Pourquoi les oscilloscopes mesurent la tension, pas le courant (directement)
La raison fondamentale : Les oscilloscopes sont des voltmètres
L'entrée verticale d'un oscilloscope est un nœud de détection de tension à haute impédance (1 MΩ ∥ 10–20 pF). Il mesure la différence de potentiel entre la pointe de sonde et la terre de sonde (ou référence). Il n'a aucun élément de détection de courant interne.
Comment mesurer le courant avec un oscilloscope
On déduit le courant en mesurant la tension aux bornes d'une impédance connue en série avec le chemin du courant :
I = Vsense / Rsense
Méthodes de détection de courant
| Méthode | Principe | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|
| Résistance shunt | Faible R (mΩ–Ω) en série ; mesure chute V | Large BP (DC–GHz), pas cher, précis | Perte insertion, problème référence terre, dissipation puissance |
| Sonde courant (AC/DC) | Effet Hall + CT hybride ; pince sur fil | Non invasif, isolé, large BP (100 MHz+), mesure CC | 200–2000$, alimentation sonde requise, limite saturation |
| Sonde courant AC (CT) | Couplage transformateur | Pas cher, fort courant, isolé | AC seulement, BF limité (Hz–kHz), déphasage |
| Bobine Rogowski | CT sans noyau + intégrateur | Flexible, fort courant, pas saturation, large BP | Pas CC, intégrateur alimenté, sensibilité moindre |
| Tension aux bornes RDS(on) MOSFET | Utilise interrupteur comme shunt | Pas composant extra | RDS(on) varie T, I ; besoin sens Kelvin |
Piège critique de mise à la terre avec shunts
La terre de sonde scope est référencée terre. Placer un shunt en « côté haut » (entre alim et charge) met la terre sonde au potentiel charge → court-circuite l'alim par pince terre sonde → destruction scope / explosion.
- Correctif 1 : Placer shunt en **côté bas** (charge vers terre). Terre sonde = terre circuit = terre scope. Sûr.
- Correctif 2 : Utiliser **sonde différentielle** (flottante, CMRR élevé) aux bornes shunt n'importe où.
- Correctif 3 : Utiliser **sonde courant isolée** (Hall/CT).
- Correctif 4 : Scope sur batterie / isolé (rare).
Guide sélection shunt
- Chute tension courant max : 50–100 mV (compromis B/R vs perte insertion).
- Puissance : P = I²R × rapport cyclique. Utiliser shunt 4 bornes (Kelvin) pour >10A.
- Inductance : < 5 nH pour fronts rapides (TO-220/axial mauvais ; CMS/résistance mesure courant bon).
- Tempco : < 50 ppm/°C pour précision.
Résumé
Les scopes mesurent la tension. Courant = Tension ÷ Impédance. Choisissez shunt (côté bas, sonde différentielle) ou sonde courant (isolée, AC/DC). Ne flottez jamais la terre du scope sur un circuit sous tension.