¿Es esta una forma segura de medir la potencia de la red en un osciloscopio?

Quería usar mi osciloscopio de un solo canal alimentado por batería barato o mi Rigol 1054Z para ver la señal de red de 120 V CA en mi casa. Sin ninguna razón en particular, solo curiosidad.

Al menos sabía lo suficiente como para no clavar ciegamente la sonda en el enchufe de la pared, así que entré en YouTube y encontré mucha información, parte de ella contradictoria. Entonces, tomando lo que parecía un enfoque razonable, construí un "transformador de aislamiento" a partir de una vieja verruga en la pared que tenía por ahí. (Sí, este era un transformador real y no solo una fuente de alimentación conmutada). Ahora me pregunto si este es realmente un enfoque seguro.

Al abrir la caja, vi el transformador y una pequeña placa de circuito con un puente rectificador completo. Así que quité la placa de circuito, lo que me dejó solo un transformador de CA - CA. Usando mi DMM, medí 115 VCA de entrada y 9,9 VCA de salida. Luego soldé los dos cables del transformador a dos puertos tipo banana. Había mucho espacio en la carcasa para perforar agujeros y montarlos para poder acceder a ellos desde el exterior. Ver la imagen adjunta.

Probé esto con mi osciloscopio alimentado por batería y obtuve los resultados esperados. La señal de 9,9 V era una onda sinusoidal limpia a 60 Hz y no freí nada ni morí, así que pensé que era un éxito. Mis preguntas para ti - ¿Es esto seguro? ¿Puedo conectarlo a mi Rigol alimentado por la red eléctrica? ¿O hay un punto importante que me he perdido? Gracias por su ayuda.

Verruga de pared convertida en transformador de aislamiento

Bienvenido. Es seguro si el aislamiento medido es bueno. El compromiso está en la linealidad. A 80 VAC en la línea, el transformador mostrará una caída mayor. Esto se debe a que el magnetismo del transformador necesita una corriente mínima para magnetizar el núcleo de acero al silicio.
En realidad, si sabe lo que está haciendo, es "seguro" simplemente colocar la sonda del alcance en el tomacorriente de la pared. (Tenga en cuenta que los oscopios se han utilizado fácilmente durante 80 años para medir voltajes en radios de tubos de vacío, donde los voltajes pueden superar los 200 V). El "truco" es usar una sonda con la impedancia adecuada y no pegarse. la sonda de tierra en la ranura "activa" del tomacorriente de pared.
@HotLicks Como usuario ocasional de osciloscopio, también me preguntaba: ¿Qué impide que el OP simplemente muestre el voltaje a lo largo del tiempo entre los dos polos de salida? (Siempre que el osci pueda manejar el voltaje, eso se indicará en el manual y en la etiqueta de tipo). Solo asegúrese de no tocar ninguna parte no aislada, como siempre. El transformador tendrá todo tipo de influencia en la señal, lo más probable es que filtre las ondas de alta frecuencia debido a la impedancia.
@ Peter-ReinstateMonica Necesitarías dos sondas para hacer eso. Puede hacerlo con dos sondas (al menos teóricamente) y la función matemática del osciloscopio para restarlas. Pero la mayoría de la gente intentará hacerlo con una sonda, con un 50 % de posibilidades de freír su osciloscopio. (menos si se instala un disyuntor GFCI)

Respuestas (4)

Eso me parece un buen proyecto seguro. Podría considerar comprobar el voltaje entre los terminales de 9,9 V y tierra. Probablemente encontrará algún voltaje aleatorio, quizás incluso 115 voltios. Conecte una bombilla incandescente de luz de 115 voltios entre la terminal de 9,9 V y tierra. Con esa conexión, el voltaje a través de la bombilla debería caer a casi cero. Eso debería demostrar que hay una pequeña corriente de fuga a través del transformador debido a la capacitancia entre el devanado primario y secundario.

Como pensó, había un voltaje aleatorio entre cada terminal de 9.9V y la tierra. Un terminal era de 2,9 VCA y el otro de 3,3 VCA. Con una bombilla incandescente en su lugar, eso se redujo a cero. Gracias por las sugerencias.

Según su descripción, parece que ha creado una fuente aislada segura de 9 VCA.

Para verificar que la salida esté aislada de la red eléctrica de CA, puede medir (¡con la cosa desenchufada!) la resistencia entre los terminales de la red y sus terminales de salida; no debe haber continuidad (resistencia infinita) entre los pines de la red y los 9 VCA. tomas

Confirmé que no hay continuidad entre los enchufes de red y los terminales de salida. Gracias por tu sugerencia.

y encontré mucha información, parte de ella contradictoria.

Algunas personas adoptan un enfoque más paranoico de la seguridad que otras. Además, algunos osciloscopios son más adecuados para mediciones de red que otros.

En general, existen tres problemas principales cuando se utiliza un osciloscopio directamente en la red eléctrica.

  1. Los osciloscopios normalmente están referenciados a la tierra de la red, por lo que si conecta el cable de tierra de la sonda al neutro de la red, creará una falla de neutro a tierra que disparará los RCD/GFCI y podría derretir los cables. Puede evitar esto simplemente midiendo con respecto al suelo. Probablemente esté lo suficientemente cerca y siempre puedas medir el neutral y restar.
  2. Clasificaciones de voltaje, muchos osciloscopios tienen una clasificación de voltaje demasiado baja para la alimentación de red. Puede evitar esto con una sonda atenuada.
  3. Lo que mucha gente olvida, las categorías de sobretensión. Muchos osciloscopios son solo "Cat 1", que no son adecuados para la conexión directa a la red eléctrica. Para la conexión a la red eléctrica desde un tomacorriente doméstico, desea al menos "Cat II". Para solucionar esto, realmente desea una solución de sondeo aislada.

Su transformador resuelve todos estos problemas y es seguro conectar su osciloscopio a su salida (los circuitos secundarios de los transformadores de red normales se consideran CAT 1). Sin embargo, bien puede distorsionar sus resultados.

La solución adecuada es una sonda diferencial de alto voltaje, pero un dispositivo de este tipo está fuera del rango de precio del técnico ocasional.

Estás en el camino correcto. Una cosa que hay que tener en cuenta es que el suelo de su alcance no es "tierra" una vez que lo aísla. Puede obtener fácilmente el voltaje de línea en la carcasa de su alcance, ya que es el punto al que está conectada la tierra de la sonda.

¿Es esta una forma segura de medir la potencia de la red en un osciloscopio?
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