Ziehen der Spannung des Stromkreises auf Masse mit geerdeter Sonde

Das Oszilloskop zeigt die Spannungsdifferenz zwischen der Spitze der Sonde und der Masse der Sonde an. Die meisten Oszilloskope haben einen Widerstand von 1 MΩ zwischen Spitze und Masse, sodass die gemessene Spannung genauso beeinflusst wird, als würde man einen 1 MΩ-Widerstand zwischen die beiden Punkte setzen, mit denen Spitze und Masse verbunden sind.

Für viele Schaltungen ist 1 MΩ hoch genug, um die Spannung nicht stark zu verändern. Zum Beispiel haben digitale CMOS-Logiksignale typischerweise Impedanzen von 10 s bis 100 s Ohm. 1 MΩ selbst an einer 1-kΩ-Quelle verursacht nur eine Spannungsänderung von 0,1 %.

Für Fälle, in denen 1 MΩ zu niedrig ist, können Sie die Sonde in den „10x“-Modus schalten. Dadurch wird seine Impedanz 10x höher, also 10 MΩ. Das reicht für die meisten Schaltungen aus. Das ist auch der typische Widerstand eines Voltmeters.

Es gibt eine zusätzliche Falte für netzbetriebene (im Gegensatz zu batteriebetriebenen) Zielfernrohren. Das Gehäuse des Oszilloskops ist normalerweise mit der Leitungsmasse verbunden, die in dem Gebäude, in dem Sie sich befinden, mit der Erdung verbunden sein sollte. Das bedeutet, dass Sie eine Oszilloskopsonde nicht einfach irgendwo platzieren können. Dabei ist zu beachten, dass die Masseklemme der Sonde mit Masse verbunden ist.

Dies spielt im Allgemeinen keine Rolle für Schaltkreise auf Ihrem Schreibtisch, die von isolierten Netzteilen betrieben werden. Es ist ein echtes Problem, wenn Sie versuchen, etwas zu messen, das mit einer Leitung verbunden ist. Dies ist einer der Gründe, warum Trenntransformatoren häufig verwendet werden, wenn an netzgekoppelten Geräten in einem Labor gearbeitet wird.

Ihr Diagramm zeigt dies tatsächlich. Beachten Sie, wie eine Seite der Wechselstromleitung und das Gehäuse des Oszilloskops mit Masse verbunden sind. Es zeigt auch einen 1:1 Trenntransformator. Das Material, das mit der rechten Seite des Trenntransformators verbunden ist, kann relativ zur linken Seite ein beliebiges DC-Potential haben. Anders ausgedrückt, das Zeug auf der rechten Seite schwebt . Sie können jeden Punkt Ihrer Wahl mit der Erdung verbinden. Dies geschieht, indem die Masse der Oszilloskopsonde mit der Verbindungsstelle zwischen Z1 und Z2 verbunden wird. Dieser Punkt liegt jetzt auf Erdboden.

Beim Schweben führt eine Verbindung zwischen einem Punkt auf dem Stromkreis und Masse nicht dazu, dass Strom fließt. Sobald Sie jedoch diese eine Verbindung hergestellt haben, schwebt die Schaltung nicht mehr und alle anderen Spannungen sind jetzt relativ zur Masse. Das bedeutet, dass Sie sich verletzen können, wenn Sie gleichzeitig einen anderen Punkt und Boden berühren. Sie müssen sich darüber im Klaren sein, dass das Anschließen der Erdungsklemme des Oszilloskops die eine freie Verbindung zum Rest der Welt verbraucht und dass dieser Stromkreis jetzt gefährliche massebezogene Spannungen hat. Wenn Sie einen anderen Teil des Stromkreises und einen Metallkühler, das Gehäuse Ihres Computers, das Zielfernrohr oder irgendetwas anderes, das geerdet ist, berühren, können Sie einen Zank bekommen.

Wir wissen genau eines über die Sekundärseite des Transformators: Die Differenz von Vtop zu Vbottom wird Vs sein. Das ist es. Nichts anderes!

Der Unterschied von Vtop zu Masse oder Vbottom zu Masse ist völlig unbekannt und nicht auf etwas Bestimmtes "eingestellt". Die gesamte Sekundärseite ist schwebend. Sie können entweder oben oder unten mit der Erdungsklemme der Oszilloskopsonde erden. (Aber offensichtlich nicht beides.)

Sobald Sie eine dieser Verbindungen herstellen, wird dieser Knoten geerdet und der andere Teil der Sekundärseite ist Vs davon entfernt, was der Transformator erzwingt.

Durch die Erweiterung ist der Knoten TP2 auch ein gutes Spiel zum Anbringen von Boden.