Tirando del voltaje del circuito a tierra con sonda puesta a tierra

El osciloscopio mostrará la diferencia de voltaje entre la punta de la sonda y la tierra de la sonda. La mayoría de los osciloscopios tienen una resistencia de 1 MΩ entre la punta y la tierra, por lo que el voltaje que está midiendo se ve afectado de la misma manera que al colocar una resistencia de 1 MΩ entre los dos puntos a los que está conectando la punta y la tierra.

Para muchos circuitos, 1 MΩ es lo suficientemente alto como para no alterar mucho el voltaje. Por ejemplo, las señales lógicas digitales CMOS tienen típicamente impedancias de 10 a 100 ohmios. 1 MΩ en incluso una fuente de 1 kΩ solo causará un cambio de voltaje del 0.1%.

Para los casos en los que 1 MΩ es demasiado bajo, puede cambiar la sonda al modo "10x". Esto hace que su impedancia sea 10 veces mayor, es decir, 10 MΩ. Eso es lo suficientemente bueno para la mayoría de los circuitos. Esa es también la resistencia típica de un voltímetro.

Hay una arruga adicional para los osciloscopios alimentados por línea (a diferencia de los alimentados por batería). El chasis del alcance generalmente está conectado a la línea de tierra, que debe estar conectada a tierra en el edificio en el que se encuentra. Eso significa que no puede colocar una sonda de alcance en cualquier lugar. Debe tener en cuenta que el clip de tierra de la sonda está conectado a tierra.

Esto generalmente no importa para los circuitos en su escritorio que funcionan con fuentes de alimentación aisladas. Es un problema real cuando se trata de medir algo conectado a la línea. Esta es una de las razones por las que los transformadores de aislamiento se utilizan a menudo cuando se trabaja en equipos conectados a la línea en un laboratorio.

Su diagrama realmente muestra esto. Observe cómo un lado de la línea de CA y el chasis del visor están conectados a tierra. También muestra un transformador de aislamiento 1:1. El material conectado al lado derecho del transformador de aislamiento puede tener un potencial de CC arbitrario en relación con el lado izquierdo. Dicho de otra manera, las cosas del lado derecho están flotando . Puede conectar cualquier punto que elija a tierra. Esto es lo que se está haciendo al conectar la tierra de la sonda del alcance a la unión entre Z1 y Z2. Ese punto está ahora en tierra.

Cuando está flotando, cualquier conexión entre algún punto del circuito y tierra no hará que fluya la corriente. Sin embargo, una vez que realiza esa conexión, el circuito ya no flota y todos los demás voltajes ahora son relativos a tierra. Eso significa que puede lastimarse al tocar algún otro punto y suelo al mismo tiempo. Debe tener en cuenta que conectar el clip de tierra del alcance utiliza la única conexión libre con el resto del mundo, y ese circuito ahora tiene voltajes peligrosos con referencia a tierra. Si toca alguna otra parte del circuito y un radiador de metal, el chasis de su computadora, el alcance o cualquier otra cosa conectada a tierra, puede recibir una descarga eléctrica.

Sabemos exactamente una cosa sobre el secundario del transformador: la diferencia de Vtop a Vbottom será Vs. Eso es todo. ¡Nada más!

La diferencia de Vtop a tierra o Vbottom a tierra es completamente desconocida y no está "establecida" en nada en particular. Todo el secundario está flotando. Puede conectar a tierra la parte superior o inferior con el clip de conexión a tierra de la sonda de alcance. (Pero no ambos, obviamente).

Tan pronto como realiza una de esas conexiones, ese nodo se vuelve a tierra y la otra parte del secundario está a Vs de eso, que es lo que impone el transformador.

Por extensión, el nodo TP2 también es un juego justo para unir terreno.