¿Por qué esta conexión no se convierte en una baja impedancia entre Positivo (Sistema aislado) y Tierra (Tierra)?

Estaba asistiendo a una conferencia sobre métodos de puesta a tierra de osciloscopios y vi esta imagen.

Supongamos que tengo el widget aislado alimentado por una batería externa. Ahora, voy a medir las señales usando un osciloscopio.

Pregunta: ¿Por qué la corriente no fluye entre el riel de "Entrada de alimentación" en mi widget y la "Tierra principal" cuando conecto la tierra de la pinza de cocodrilo de mi osciloscopio al riel de "Entrada de alimentación" del widget, como se muestra en rojo en mi imagen de arriba?

Yo creo que la Corriente sigue por el camino de menor resistencia. Cuando la tierra del osciloscopio (que está conectada a la red principal de la tierra) está conectada al +V en mi widget, ¿el +V no tiene una ruta de menor resistencia a tierra (tierra en este caso, asumiendo que la tierra tiene un potencial más bajo que el riel +V) )?

Tengo esta confusión y no puedo entender claramente por qué la corriente no fluye. ¿Alguien puede explicar en términos simples cómo entender esto?

Entiendo que cuando conecto la tierra del alcance a cualquier punto de mi widget, se hará referencia a ese punto como "Tierra". Pero, no entiendo cómo la corriente no fluye entre +V y la Tierra cuando se realiza la conexión anterior.

PD, las conferencias dicen que dado que el widget está aislado y tiene su propio +V y negativo, " no se forman bucles cuando la tierra del osciloscopio está conectada al +V y es por eso que la corriente no fluye desde el +V al osciloscopio". "- Todavía no entiendo esto. Cualquier analogía o ilustración con una explicación de términos simples me ayudará mucho a entender.

Porque la corriente debe fluir en un bucle desde su fuente y de regreso a su fuente. Realmente no hay mucho más que decir que esto en este nivel... al menos no sin muchas más palabras para no describir mucho sin saber más acerca de su comprensión de lo que son las cosas. ¿También te preguntas por qué simplemente conectar el terminal + de una batería a un circuito no lo alimenta? Porque si es así, debería preguntar sobre eso en lugar de esto, ya que está más cerca del verdadero problema. Si no lo confunde, entonces el caso sobre el que publicó tampoco debería confundirlo, ya que la respuesta es idéntica.
Yo entiendo lo que dijiste. Solo no entiendo el hecho de por qué la corriente no fluye a través del camino de menor resistencia. +V conectado a tierra (Tierra aquí) es el camino de menor resistencia. ¿Por qué no fluye de esta manera? Si su declaración - La corriente debe fluir desde la fuente y de regreso a la fuente nuevamente - es razonablemente lógica, entonces mi pregunta también es razonablemente lógica: "¿Por qué la corriente de +V no fluye a la Tierra conectada por la sonda de tierra cuando se proporciona? un mínimo camino de resistencia al suelo".
@Newbie es porque el V + en el circuito alimentado por batería solo es positivo en relación con la GND de la batería. Para el resto del mundo es flotante/indefinido hasta que conecte el osciloscopio gnd. Ahora V+ del circuito alimentado por batería de la batería es igual a la tierra del osciloscopio. Todavía no fluye corriente. acaba de definir los potenciales de voltaje ahora. La tierra del circuito alimentado por batería de la batería no es igual a la tierra del osciloscopio sino negativa (tierra del osciloscopio menos V+). Entonces, si ahora mide en la batería, los voltajes del circuito alimentado por batería se mostrarán como valores negativos.
Gracias. Estoy empezando a entender un poco tu comentario @schnedan. ¿Podría proporcionarlo como una respuesta breve en términos un poco más simples con el ejemplo numérico, por favor? Todavía estoy encontrando algunas dificultades en cuanto a por qué la corriente no fluye. Tengo que definimos los potenciales de voltaje. Pero el flujo actual, no es capaz de entender
Y también, suponga que +V es 9V y cuando conecto el V+ a la tierra del osciloscopio y lo retiro después de un tiempo, ¿el V+ todavía tiene el mismo potencial (9V) que antes?
No, los potenciales de voltaje definidos solo están definidos mientras exista la conexión a tierra del osciloscopio. si se retira, el circuito alimentado por batería de la batería vuelve a flotar/indefinido
¿Podría resumir sus comentarios en la respuesta para que estén completos y para entenderlos claramente?
Y ahora estoy pensando, cuando conectamos tierra a +V en el caso anterior, ¿por qué toda esa línea se mueve hacia el potencial de referencia de tierra? ¿Por qué no sucede al revés? ¿Por qué el riel no tiene potencial +V y se convierte en potencial de referencia a tierra cuando está conectado?
@Newbie "¿Por qué no sucede al revés? ¿Por qué el riel no tiene potencial +V y se convierte en potencial de referencia a tierra cuando está conectado?" Si lo conecta, es un potencial, ambos al mismo tiempo, para la batería es positivo, para la fuente de alimentación de los osciloscopios es GND ... he agregado mi respuesta con algunos dibujos
En caso de que los lectores estén interesados ​​en ver más información, la imagen de la pregunta está recortada de este video de YouTube de Dave Jones de EEVblog: EEVblog #279 - ¡Cómo NO explotar su osciloscopio! (por ejemplo, alrededor de esta marca de tiempo de 4:09 ).
Acabo de volver a leer su publicación y me di cuenta de que pasé por alto su redacción: Sí, el + SERÍA de baja impedancia a tierra, simplemente no fluiría corriente. No hay diferencia de potencial entre el + y la tierra. (Es el negativo de la batería que es de 'alta impedancia' a tierra, por así decirlo). No hay camino desde el negativo a la tierra, para que la corriente regrese. -- Intenta dibujar el circuito del lado derecho al revés (en serio). No cambies las polaridades ni las conexiones, solo 'inviértelas'. Lo entenderás de inmediato. Confía en mí, verás...

Respuestas (4)

es porque el V + en el circuito alimentado por batería solo es positivo en relación con la GND de la batería. Para el resto del mundo es flotante/indefinido hasta que conecte el osciloscopio gnd. Ahora V+ del circuito alimentado por batería de la batería es igual a la tierra del osciloscopio. Todavía no fluye corriente. acaba de definir los potenciales de voltaje ahora. La tierra del circuito alimentado por batería de la batería no es igual a la tierra del osciloscopio sino negativa (tierra del osciloscopio menos V+). Entonces, si ahora mide en la batería, los voltajes del circuito alimentado por batería se mostrarán como valores negativos

Entonces, primero eche un vistazo al osciloscopio: está aislado galvánicamente (pero el GND del lado neutro y secundario podría estar acoplado). Si GND está flotando, donde sea que lo conecte, está vinculado a los potenciales del dispositivo bajo prueba.

el segundo es su ejemplo en 3 pasos que comienzan sin conexión a una conexión completa con GND y sonda:

ejemplo

La tierra del osciloscopio ESTÁ conectada a tierra (tanto en los osciloscopios normales como en la imagen del OP) y está diciendo que está aislada galvánicamente. Eso es incorrecto.
Eso es común a la mayoría de los osciloscopios de banco, pero hay osciloscopios de PC con solo un conector de CC, osciloscopios móviles alimentados por batería... No se puede decir que sea cierto en general para todos los osciloscopios. Además, no cambia nada la forma en que el osciloscopio mostraría el voltaje ni que la GND del circuito alimentado por batería sería negativa para la gnd del osciloscopio.
Pero la imagen de la operación muestra que está conectado a tierra.
@Andy, también conocido como Ver el comentario de Transistores después de su respuesta; Hay un conflicto entre la imagen y el texto (OP declaró que la conferencia afirmó que ESTÁN aislados, según las condiciones dadas) Los símbolos de tierra son diferentes entre sí, lo que agrega incertidumbre al diagrama. Los símbolos de fondo no siempre son consistentes (he visto que varían según el fabricante, el país o la época, el 'dibujante', etc. Incluso he visto inconsistencias en la misma impresión de una página a otra, o de una revisión a otra). El OP quiere una aclaración. Si la declaración de la conferencia es correcta, entonces los motivos son diferentes, no están conectados.
Ejem @troubleshooter ¿de qué estás hablando? Ciertamente no es de lo que estoy hablando.
@Andy alias Veo lo que quieres decir. Me refería solo a la parte sobre la imagen del OP que lo muestra como conectado a tierra; en tu segundo comentario. Eso es lo que comentaba. No quise decir ningún comentario sobre su primer comentario sobre la conexión a tierra interna de los ámbitos ... Estamos abordando el problema del OP con estas respuestas, y estaba tratando de mantenerlo en el tema sobre el alcance presumiblemente conectado a tierra, y el hecho de que el la imagen es confusa No se infiere falta de respeto.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Figura 1. Tenga en cuenta que el autor del esquema ha utilizado (correctamente) dos símbolos diferentes para (1) TIERRA y (2) TIERRA.

Dado que (1) no está conectado a (2), no hay un circuito cerrado para que fluya la corriente.

(Yo diría que los símbolos deberían intercambiarse ya que el origen del símbolo (2) representa placas de metal enterradas en la Tierra y el símbolo (1) representa la conexión a un chasis).

ingrese la descripción de la imagen aquí

Figura 2. Varios símbolos de tierra/tierra. Fuente: Tierra - Tierra - chasis .

"Tierra" se usa a menudo como punto de referencia desde el cual se miden otros voltajes. Cuando varias partes del circuito están aisladas entre sí, la mejor práctica es usar un símbolo de tierra diferente para cada sección para dejar esto claro.

Finalmente, si el circuito común está conectado a tierra (como en La Tierra), lo tomamos como cero voltios reales, de la misma manera que el topógrafo podría usar el nivel del mar o alguna referencia local como referencia absoluta.

Cohete de construcción

Figura 3. El edificio en el suelo y lanzado al espacio. En la situación del espacio (aislado eléctricamente) podemos llamar a cualquier piso la planta 'baja'.

La respuesta a su pregunta depende de si los símbolos de tierra en su diagrama están eventualmente conectados a las mismas tierras de alguna manera (¡intente ohmear de una tierra a la otra!). Si están conectados, conectar la tierra del visor al + provocará un cortocircuito en la batería (dependiendo de la calidad/resistencia de la tierra). Si no, entonces 'flotará' como han dicho otros. Existe confusión sobre lo que su diagrama realmente está 'llamando' a tierra y el retorno a tierra del chasis.
Sí y no, la pregunta del OP dice: " PD: las conferencias dicen que dado que el widget está aislado... ", por lo que no puede haber una conexión entre los dos. También estoy teniendo cuidado de usar el término "tierra" para diferenciar entre una tierra real y una tierra arbitraria en el circuito aislado.
Estoy de acuerdo con tu comentario también. Pero parece que los 'estados de la conferencia' y lo que muestra la imagen de la conferencia se contradicen entre sí. Si el material mostraba la imagen tal como la publicó el OP, con las líneas verdes y la palabra "Tierra", y el símbolo en el "widget" es el símbolo más utilizado para indicar una "tierra", entonces podríamos tomar la declaración como correcto (como usted señala), y la imagen por error, o al menos engañosa...
Podríamos especular que el autor (de la conferencia) estaba alentando a los estudiantes a buscar documentación escrita para definir las condiciones, etc.; y no confiar en lo que 'piensan' que algo está diciendo o mostrando. (o tal vez para que no solo 'miren las fotos'). Pero sospecho que la realidad era solo una imagen mal ilustrada, o simplemente están usando sus símbolos básicos de manera diferente a la habitual.

Tome una batería normal de 1,5 voltios que no esté conectada a nada. Es de esperar que mantenga su carga y no suministre corriente, porque hay un circuito abierto a través de él. Ahora, si conectó a tierra el terminal negativo de la batería, esperaría que el terminal positivo esté a +1.5 voltios en relación con la tierra. Y todavía no hay un circuito cerrado para que fluya la corriente y la batería retiene su carga y aún produce 1.5 voltios.

Sin embargo, si en lugar de conectar a tierra el terminal negativo, conecta a tierra el terminal positivo. Ahora el terminal negativo estaría a -1,5 voltios con respecto a tierra. Pero todavía no fluye corriente porque no hay carga en la batería.

Entonces, repita este experimento mental con una carga ligera de 10 kohm en la batería. ¿Hay alguna diferencia con lo que escribí anteriormente?

Ahora repita con un circuito más complejo conectado directamente a través de la batería. Siempre que el circuito más complejo no tenga ninguna conexión adicional a algo que pueda estar conectado a tierra, ¿debería esperar que algo cambie? ¿Fluirá corriente a la tierra?

Todavía no lo entiendo. ¿Por qué la corriente no fluye hacia la tierra, que tiene un potencial más bajo que +V (1,5 V) y una resistencia más baja que su GND real? Estoy conectando a tierra cuando la placa está extrayendo energía de la batería
El terminal negativo de la batería tiene un potencial más bajo que el terminal positivo, pero la corriente solo fluye cuando conecta un circuito conductor a través de la batería. No hay nada especial en la tierra, aparte de que tiene un potencial que se comparte libremente entre la población local. ¿Y si la batería estuviera en la estación espacial internacional? La Tierra sería el chasis de la nave espacial y mucho más conductora que la Tierra real.
@Newbie Porque la tierra del osciloscopio no es la misma "tierra" que la tierra del widget, que en realidad es la v-. No puede vaciar una batería conectando v+ a tierra. (A menos que v- también esté conectado a tierra)

Bien, simplifiquemos esto; Si el circuito estaba en una caja de metal, digamos un radio de transistores, sobre una mesa de plástico (sin alcance conectado).

Si toma un voltímetro, mide el voltaje de cualquier parte del circuito de la radio, digamos, una tubería de agua (o cualquier cosa en la habitación pero no en la radio), no leerá nada. La batería y el circuito no "ven" el mundo exterior ni la conexión a tierra. AHORA, si conecta la tierra del alcance a CUALQUIER parte de la radio, digamos: el poste positivo de la batería. AHORA ha introducido una conexión a tierra (del mundo exterior y, lo que es más importante, de su equipo de prueba alimentado por CA). El mundo exterior está atado en ese punto ahora.

Todo en esa radio ahora tendrá un voltaje con respecto a la conexión a tierra (o cualquier cosa alimentada eléctricamente desde CA o conectada a tierra de alguna manera).

Ese punto ahora es 'voltaje de tierra'. Todo lo demás conectado en ese circuito ahora tendrá algún tipo de lectura. Las lecturas entre sí seguirán siendo las mismas dentro del circuito, pero también podrá obtener lecturas de cuánto está 'por encima' o 'por debajo' del punto que ahora ha puesto a tierra; en este caso, todo se leerá 'por debajo' de la tierra (negativo).

En este ejemplo, con el osciloscopio conectado a tierra al positivo, no fluye corriente si es el ÚNICO punto de conexión a tierra conectado. La energía negativa de la batería no puede llegar a la positiva, excepto a través del circuito de la radio como es normal. SOLAMENTE si conecta a tierra el chasis de la radio de alguna manera; digamos que accidentalmente puso una segunda sonda de alcance a tierra en el NEGATIVO de la batería, o si colocó la caja sobre una mesa de metal conectada a tierra (o tocó el chasis de la radio y la caja del alcance al mismo tiempo); ENTONCES, la energía de la batería tiene una ruta de 'tierra' de regreso al positivo; tienes un circuito corto (o de tierra). [¡piense en una 'antena' o en una transmisión de televisión por cable conectada a tierra!]

Entonces, en este ejemplo, conectó su sonda de alcance a la batería '+', luego el NEGATIVO de la batería NO leerá '0' voltios, pero leerá menos x voltios (el voltaje de las baterías). Y todo lo demás se leerá en algún lugar entre 0V y el voltaje negativo de la batería. (Un poco al revés, por así decirlo).

Si hubiera conectado la tierra del visor al negativo de la batería, entonces todo se leería con el "lado derecho hacia arriba" como está acostumbrado, y también con las lecturas tomadas sin conexión a tierra, como con un voltímetro y una radio solamente.

Si conectó a tierra su alcance 'en el medio' en algún lugar del circuito; entonces las lecturas de sus osciloscopios serían algunas "por encima" y otras "por debajo" del nivel del suelo (en lo que respecta a DC). Recuerde, las formas de onda de CA serán todas iguales. Técnicamente, esto se denominaría consideraciones de compensación de CC.

RESUMEN: No tendrá cortocircuitos (o bucles de tierra) siempre que SOLO tenga UNA conexión a tierra definida (y el chasis NO esté conectado a tierra, serían DOS fuentes de tierra en este ejemplo). Mientras haya un solo punto de conexión* (entre los dos 'mundos'), o ninguna conexión, no habrá cortocircuito. *Obviamente, puede tener más de una conexión a tierra, siempre que TODAS se conecten al mismo lugar común eléctricamente hablando.

Nota; la caja de metal podría conectarse al negativo de la batería (típico en los circuitos tradicionales para blindaje y retorno de corriente), positivo de la batería (reparo circuitos de transistores de germanio antiguos donde todos los voltajes están invertidos, usa negativo 'caliente' y positivo 'tierra'), o la caja podría estar conectada a nada. [piense en un Dodge antiguo con batería de tierra positiva; ¡No hizo un cortocircuito porque su parachoques tocó un poste de estacionamiento o si estaba estacionado al lado de un automóvil con conexión a tierra negativa! Solo si conectara una conexión a tierra externa a sus circuitos, o conectara sus circuitos juntos, obtendría fuegos artificiales. PD: PUEDES conectar el negativo 'HOT' del Dodge al negativo de un automóvil con 'negativo conectado a tierra', y su positivo 'tierra' al positivo; ¡Simplemente no dejes que los parachoques se toquen!]