. Per smistare circuiti, distinguere la rete dalla tensione di comando e documentare quello che avete trovato, il numero vale la pena di averlo e vale la pena di spiegarlo.
La risposta pratica per quasi tutte le professioni è una penna il cui display sostiene il lavoro invece di sostituirlo. La 6885-48 è costruita intorno a quest’idea: un numero per lo smistamento e un’indicazione chiara per la sicurezza, con l’utente tenuto a sapere su quale delle due si sta appoggiando. Qualunque penna sia in tasca, la regola non cambia: il numero vi dice come appare il campo, e solo un secondo strumento vi dice com’è fatto il circuito. Se state scegliendo cercafase per un banco di lavoro, un punto vendita o un catalogo, ordinate un campione, provatelo su un circuito noto e mandateci le letture che avete preso: gli ingegneri di Wenzhou rispondono entro 24 ore.