Ich habe eines der kleinen XR2206-Funktionsgenerator-Kits mit meinem analogen Oszilloskop verwendet. Es zeigte eine Sinuswelle an, kein Problem - aber ich bemerkte, dass, als ich das Erdungsband meiner Oszilloskopsonde an die Erdungsklemme auf der XR2206-Platine anschloss, ein wenig Funken sichtbar war, als würde man eine 9-V-Batterie kurzschließen. Ich zog das Multimeter heraus, um die Spannung zwischen den beiden Massen zu messen, und es zeigte einen Messwert von 4 V DC zwischen ihnen und knapp 21 V AC.
Ich habe den XR2206 mit einem 9-V-DC-Steckernetzteil ohne Erdungsstift mit Strom versorgt.
Gibt es eine einfache Erklärung für das, was wahrscheinlich vor sich geht? Woher würde dieses Spannungspotential zwischen den beiden Massen kommen?
Danke schön!
Die Potentialdifferenz entsteht durch kapazitive Kopplung zwischen Netzspannungsseite und Niederspannungsseite innerhalb der ungeerdeten Stromversorgung. Manchmal können Sie es sogar fühlen, wenn Sie nur den 9-VDC-Ausgang berühren, und der Effekt kann verstärkt werden, wenn Sie gleichzeitig die Masse des Oszilloskops berühren. Es sticht, wenn die Kontaktfläche zur Haut klein ist.
Dies ist entweder auf eine reine kapazitive Streukopplung zwischen Primär- und Sekundärseite des Transformators zurückzuführen oder beabsichtigt, wenn zwischen Primär- und Sekundärseite ein sogenannter Y-Kondensator vorhanden ist, um elektromagnetische Störungen zu reduzieren.
Wenn der Ausgang des Netzteils auf diese Weise kapazitiv schwebt, kann der Ausgang mit einigen zehn, wenn nicht sogar einigen hundert Volt auf Masse bezogen sein. Wenn Sie ihn also an die Oszilloskopmasse anschließen, wird der schwebende Ausgang geerdet, und der Kondensator entlädt sich über die Erdungsleitung des Oszilloskops. Die Spitze ist kurz, aber die Stromspitze während der Entladung kann ziemlich groß sein. Da der Kondensator normalerweise in der Größenordnung von 2,2 nF liegt, sollte der Wechselstrom durch ihn unter 200 Mikroampere liegen.
Aus diesem Grund weisen viele Geräte mit zweipoligen Netzteilen in ihren Anleitungen darauf hin, dass Geräte vom Netz getrennt werden müssen, bevor sie mit anderen Geräten verbunden werden.
Stellen Sie sich vor, was passiert, wenn Sie zuerst versuchen, das Erdungskabel zwischen zwei Geräten zu verbinden, und es dann versehentlich getrennt wird, bevor Sie ein anderes Kabel zwischen Geräten verbinden, wie z. B. GPIO-Pins zwischen zwei Mikrocontrollern. Sie könnten ein paar Treffer einstecken, aber irgendwann beschädigt werden.
Daher schlage ich auch vor, keine eingeschalteten Geräte miteinander zu verbinden, wenn sie beim Verbinden funken. Trennen Sie sie zuerst.
Nehmen wir an, der Leistungstransformator hat eine Primär-Sekundär-Überlappungsfläche von 10 cm * 10 cm und eine Isolationsdicke (zwischen diesen Wicklungen) von 1 mm. Angenommen, Er (relative Permittivität) ist 5. Was ist die Kapazität?
C= E0 * Er * Fläche/Entfernung
C = 9e-12 Farad/Meter * 5 * (0,1 Meter * 0,1 Meter) / 0,001 Meter
C = 45e-12 * 10 = 450 pF = 0,45 NanoFarad
Wie hoch ist der Spitzenstrom (Verschiebungsstrom) von primär zu sekundär, wenn man von einer Spitze von 200 Volt ausgeht?
Ich = V/Z
Was ist das Z von 0,450 NanoFarad bei 60 Hz (wir ignorieren alle Spitzen)
Z = 1/(2 * PI * F * C) = 0,159/(60 * 0,45e-9)
Z = 0,159/27e-9 = 0,159/0,027e-6 ~~~ 5 * 1 Million = 5.000.000 Ohm reaktiv
I = 200 Volt / 5.000.000 Ohm = 0,04 Milliampere = 40 Mikroampere
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