Como anexar (com segurança?) Um escopo O a várias fontes

É claro que ouvi dizer que a rede de sondas pode arruinar o seu osciloscópio, de modo que está fora de cena. No entanto, existem algumas situações que ainda não entendi:

A sondagem é um transformador de 10: 1, ou seja, seguro se eu estava querendo ver o sinal da rede? Mesmo que não seja um transformador de isolamento?

Se não posso fazer o que foi exposto acima, como um obstáculo torna a situação diferente? O solo faz parte do regulador linear cujo dispositivo torna seguro sondar diretamente? Apenas algo que não é "terra" referenciado?

Posso sondar algo que esteja na bateria (pergunta boba) sem terra referenciada à terra?

Já ouvi pessoas mencionarem algo sobre o clipe de aterramento e, se ele não for colocado corretamente em algum lugar, poderá danificar o clipe de jacaré com grandes correntes; no entanto, não faço ideia do que isso está se referindo ou de como a corrente maciça poderia fluir através do -scópio para o clipe de chão ou algo assim.

Tenho certeza de que poderia responder o antes com alguns manuais, no entanto, os anteriores são completamente inseguros.

A resposta de Russell é excelente, como sempre, só quero acrescentar um pouco mais.

A maioria dos osciloscópios tem um "padrão" pelo menos no que diz respeito à impedância (1 Megaohm - observe que alguns têm uma entrada de 50 ohm, mas isso é menos comum e não é relevante aqui)

A quantidade de proteção e classificação dos componentes front-end pode variar bastante do que eu já vi. Por exemplo, vi esquemas de escopos classificados para algo como entrada <50V sem outra proteção que não seja um resistor de 10k em série com a entrada opamp.
Em comparação, você pode ficar velho (e provavelmente novo, embora eu não tenha visto dentro de um) escopos tektronix com classificação> 600V e proteção para serviços pesados.

A única maneira segura de saber qual é o limite do seu escopo é ler o manual com atenção. Se eles estiverem sentados, você poderá detectar a tensão da rede elétrica com a sonda configurada para 1x, então tudo ficará bem - se estiver na garantia e quebrar, você estará coberto de qualquer maneira. No entanto, siga o conselho de Russell sobre transientes - se você precisar testar as tensões da rede elétrica, seja qual for a entrada classificada, eu usaria uma sonda apenas com configuração de 10x ou 100x, para que você não possa defini-la acidentalmente como 1x (veja abaixo)

Pessoalmente, raramente sondas algo de alta voltagem no meu DSO (OWON SD8202) - uso meu grande tanque antigo (Tektronix 7633) para coisas> 100VAC com uma sonda de 10x e o DUT é executado a partir de um transfromer de isolamento. Devo admitir há muito tempo que usei acidentalmente 1x configuração de sonda para redes de 230V (Reino Unido) no Tek algumas vezes e nunca reclamei, embora eu certamente não recomende isso a ninguém - eu o mencionei apenas para dar uma idéia de quão bem essas coisas foram construídas (acho que eles assumiram que algum idiota iria aparecer e fazer coisas tolas como esta :-P)

No que diz respeito ao clipe de aterramento, na maioria dos escopos de conexão (na tomada de parede), isso está diretamente conectado ao terra.
Em osciloscópios flutuantes (isto é, sem conexão à rede elétrica através de qualquer coisa - USB, cabos de carregamento, etc.), com estojos de plástico, podem ser feitas medições flutuantes, mas como sempre, siga os conselhos do fabricante. O que isso significa é que, se você conectar o clipe de aterramento a qualquer coisa que seja referenciada ao terra (como o fio energizado da rede elétrica) e com um potencial maior que o terra, ele criará um caminho de baixa impedância para a corrente fluir (ou seja, um curto)
Meios terrestres referenciada, que um lado do potencial é ligado à terra - com tensão de rede, quando os fios de utilidade entrar em sua casa, eles são divididos em tempo real e / terra neutra (que estão conectados uns aos outros)
O fio terra tem o mesmo potencial que o neutro, mas não se destina a transportar corrente em circunstâncias normais - se houver corrente fluindo nele (por exemplo, se um fio ativo caiu contra um chassi de metal conectado à terra), então há uma falha.

Se você isolar a tensão da rede elétrica referenciada ao terra usando um transformador, (desde que o secundário não tenha sido conectado ao terra), você poderá conectar seu grampo de terra a ambos os lados do secundário e estar seguro, pois a corrente não "deseja" fluir através dele (além de uma pequena quantidade de corrente de fuga capacitiva)

Em caso de dúvida, uma boa idéia é medir se há alguma referência comum entre o clipe de terra e o que você deseja conectá-lo.
Por exemplo, digamos que você tenha uma fonte de alimentação desconhecida com dois fios e deseje descobrir se eles são referenciados ao terra - uma maneira é conectar uma ponta de prova do multímetro ao clipe de aterramento e a outra ao fio para verificar se há alguma tensão.
Outra maneira é simplesmente desconectar o suprimento desconhecido e medir a continuidade do pino do plugue terra às conexões de saída - se não houver continuidade (ou extremamente alta, digamos> 1 Megaohm), não haverá referência ao terra.
Caso seja uma fonte sem transformador (ou apenas mal projetada), verifique se também não há continuidade dos pinos ativos e neutros.

Se ainda houver alguma dúvida, não conecte nada até entender completamente tudo.

Também existem sondas diferenciais ( exemplo ) que você pode comprar para qualquer escopo que possa ser usado para medir a diferença entre duas tensões flutuantes.

Aqui estão algumas referências por motivos / análises:

Referência Tek com base na sonda

A planilha All About Circuits sobre escopos lê tudo isso e as respostas para as perguntas (press release)

Tudo sobre circuitos - segurança elétrica - não sobre escopos, mas informações muito úteis sobre segurança elétrica. A seção "Projeto de circuito seguro" é particularmente relevante. Observe que isso não lida com transformadores de isolamento (embora haja muitos transformadores em outra parte do site)

As extremidades frontais do osciloscópio padrão não são classificadas para uso com entrada de rede CA direta. Enquanto alguns possuem classificações de tensão superiores às tensões nominais da rede elétrica. A rede elétrica também pode conter transientes e "picos" de amplitude muito alta, que podem quebrar o circuito que não foi projetado para suportar esses picos.

Sondas de alta tensão estão prontamente disponíveis (tudo o que você precisa é de R $), o que permite que a alta tensão ou mesmo o EHT seja medido, dependendo da sonda usada.

Uma sonda de osciloscópio 10: 1, que reduz as tensões de sinal em um fator de 10: 1, reduzirá as tensões da rede elétrica a níveis seguros para a entrada de essencialmente todos os osciloscópios, MAS uma sonda usada para esse fim DEVE também ser classificada pela rede elétrica pelos mesmos motivos mencionados acima .

Uma verruga de parede possui um transformador que fornece isolamento. Este é um transformador com núcleo de ferro que trabalha na frequência da rede elétrica ou um transformador de alta frequência que transfere energia normalmente de 10 a 100 da Khz e que usa ferrita (ou, em alguns projetos de alta potência, pode usar ferro em pó). Os projetos com núcleo de Irin são "tecnologia mais antiga", geralmente MUITO mais pesados ​​e não requerem componentes eletrônicos para a ação real do transformador. um regulador ativo é frequentemente usado para estabilizar a tensão de saída. As versões HF usam um oscilador para acionar um "comutador" de alta frequência para converter CA retificada de entrada em saída CA de HF CA, que é então convertida em saída regulada CC. Isso é mais complexo do que um projeto de núcleo de ferro, mas mais compacto. massa muito menor e pode ser mais barato em geral. De qualquer maneira, a saída é isolada do transformador da entrada.

Enquanto uma "perna" da rede elétrica CA pode estar nominal e nocionalmente em potencial de terra (a perna Neutra), os sinais da rede DEVEM ser tratados como se uma ou ambas as pernas estivessem na tensão total da rede elétrica, pois, ocasionalmente, esse é o caso.

Se você usar um transformador de redução 10: 1, as tensões serão seguras para todos os osciloscópios normais *. ou seja, 110 VCA passa a 11 VCA e 240 VCA passa a 24 VCA. 24 VCA produzirá cerca de +/- 35 VCC de pico no solo. Isso está dentro da faixa de entrada de praticamente qualquer escopo com um escalonador de entrada e usando sondas conectadas BNC. Um transformador usado para fornecer 10: 1 CA descendente da rede elétrica DEVE ser classificado como elétrico.

• Alguns osciloscópios especializados ou super baratos e alegres podem ter uma tensão de entrada máxima de + 5VCC (ou similar). Tente não usar esses dispositivos para uso geral.

Uma verruga de parede é apenas uma variante do transformador discutido acima.
A saída isolada é (se projetada adequadamente) devido aos perigos das tensões da rede elétrica, mas neste contexto tem a vantagem de que a saída da fonte de alimentação e, portanto, qualquer coisa conectada a ela é "isolada da rede elétrica". Atualmente, não há caminho elétrico da rede elétrica CA ou do aterramento da rede elétrica para qualquer ponto do circuito conectado, portanto o osciloscópio nunca fica exposto à rede elétrica.