Bút thử điện – một công cụ quen thuộc và không thể thiếu trong hộp công cụ của những người làm việc liên quan đến điện, điện tử hay kỹ thuật. Dường như một phần không thể tách rời của cuộc sống hiện đại, bút thử điện đã và đang đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra tính an toàn và chất lượng của các thiết bị điện. Từ việc kiểm tra xem một ổ cắm có dòng điện hay không, cho đến xác định các dây dẫn nối, bút thử điện đã trở thành một người bạn đồng hành đáng tin cậy của những kỹ sư, điện lạnh công nghệ và người thợ điện.

Nhưng đằng sau vẻ đơn giản và thông dụng của bút thử điện là những kiến thức kỹ thuật phức tạp về nguyên tắc hoạt động và cách sử dụng đúng cách. Có lẽ bạn đã từng tự hỏi: Bút thử điện hoạt động như thế nào? Làm thế nào để phân biệt giữa dòng điện nguy hiểm và an toàn qua bút thử điện? Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá sâu hơn về bút thử điện – công cụ nhỏ gọn nhưng mang trong mình những thông tin quan trọng đối với an toàn điện và sự hoạt động của các thiết bị điện tử.

Hãy cùng bắt đầu hành trình khám phá thú vị này và tìm hiểu những khía cạnh thú vị về bút thử điện mà bạn có thể chưa từng biết đến.

1. Câu hỏi: Tại sao bút thử điện lại có thể phát sáng dù chỉ có một đầu chạm vào vật dẫn điện ?

Trả lời: Kết cấu bên trong của bút thử điện như thể hiện ở hình dưới đây.

Bộ phận phát sáng là bóng đèn có hai cực. Bóng đèn nạp khí neon, một cực nối với đầu khác của bút thử sau khi đấu nối tiếp với một điện trở có điện trở lớn. Khi điện áp giữa hai cực của bóng đèn đạt đến trị số nhất định, giữa hai cực sẽ phát sáng, độ sáng của nó tỉ lệ thuận với điện áp giữa hai cực. Khi điện áp giữa vật mang điện đối với đất lớn hơn điện áp bắt đầu phát sáng của bóng đèn, thì khi chạm một đầu bút vào nó, còn đầu kia qua người nối với đất thành mạch kín, nên có thể phát sáng, tác dụng của điện trở là hạn chế dòng điện chạy qua người nhằm tránh điện giật nguy hiểm.

2. Câu hỏi: Cách dùng bút thử điện để phân biệt điện áp 220V là điện một chiều hay xoay chiều? Cách để phân biệt cực âm, cực dương của điện một chiều ?

Trả lời: Khi bóng neon của bút thử điện thông điện, chỉ có cực đấu với cực âm là phát sáng. Khi thử điện xoay chiều, hai cực của bóng neon thay nhau làm cực âm, cực dương cho nên cả hai cực cùng phát sáng. Khi nối bút thử điện vào giữa cực âm, cực dương của mạch điện một chiều, trong bóng neon chỉ có một cực phát sáng, cực phát sáng là cực nối với cực âm của nguồn điện, cực không phát sáng là cực nối với cực dương.

3. Câu hỏi: Dùng bút thử điện kiểm tra hai cực dương âm của máy phát điện một chiều 110V, bóng đèn đều không sáng, nhưng khi chạm với bất kỳ đầu nào của Mêgrôm kế trên 500V thì đều phát sáng. Hai cái đều không tiếp đất, tại sao cái sau có thể phát sáng?

Trả lời: Cường độ dòng điện đọc được trên Ampe kế tổng là tổng véc tơ cường độ dòng điện các mạch nhánh, chỉ khi hệ số công suất các mạch nhánh bằng nhau, thì tổng vectơ cường độ dòng điện mới bằng tổng đại số cường độ dòng điện các mạch nhánh.

Trong thực tế, hệ số công suất của các mạch nhánh không bằng nhau, cho nên cường độ dòng điện đọc trên Ampe kế tổng luôn luôn nhỏ hơn tổng cường độ dòng điện các mạch nhánh.

4. Câu hỏi: Vì sao dùng bút thử điện kiểm tra đầu kim loại của bóng đèn thường có thể làm cho bóng đèn neon phát sáng, nhưng dùng vôn kế phổ thông để đo lại không có điện áp.

Trả lời: Hiện tượng trên đây có thể dùng hình sau để giải thích.

Điểm A biểu thị dây pha trong bóng đèn, điện trở cách điện của nó đối với kim loại trên đui đèn là Rl, điện trở cách điện của F đối với đất G là R2, do dòng điện rò giữa A và F là I1, độ sụt áp giữa FG là VFC = I1.R2 = , giả thiết U = 220V, R1 = 5mW, R2 = 10mW thì cho nên có thể làm cho bóng đèn neon sáng. Nhưng điện trở của vôn kế phổ thông nhỏ hơn 0.1mW dùng nó để đo điện áp giữa F và G, tương đương với việc mắc song song một điện trở nhỡ giữa F và G, khiến (giả thiết điện trở của vôn kế là 0.1mW), thì nên không thấy có số đọc trên vôn kế phổ thông.

5. Câu hỏi: Dây trung tính phía điện áp thấp của máy biến thế, có mang điện, điện áp nghiệm được bằng bút thử điện thấy hơn điện áp của vật mang điện thông thường. Đó là do nguyên nhân gì gây nên ?

Trả lời: Tình huống này phần lớn xảy ra ở trường hợp nơi dùng điện cách nơi cung cấp điện tương đối xa, phụ tải ba pha quá không cân bằng, đặc biệt là trường hợp tiết diện dây trung tính quá nhỏ thường dễ xảy ra nhất. Nguyên nhân chủ yếu của nó là cường độ dòng điện chạy qua dây trung tính quá lớn, độ sụt áp xảy ra trên dây trung tính tương đối lớn.

Xem thêm: Giải thích các khái niệm cơ bản trong mạch điện