Подтягивание напряжения цепи к земле с помощью заземленного щупа

Осциллограф покажет разницу напряжений между наконечником щупа и землей щупа. Большинство осциллографов имеют сопротивление 1 МОм между наконечником и землей, поэтому на измеряемое напряжение влияет то же самое, что и на установку резистора 1 МОм между двумя точками, к которым вы подключаете наконечник и землю.

Для многих цепей 1 МОм достаточно, чтобы не сильно изменить напряжение. Например, цифровые логические сигналы КМОП обычно имеют полное сопротивление от 10 до 100 Ом. 1 МОм даже для источника 1 кОм вызовет изменение напряжения всего на 0,1%.

В случаях, когда 1 МОм слишком мало, вы можете переключить пробник в режим «10x». Это делает его импеданс в 10 раз выше, то есть 10 МОм. Этого достаточно для большинства схем. Это также типичное сопротивление вольтметра.

Есть одна дополнительная проблема для прицелов с питанием от сети (в отличие от прицелов с питанием от батареи). Шасси прицела обычно подключается к линии заземления, которая должна быть подключена к заземлению в здании, в котором вы находитесь. Это означает, что вы не можете просто поставить датчик прицела где угодно. Вы должны учитывать, что зажим заземления зонда соединен с заземлением.

Обычно это не имеет значения для цепей на вашем столе, работающих от изолированных источников питания. Это реальная проблема при попытке измерить что-либо, подключенное к линии. Это одна из причин, по которой изолирующие трансформаторы часто используются при работе с подключенным к сети оборудованием в лаборатории.

Ваша схема действительно показывает это. Обратите внимание, как одна сторона линии переменного тока и шасси прицела соединены с землей. На нем также показан изолирующий трансформатор 1:1. Материал, подключенный к правой стороне изолирующего трансформатора, может иметь произвольный потенциал постоянного тока относительно левой стороны. Иными словами, вещи с правой стороны плавают . Вы можете подключить любую точку по вашему выбору к заземлению. Это то, что делается путем подключения заземления зонда осциллографа к соединению между Z1 и Z2. Эта точка сейчас находится на земле.

При плавании любое соединение между какой-либо точкой цепи и землей не вызовет протекания тока. Однако, как только вы сделаете это одно соединение, цепь больше не плавает, а все остальные напряжения теперь относятся к земле. Это означает, что вы можете получить травму, коснувшись какой-либо другой точки и земли одновременно. Вы должны знать, что подключение зажима заземления прицела использует одно свободное соединение с остальным миром, и эта цепь теперь имеет опасные напряжения относительно земли. Если вы коснетесь какой-либо другой части цепи и металлического радиатора, корпуса вашего компьютера, прицела или чего-либо еще, заземленного, вас может ударить током.

Мы точно знаем одну вещь о вторичной обмотке трансформатора: разница между Vtop и Vbottom будет равна Vs. Вот и все. Ничего больше!

Разница между Vtop и землей или Vbottom и землей совершенно неизвестна и не «устанавливается» ни на что конкретное. Вся вторичка плавает. Вы можете заземлить верх или низ с помощью зажима заземления щупа прицела. (Но не оба, очевидно.)

Как только вы делаете одно из этих соединений, этот узел становится заземленным, а другая часть вторичной обмотки находится вдали от него, что обеспечивает трансформатор.

Кроме того, узел TP2 также подходит для подключения земли.