Hallo,
ich möchte ein 10kHz 5V Signal mit Hilfe von Kondensatoren galvanisch
Trennen entsprechend folgender schematischer Darstellung. Das Kabel ist
ca. 30cm lang.
1
5V o----||--o----Kabel----o--||----o Eingang
2
GND1 o----||--o----Kabel----o--||----o GND2
Meiner Meinung nach müsste das grundsätzlich funktionieren, ich weiß
jedoch nicht wie ich die Kapazitäten für die vier Kondensatoren
berechnen sollte.
Gruß,
Marcel
Wobei die Gesamtkapazität hier C/4 ist da alle 4 Kondensatoren in Reihe
sind.
Warum du aber auf beiden Seiten des Kabels je 2 Kondensatoren nimmst
verstehe ich nicht, eine Seite würde reichen.
Dann wäre die resultierende Gesamtkapazität C/2.
Marcel schrieb:> Meiner Meinung nach müsste das grundsätzlich funktionieren, ich weiß> jedoch nicht wie ich die Kapazitäten für die vier Kondensatoren> berechnen sollte.
Das ist KEINE Galvanische Trennung was du da hast!
Du blockst Lediglich eine Gleichspannung!
Für eine Galvanische Trennung braucht es schon mehr, beispielsweise
einen Übertrager(=Trafo) oder wenn es nur um Signale geht auch einen
Optokoppler o.ä.
Wenn dir das reine Blocken der Gleichsspannug reicht ist die Frage
welche Leistung über deine Verbindung laufen soll und welcher Verlust
für dich akzeptabel ist.
Die Kondensatoren stellen einen Frequenzabhängigen Widerstand stand.
Dieser Widerstand wird bei Wechselstrom Impedanz genannt und setzt sich
aus den Ohmschen Verlusten des Bauteils und dem Blindwiderstand
zusammen. Der blindwiderstand ist dabei Frequenzabhängig.
In erster Näherung reicht für dich die Betrachtung des blindwiderstandes
aus,
also musst du jetzt bestimmen welchen Spannungsabfall du auf der Strecke
verkraften kannst. Danach überprüfst du bei welchen Widerstand diese
Spannung abfallen würde. Jetzt die Formel für den Kapazitiven
Blindwiderstand raussuchen, nach µF (F) umstellen und die hälfte deines
errechneten Maximalwiderstandes (du hast zwei Cs im Signalpfad) für xC
einsetzen. Dann hast du deinen Minimalwert...
Gruß
Carsten
Das ist ja super schnell schon mal praktische eine Aussage. -> Danke!
Nun würde ich das jedoch auch gerne noch theoretisch verstehen.
Im Tietze/Schenk habe ich aber noch nichts zur Berechnung von solch
einer kapazitiven Kopplung gefunden. Könnt ihr mir da noch weitere
Suchtipps geben?
Wow, das ging zu schnell für mich!
Während ich meine Antwort geschrieben habe sind 3 weitere hinzugekommen.
Werde das jetzt erstmal nachlesen...
Danke schon mal!
Carsten Sch. schrieb:> Jetzt die Formel für den Kapazitiven> Blindwiderstand raussuchen, nach µF (F) umstellen und die hälfte deines> errechneten Maximalwiderstandes (du hast zwei Cs im Signalpfad) für xC> einsetzen. Dann hast du deinen Minimalwert...
Ähh, Korrektur, du hast ja auch Cs in die Masseleitung gesetzt...
Also nicht die Hälfte des errechneten Maximalwiderstandes sondern ein
Viertel in die Formel einsetzen...
Gruß
Carsten
Carsten Sch. schrieb:> Das ist KEINE Galvanische Trennung was du da hast!> Du blockst Lediglich eine Gleichspannung!> Für eine Galvanische Trennung braucht es schon mehr, beispielsweise> einen Übertrager(=Trafo)
Hm. Warum jetzt ein je Kondensator in Signal- und Masseleitung keine
galvanische Trennung sein soll, ein Trafo dagegen schon, musst du mal
näher erläutern...
Oliver
Oliver schrieb:> Hm. Warum jetzt ein je Kondensator in Signal- und Masseleitung keine> galvanische Trennung sein soll, ein Trafo dagegen schon, musst du mal> näher erläutern...
weil es einen Unterschied zwischen kapazitiver- und induktiver Kopplung
gibt. Kannst ja mal eine spannungsfesten Kondensator von 1µF an die 230V
Phase halten und das andere Ende berühren. Aber Vorsicht, könnte
krabbeln.
Manfred G. schrieb:> Oliver schrieb:>> Hm. Warum jetzt ein je Kondensator in Signal- und Masseleitung keine>> galvanische Trennung sein soll, ein Trafo dagegen schon, musst du mal>> näher erläutern...>> weil es einen Unterschied zwischen kapazitiver- und induktiver Kopplung> gibt. Kannst ja mal eine spannungsfesten Kondensator von 1µF an die 230V> Phase halten und das andere Ende berühren. Aber Vorsicht, könnte> krabbeln.
dann halte mal ein Trafo mit 1:1 Wicklung an die Steckdose - das wird
auch krabbeln.
Manfred G. schrieb:> Oliver schrieb:>> Hm. Warum jetzt ein je Kondensator in Signal- und Masseleitung keine>> galvanische Trennung sein soll, ein Trafo dagegen schon, musst du mal>> näher erläutern...>> weil es einen Unterschied zwischen kapazitiver- und induktiver Kopplung> gibt.
Richtig. Gilt aber beides als galvanisch getrennt.
> Kannst ja mal eine spannungsfesten Kondensator von 1µF an die 230V> Phase halten und das andere Ende berühren. Aber Vorsicht, könnte> krabbeln.
Und bei induktiver Kopplung krabbelt nix? Gleich mal an den Trenntrafo
fassen....
Marcel schrieb:> ich möchte ein 10kHz 5V Signal mit Hilfe von Kondensatoren galvanisch> Trennen entsprechend folgender schematischer Darstellung. Das Kabel ist> ca. 30cm lang.> 5V o----||--o----Kabel----o--||----o Eingang> GND1 o----||--o----Kabel----o--||----o GND2Marcel schrieb:> Meiner Meinung nach müsste das grundsätzlich funktionieren, ich weiß> jedoch nicht wie ich die Kapazitäten für die vier Kondensatoren> berechnen sollte.
Das hängt davon ab welche Pegelverluste Du in Kauf nehmen möchtest.
Der Ausgangangswiderstand der Signalquelle dürfte sehr niederohmig sein,
zumindest bei einem gegengekoppelten Verstärker. Der Eingangswiderstand
könnte sehr hochohmig sein.
Um ein Gefühl für die Grössenordnungen zu bekommen rechnen wir mal 600
Ohm durch.
Rx = 4 * 600 Ohm
Cx = 1 / (6,28 10E3 600)
Cx = 26,5 nF
Also wenn Du einen Kerko mit 100 nF verwendest solltest Du im
Standardfall schon gut hinkommen.
In diesen Rechenbeispiel haben wir für 600 Ohm und 10 Khz die
Grenzfrequenz. Wenn Phasenverschiebungen eine Rolle spielen, dann sollte
man die Kapazität mindestens um den Faktor 10 erhöhen.
Noch eins, die Kabeladern sind gleichspannungsmässig isoliert. Hier
könnten sich u.U. hohe Spannungen durch statische Aufladungen bilden. In
diesen Fällen solle man mit sehr grossen Widerständen (1 MOhm) die
einzelne Ader erden.
Achte darauf, Kerkos um die 100 nF machen höchstens 50 V mit. Bei
grösseren Potentialunterschieden muss man z.B auf WIMA
Folienkondensatoren zurückgreifen, wie MP10 - Typen.
Gruss Klaus.
Sagen wir mal so:
Wenn er einen Trafo/Übertrager nimmt, und an der Eingangsseite 230V und
Null anschliesst, dann kann man bei einem Trafo jeweils einen
Ausgangspol ungefährdet anfassen. Wenn er die Kondensatoren nimmt, würde
ich den Pol an der auf der anderen Seite die Phase ist NICHT anfassen.
Es ist schon galvanisch getrennt, aber die Koppelkapazität dürfte mit
den Kondensatoren deutlich höher sein.
cyblord ---- schrieb:> Und bei induktiver Kopplung krabbelt nix? Gleich mal an den Trenntrafo> fassen....
Kannst du machen. Berühre eine Ader und du merkst nichts. Voraussetzung
ist das andere Ende ist nicht geerdet!! Das ist ja der Sinn vom
Trenntrafo.
Oliver schrieb:> Carsten Sch. schrieb:>> Das ist KEINE Galvanische Trennung was du da hast!>> Du blockst Lediglich eine Gleichspannung!>> Für eine Galvanische Trennung braucht es schon mehr, beispielsweise>> einen Übertrager(=Trafo)>> Hm. Warum jetzt ein je Kondensator in Signal- und Masseleitung keine> galvanische Trennung sein soll, ein Trafo dagegen schon, musst du mal> näher erläutern...>> Oliver
Ganz einfach:
Weil der Unterschied zwischen Realem Bauteil und einem Idealen Bauteil
bei Kondensatoren besonders groß ist!
Oder anders formuliert:
WENN er einen Vakuumkondensator verwenden würde, oder meinetwegen auch
wenn man das ganze aus der Sichtweise eines Leitungsklempners
(Elektromaschinenbauer, Automatisierern und anderen Grobelektrikern)
betrachtet, DANN hätte er eine galvanische Trennung.
Aber ein handelsüblicher Elko kann in der Realistät durchaus schon mal
"nur" 1M DC Widerstand zwischen seinen Anschlüssen haben. Das ist zwar
schon der schlechtere Fall, aber teilweise deutlich unter 10M sind
üblich! Für einen Nachrichtentechniker ist das schon alles andere als
Galvanisch getrennt...
Von der definition "galvanische Trennung" im Sinne gewisser
Sicherheitsvorschriften ganz zu schweigen.
Aber um euch entgegenzukommen: In der Theorie hat er eine galvanische
Trennung. In der Praxis aber nur bedingt. Ob diese bedingte Trennung
ausreicht kann man nur sagen wenn man seine Anforderungen kennt.
Gruß
Carsten
Manfred G. schrieb:> cyblord ---- schrieb:>> Und bei induktiver Kopplung krabbelt nix? Gleich mal an den Trenntrafo>> fassen....>> Kannst du machen. Berühre eine Ader und du merkst nichts. Voraussetzung> ist das andere Ende ist nicht geerdet!! Das ist ja der Sinn vom> Trenntrafo.
Na und? Das ist mir schon klar.
Aber seit wann hat die Definition "galvanisch getrennt" etwas damit zu
tun, ob ich beide Phasen anfassen muss?
Kapazitiv gekoppelt ist galavanisch getrennt. Ob es nun "krabbelt" oder
nicht, hat damit doch nichts zu tun. Energie darf übertragen werden,
muss meistens sogar.
gruß cyblord
cyblord ---- schrieb:> Kapazitiv gekoppelt ist galavanisch getrennt. Ob es nun "krabbelt" oder> nicht, hat damit doch nichts zu tun. Energie darf übertragen werden,> muss meistens sogar.
Eben nicht! Siehe trafolose Netzteile.
Manfred G. schrieb:> cyblord ---- schrieb:>> Kapazitiv gekoppelt ist galavanisch getrennt. Ob es nun "krabbelt" oder>> nicht, hat damit doch nichts zu tun. Energie darf übertragen werden,>> muss meistens sogar.>> Eben nicht! Siehe trafolose Netzteile.
Dann zeig mir eine andere Definition. Bei allen üblichen Definition ist
kapazitiv eingeschlossen. Denn es werden eben keine elektrischen
Ladungsträger ausgetauscht.
Bei den üblichen Kondensatornetzteilen ist auch meist nur eine Phase
nicht direkt angeschlossen, die andere hingegen schon. Und der
Kondensator dient hier nur als Widerstand. Das ist etwas ganz anderes
und in der Tat nicht galvanisch getrennt.
Manfred G. schrieb:> cyblord ---- schrieb:>> Kapazitiv gekoppelt ist galavanisch getrennt. Ob es nun "krabbelt" oder>> nicht, hat damit doch nichts zu tun. Energie darf übertragen werden,>> muss meistens sogar.>> Eben nicht! Siehe trafolose Netzteile.
doch. Dort ist nur ein Kondensator drin. Wenn der Stecker andersrum drin
steckt, liegt die Phase an.
Es steht doch wohl eindeutig da, das es auch eine Galvanische Trennung
ist.
http://de.wikipedia.org/wiki/Galvanische_Trennung#Kapazitive_Trennung
Oliver schrieb:> Hm. Warum jetzt ein je Kondensator in Signal- und Masseleitung keine> galvanische Trennung sein soll, ein Trafo dagegen schon, musst du mal> näher erläutern...
Es gibt ein Potential (allerdings nur für AC) zwischen Eingang und
Ausgang.
Ich denke da sollten wir alle sehr aufpassen.
Unter "galvanischer Trennung" verstehen wohl die meisten von uns, dass
auf der "anderen" Seite nicht mehr der Potentialbezug herrscht wie auf
der Eingangsseite.
D.h. (wie hier schon jemand schrieb), man kann auf der Ausgangsseite
jeden Pol, einzeln anfassen, ohne eine gewischt zu bekommen.
Ob jetzt die Bezeichnung "galvanische Trennung", wer immer sie
aufgebracht oder definiert hat und falls sie definiert ist, so zu
verstehen ist: Tatsache bleibt, das man die Pole bei der
Kondensatorschaltung nicht anfassn darf, weil das Bezugspotential für
Wechselspannung immer noch das selbe wie auf der Eingangsseite ist. Das
ist aber bei der Transformatorschaltung definitiv nicht der Fall.
Nun hat aber der TO bei 5V damit kein wirkliches Gefährdungs-Problem.
Aber nicht das jemand denkt, er würde die Gefahr in der selben Weise
beseitigen, egal ob er einen Transformator oder eine
Kondensatorschaltung nimmt.
Der Wikipedia-Artikel eiiert um dieses Thema merkwürdig herum, nachdem
er das mit der fehlenden Potentialtrennung erstmal festgestellt hat.
Auch verweist der Begriff "Potentialtrennung" in Wikipedia wieder auf
"Galvanische Trennung" was, wenn die genannte Einschränkung gilt, dann
wirklich nicht gleichbedeutend ist.
Manfred G. schrieb:>> Hm. Warum jetzt ein je Kondensator in Signal- und Masseleitung keine>> galvanische Trennung sein soll, ein Trafo dagegen schon, musst du mal>> näher erläutern...>> weil es einen Unterschied zwischen kapazitiver- und induktiver Kopplung> gibt. Kannst ja mal eine spannungsfesten Kondensator von 1µF an die 230V> Phase halten und das andere Ende berühren. Aber Vorsicht, könnte> krabbeln.
Das könnte nicht nur krabbeln, sondern die dem Menschen zuträgliche
Stromstärke deutlich überschreiten. :-(
Zurdes schrieb:> Oliver schrieb:>> Hm. Warum jetzt ein je Kondensator in Signal- und Masseleitung keine>> galvanische Trennung sein soll, ein Trafo dagegen schon, musst du mal>> näher erläutern...
Ein Kondensator ist im Wechselstromkreis ein Widerstand, deshalb keine
galvanische Trennung.
Manfred G. schrieb:> Ein Kondensator ist im Wechselstromkreis ein Widerstand, deshalb keine> galvanische Trennung.
Ein Trafo ist im Wechselstromkreis nur eine Schaltung aus Haupt und
Streuinduktivität, mit zusätzlichen parasitären Kapazitäten, also nach
deiner Definition (woher hast du die eigentlich?) auch keine galvanische
Trennung!
Du solltest mal die Definition von "galvanische Trennung" in Wikipedia
lesen.
Da steht explizit Kondensator als Mittel für eine galvanische Trennung.
Udo Schmitt schrieb:> Ein Trafo ist im Wechselstromkreis nur eine Schaltung aus Haupt und> Streuinduktivität, mit zusätzlichen parasitären Kapazitäten, also nach> deiner Definition (woher hast du die eigentlich?) auch keine galvanische> Trennung!> Du solltest mal die Definition von "galvanische Trennung" in Wikipedia> lesen.> Da steht explizit Kondensator als Mittel für eine galvanische Trennung.
Wir reden aneinander vorbei. Ich gehe hier von Netzspannung aus und
nicht von einem NF Signal. Ein trafoloses Netzteil darf ich nicht
berühren. Mit Trafo durchaus, egal wie rum der Stecker in der Dose
steckt
Udo Schmitt schrieb:> Da steht explizit Kondensator als Mittel für eine galvanische Trennung.
Das gilt aber nur für recht kleine Cs, bei denen der Strom unterhalb
der für den Körper zuträglichen Wert liegt.
Udo Schmitt schrieb:> Du solltest mal die Definition von "galvanische Trennung" in Wikipedia> lesen.> Da steht explizit Kondensator als Mittel für eine galvanische Trennung.
Seit wann ist Wikipedia eine belastbare Quelle?
Harald Wilhelms schrieb:> Udo Schmitt schrieb:>>> Da steht explizit Kondensator als Mittel für eine galvanische Trennung.>> Das gilt aber nur für recht kleine Cs, bei denen der Strom unterhalb> der für den Körper zuträglichen Wert liegt.
Das gilt aber nur für recht große Rs, bei denen der Strom unterhalb
der für den Körper zuträglichen Wert liegt.
Zurdes schrieb:> Udo Schmitt schrieb:>> Du solltest mal die Definition von "galvanische Trennung" in Wikipedia>> lesen.>> Da steht explizit Kondensator als Mittel für eine galvanische Trennung.>> Seit wann ist Wikipedia eine belastbare Quelle?
Nenne eine bessere, welche eure abstruse Theorie untermauert.
Die Frage ist einzig und allein: Werden elektrische Ladungsträger
ausgetauscht? So wird galvanische Verbindung bzw. Trennung definiert.
Also erkläre mal, wie die Ladungsträger zwischen den isolierten Platten
eines Kondesators ausgestauscht werden.
cyblord ---- schrieb:> Die Frage ist einzig und allein: Werden elektrische Ladungsträger> ausgetauscht? So wird galvanische Verbindung bzw. Trennung definiert.
Welche Quelle hast Du dafür?
Ich würde eher sagen, das zumindest im Bereich der VDE-Vorschriften
für galvanische Trennung ein höchstzulässiger Strom vorgeschrieben wird.
Gruss
Harald
@ Bitflüsterer (Gast)
>Unter "galvanischer Trennung" verstehen wohl die meisten von uns, dass>auf der "anderen" Seite nicht mehr der Potentialbezug herrscht wie auf>der Eingangsseite.
Der Potentialbezug ist durch den Kondensator unterbrochen. Was aber
NICHT bedeutet, dass keine berührungsgefährliche Spannung übertragen
wird. Das WIRD sie bei einem Kondensatornetzteil!
>Kondensatorschaltung nicht anfassn darf, weil das Bezugspotential für>Wechselspannung immer noch das selbe wie auf der Eingangsseite ist.
Nein. Was du meinst ist das klassische Kondensatornetzteil mit EINEM
Kondensator. Dort stimmt das. Aber selbst mit ZWEI Kondensatoren jeweils
gegen N und L darf man NICHT anfassen!
>Nun hat aber der TO bei 5V damit kein wirkliches Gefährdungs-Problem.>Aber nicht das jemand denkt, er würde die Gefahr in der selben Weise>beseitigen, egal ob er einen Transformator oder eine>Kondensatorschaltung nimmt.
Ob es dem OP um Gefährdung oder Masseschleifen oder wasauchimmer geht,
wissen wir nicht.
>Der Wikipedia-Artikel eiiert um dieses Thema merkwürdig herum, nachdem>er das mit der fehlenden Potentialtrennung erstmal festgestellt hat.
Naja, der Artikel ist arg oberflächlich.
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/cpowsup.htm
Abschnitt "Gefährlicher Irrtum eines ELKO-Lesers:"
cyblord ---- schrieb:> Nenne eine bessere, welche eure abstruse Theorie untermauert.
Welchen Grund gibt es für die abwertende Formulierung?
> Also erkläre mal, wie die Ladungsträger zwischen den isolierten Platten> eines Kondesators ausgestauscht werden.
Ob Ladungsträgern ausgetauscht werden betrachte ich im Kontext dieses
Threads als akademisch. Der Kondensator verhindert weder eine
Brummschleife, noch Potentialverschiebungen Richtung 220V Netz, noch
werden Nutzer wirksam vor Netzpotential geschützt.
cyblord ---- schrieb:> Zurdes schrieb:>> Udo Schmitt schrieb:>>> Du solltest mal die Definition von "galvanische Trennung">>> in Wikipedia lesen. Da steht explizit Kondensator als>>> Mittel für eine galvanische Trennung.>>>> Seit wann ist Wikipedia eine belastbare Quelle?>> Nenne eine bessere, welche eure abstruse Theorie untermauert.
Bitte lege ein Minimum an Höflichkeit an den Tag.
Besten Dank.
> Die Frage ist einzig und allein: Werden elektrische> Ladungsträger ausgetauscht?
Nein. Der Streitpunkt ist: Was wird typischerweise unter
"galvanischer Trennung" verstanden? Die - hier und anderswo -
immer wieder aufflammenden Diskussionen zeigen, dass jeder
etwas anderes darunter versteht, und das ist bei einem
sicherheitsrelevanten Thema sehr schlecht.
> So wird galvanische Verbindung bzw. Trennung definiert.
Entschuldigung: Du hast hier nicht die Definitionshoheit.
Tut mir leid.
Das Problem ist primär ein sprachliches, kein elektrotechnisches.
Prinzipienreiterei hilft nicht weiter.
Udo Schmitt schrieb:> Manfred G. schrieb:>> Ein Kondensator ist im Wechselstromkreis ein Widerstand,>> deshalb keine galvanische Trennung.>> Ein Trafo ist im Wechselstromkreis nur eine Schaltung aus> Haupt und Streuinduktivität, mit zusätzlichen parasitären> Kapazitäten, [...]
Findest Du es nicht ein klein wenig dreist, einen Kondensator
(der ja tatsächlich, in der Realitiät, ein Zweipol ist) mit
einer unter bestimmten, einschränkenden Bedingungen anwendbaren
Zweipol- Ersatzschaltung eines Transformators zu vergleichen?
Bitflüsterer schrieb:> Ich denke da sollten wir alle sehr aufpassen.>> Unter "galvanischer Trennung" verstehen wohl die meisten> von uns, dass auf der "anderen" Seite nicht mehr der> Potentialbezug herrscht wie auf der Eingangsseite.
Möglich. "Die Meisten" vielleicht... aber offenbar nicht
alle :-)
Ich für meinen Teil vestehe unter "galvanischer Trennung"
dasselbe wie "Potenzialtrennung", also: Es ist unmöglich,
dass durch Hinzufügen einer (einpoligen,) für Gleich- und
Wechselstrom durchlässigen Verbindung (kurz "Draht" genannt)
ein geschlossener Stromkreis zustandekommen kann.
Nach dieser Auffassung kann ein Kondensator keine galvanische
Trennung bewirken, denn er bietet ja in jedem Falle einen
Wechselstrompfad.
Der sprachliche Unsinn ist aber: Wenn die Begriffe dasselbe
bedeutet sollen, ist einer überflüssig. Im Alltag spreche
ich i.d.R. nur von "Gleichspannungskopplung" (=Draht),
"Wechselspannungskopplung" (=Kondensator) und "Potenzial-
trennung". Da gibt es das Problem nicht.
> D.h. (wie hier schon jemand schrieb), man kann auf der> Ausgangsseite jeden Pol, einzeln anfassen, ohne eine> gewischt zu bekommen.
Ja - "Potenzialtrennung", nach meinem Verständnis. Hinzufügen
einer einzelnen Verbindung kann unter keinen Umständen einen
Stromkreis schließen.
> Ob jetzt die Bezeichnung "galvanische Trennung", wer immer> sie aufgebracht oder definiert hat und falls sie definiert> ist, so zu verstehen ist: Tatsache bleibt, das man die Pole> bei der Kondensatorschaltung nicht anfassn darf, weil das> Bezugspotential für Wechselspannung immer noch das selbe> wie auf der Eingangsseite ist.
Ja, siehe oben: Ein Kondensator trennt zwar den Gleichstrom-
pfad, nicht aber den Pfad für Wechselstrom!
> Das ist aber bei der Transformatorschaltung definitiv> nicht der Fall.
Ja. Und wenn man länger darüber nachdenkt, ist das bei vielen
Geräten so, die elektrisch als "echte" Vierpole aufgebaut sind
und im Innern Energiewandlungen vornehmen: Transformatoren,
Optokoppler, Motor-Generator-Sätze.
> Der Wikipedia-Artikel eiiert um dieses Thema merkwürdig> herum, nachdem er das mit der fehlenden Potentialtrennung> erstmal festgestellt hat. Auch verweist der Begriff> "Potentialtrennung" in Wikipedia wieder auf "Galvanische> Trennung" was, wenn die genannte Einschränkung gilt, dann> wirklich nicht gleichbedeutend ist.
Ja, das ist Scheisse. Entweder bedeutet es das Gleiche, dann
muss man das so sagen. Oder es bedeutet nicht das Gleiche,
dann muss man den Unterschied klar herausarbeiten.
Man kann sich doch einfach mal vorstellen, was eine galvanische Trennung
bewirken soll:
Sie soll die Potentiale zweier Schaltungen gegenüber der Erde
entkoppeln. Es reicht also nicht aus, nur diese Schaltung oben zu
betrachten, sondern man muss die Erde und mögliche Ströme über die Erde
mit einbeziehen und Gleichtaktströme betrachten:
Und jetzt ist ganz klar und einfach erkennbar, dass selbst ein idealer
Kondensator keine Galvanische Trennung gewährleistet! Jeder Störstrom
mit einer Frequenz >0 kann über die Erde und die Kondensatoren fließen.
Ein idealer Trafo oder ein idealer Optokopller kann das ganz locker,
denn da wird nicht über die Isolierstrecke übertragen. Diese Bauteile
sind genau dafür aufgebaut, Gleichtaktstörungen nicht zu übertragen:
Als Potentialtrennung kann m.E. nur gelten, dass, selbst wenn
schlimmstenfalls in das Gerät 1 ein Blitz einschlägt, das Gerät 2 davon
nicht betroffen ist. Bei der "Kondesatorentkopplung" sieht man leicht,
dass eine solche Gleichtaktstörung schon prinzipiell nicht abgefangen
werden kann.
Utschitelnitza schrieb:> Ich für meinen Teil vestehe unter "galvanischer Trennung"> dasselbe wie "Potenzialtrennung",
Schon eine eigenwillige Auslegung, aber anscheinend sehen das viele so.
Bei galavanischer Trennung geht es aber IMO nicht in erster Linie um
Fragen der Sicherheit. Da müsste man die Elektriker/VDE-Brille mal
absetzen.
Das Thema "Potentialtrennung" wird bei Wikipedia angeschnitten weil es
damit zu tun hat, nicht weil es dasselbe ist.
Aber das Thema scheint in der Tat komplex, belastbare Quellen findet man
wenige.
cyblord ---- schrieb:> Bei galavanischer Trennung geht es aber IMO nicht in erster Linie um> Fragen der Sicherheit.
Nein, es geht auch um die Funktion. Und da fällt mir sofort die
legendäre Brummschleife der PA-Technik ein, die ich mit einer
galvanischen Trennung durch einen Trafo auftrennen kann. Sicher aber
nicht mit der Kondensatorlösung...
@ Utschitelnitza (Gast)
>dasselbe wie "Potenzialtrennung", also: Es ist unmöglich,>dass durch Hinzufügen einer (einpoligen,) für Gleich- und>Wechselstrom durchlässigen Verbindung (kurz "Draht" genannt)>ein geschlossener Stromkreis zustandekommen kann.
Gefällt mir!
@ Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
>Und jetzt ist ganz klar und einfach erkennbar, dass selbst ein idealer>Kondensator keine Galvanische Trennung gewährleistet! Jeder Störstrom>mit einer Frequenz >0 kann über die Erde und die Kondensatoren fließen.
Du bringst es mal wieder sehr gut auf den Punkt! Daumen hoch!
Lothar Miller schrieb:> Nein, es geht auch um die Funktion
Woher ist diese Definition?
Ich habe keine andere/bessere als die in Wikipedia gefunden. Wenn jemand
bessere Definitionen findet her damit.
Für mich macht die Definition Sinn, daß damit (zumindest primär) eine
physische Trennung des Gleichstromkreises gemeint ist. Galvanisch kommt
aus der Chemie und bezeichnet da eigentlich (fast?) ausnahmslos
Gleichstromvorgänge. Also eine Trennung von Gleichspannungspotentialen.
Zurdes darf gerne bessere Quellen nennen, Sein "meinen" nützt wenig.
Galvanische Trennung ist auf jeden Fall NICHT gleichzusetzen mit einem
automatischen Schutz vor gefährlichen Spannungen/Strömen.
Marcel haben wir mit der Diskussion wohl jetzt leider überfordert.
Es sollte hier mal erklären was er erreichen will. Dann könnte man ihm
auch eher helfen, ob sein Ansatz so was taugt, und vor allem ob er
wirklich 2 oder gar 4 Kondensatoren braucht.
Lassen wir das Ergiessen in Details.
Vielleicht sollten wir erst mal etwas ueber das Signal erfahren, dass da
getrennt werden soll. Je nach Signal kann man es in der Tat mit
Kondensatoren machen. Die BurrBrown Koppler ISO721 arbeiten auch so, und
bieten 4kV peak isolation. Fuer digitale Signale von Null bis 150MBit.
Wie machen die's? Gehen auf differentiell und uebertragen ueber zwei
Kondensatoren.
@Udo:
Volle Zustimmung. An sich sollte die Herkunft des Begriffs in Physik und
Chemie auch ohne Definition bereits einen Anhaltspunkt bieten worum es
geht. Dabei auf Sicherheit, Funktion oder gar VDE Vorschriften zu
verweisen macht wenig Sinn. Das scheint ein grundlegenderes Thema zu
sein.
Dazu aber mal eine andere Frage (vieleicht eher für die
Elektriker-Brille geeignet):
Nehmen wir ein Gerät mit zwei Spannungseingängen welche als "galvanisch
getrennt" beworben werden. Ist nun zwischen diesen Spannungen ein 1M
Widerstand eingebaut (welcher diese Verbindet wegen ESD), gilt diese
Werbeaussage dann noch, oder wird hier gelogen? Aus Norm-Sicht, was
gefährliche Ströme usw. angeht, ist man mit 1M natürlich Safe. Aber die
"akademisch betrachtete" galvanische Trennung? Liegt die vor oder nicht?
Wie sähe es mit der Vermarktung des Gerätes und dieser Werbeaussage aus?
@ Udo Schmitt (urschmitt)
>Für mich macht die Definition Sinn, daß damit (zumindest primär) eine>physische Trennung des Gleichstromkreises gemeint ist. Galvanisch kommt>aus der Chemie und bezeichnet da eigentlich (fast?) ausnahmslos>Gleichstromvorgänge. Also eine Trennung von Gleichspannungspotentialen.>Galvanische Trennung ist auf jeden Fall NICHT gleichzusetzen mit einem>automatischen Schutz vor gefährlichen Spannungen/Strömen.
Stimmt auch wieder. Hmm. Was nun?
richtig? schrieb:> Ist das Soweit richtig?
Nein.
Nicht zeichnen wie es gemeint ist, sondern so wie es Tatsache ist.
Stromkreise müssen geschlossen sein damit ein Strom fließt.
Coole Zeichnung!
0100 schrieb:> richtig? schrieb:>> Ist das Soweit richtig?>> Nein.> Nicht zeichnen wie es gemeint ist, sondern so wie es Tatsache ist.> Stromkreise müssen geschlossen sein damit ein Strom fließt.
Der Zeichner hat doch die Erde als Ableiter eingezeichnet.
Frank schrieb:> Der Zeichner hat doch die Erde als Ableiter eingezeichnet.
Warum zeichnet er diese dann nur auf der Kondensatorseite ein?
Wenn schon, dann bei beiden und es gilt immernoch: Ein Strom fliesst nur
bei geschlossenem Stromkreis.
Diese Zeichnung ist eher unter Alchemismus und/oder Populismus
einzuordnen ;-)
Jetzt schrieb:> Ein besserer Trenntrafo hat einen Erd schirm zwischen den> Wicklungen, dann gibt es auch keine kapazitive Kopplung.
Genau deshalb hat er diesen Schirm.
Wegen der kapazitiven Kopplung
Wegen dem zusätzlichen Schutz, wenn ein Isolationsfehler passiert, dann
löst der LSS oder FI aus.
Mir gefällt die Zeichnung. Klar, deutlich und nur 9k groß :-)
operator schrieb:> Warum zeichnet er diese dann nur auf der Kondensatorseite ein?
Dann zeichne die Erde doch einfach auch auf der Trafo-Seite ein. Und
dann beantworte die Frage: wie soll beim Trafo ein Elektron über die
galvanische Trennung kommen?
Und nicht vergessen: die Schirmlage ist hier nur ein kleines
zusätzliches Gimmick. Es geht auch ohne.
Anerkannt ist doch auf jeden Fall, dass ein Kondensatornetzteil kein
galvanische Trennung hat, ein Trafonetzteil mit getrennten Wicklungen
aber schon...
Ich sagte nicht, dass die Zeichnung falsch war, nur unvollständig. Auf
derselben weise wurden auch schon perpeetum mobile bewiesen.
Lothar Miller schrieb:> wie soll beim Trafo ein Elektron über die> galvanische Trennung kommen?
Soweit mir bewusst ist gar nicht, was aber auch beim Kondensator gilt.
Nur wird der Strom beim Transformator über das magnetische Feld erzeugt,
während es beim Kondensator über das kapazitive ist.
Müsste aber meine Unterlagen wieder hervorkramen um sicher zu sein.
Aber bei beiden gilt schlussendlich, dass die Verbindung über
NICHTleitende Materialen zustande kommt. Ob dies laut Definition
(woher/von wem auch immer) bereits als galvanisch getrennt gilt, oder ob
mehr nötig ist, kann ich nicht sagen.
operator schrieb:> Soweit mir bewusst ist gar nicht, was aber auch beim Kondensator gilt.
Richtig, auch beim Kondensator hüpft nicht ein Elektorn über die
Isolation, aber es findet eine Ladungsverschiebung statt. Wenn links ein
Elektron reintigert, dann will auch rechts eines rein. Sonst baut sich
eine Spannung auf...
> Aber bei beiden gilt schlussendlich, dass die Verbindung über> NICHTleitende Materialen zustande kommt. Ob dies laut Definition> (woher/von wem auch immer) bereits als galvanisch getrennt gilt, oder ob> mehr nötig ist, kann ich nicht sagen.
Ich stelle einfach mal die Frage: ist ein Kondensatornetzteil (gerne
auch mit 2 Kondensatoren an N und P) galvanisch getrennt oder nicht?
Ich behaupte: Nein. Und der Ing. vom TÜV sicher auch...
Lothar Miller schrieb:> Ich stelle einfach mal die Frage: ist ein Kondensatornetzteil (gerne> auch mit 2 Kondensatoren an N und P) galvanisch getrennt oder nicht?
Mit 2 Kondensatoren auf jeden Fall.
> Ich behaupte: Nein. Und der Ing. vom TÜV sicher auch...
Dann hat der TÜV eine eigene geheime Definition? Oder woher nimmt der
allwissende Tüv-Ing. dann seine Meinung.
Natürlich zielst du auf die Sicherheit des Systems ab, aber ich sage,
dazu sagt "galvanisch getrennt" einfach nichts aus. Darum ist jeder
Verweis auf Berührung, Sicherheit, TÜV, VDE in diesem Bezug nicht
zielführend. Sonst würde es ja auch in den Normen auftauchen.
Darum kann ein Kondensatornetzteil gleichzeitig gefährlich bei
Berührung, und trotzdem galvanisch getrennt sein.
Das geht nur dann nicht, wenn man es synonym zu "potentialfrei"
gebraucht. Aber das bestreite ich.
@ Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
>Ich stelle einfach mal die Frage: ist ein Kondensatornetzteil (gerne>auch mit 2 Kondensatoren an N und P) galvanisch getrennt oder nicht?
Ja, weil galvanisch = gleichstrommäßig kein Strom fließen kann.
>Ich behaupte: Nein. Und der Ing. vom TÜV sicher auch...
Tja, das ist halt die Frage, wie man das definiert und richtig
formuliert.
Eine Schutztrennung liegt halt nicht vor.
Wurde ja schon mehrfach gesagt.
Lothar Miller schrieb:> Richtig, auch beim Kondensator hüpft nicht ein Elektorn über die> Isolation, aber es findet eine Ladungsverschiebung statt.
Ja, das E-Werk schickt mir ja auch keine neuen Elektronen ins
Haus, sondern schiebt sie nur innerhalb der Wohnung hin und her.
Trotzdem können so beeindruckende Leistungen umgesetzt werden. :-)
> Ich stelle einfach mal die Frage: ist ein Kondensatornetzteil (gerne> auch mit 2 Kondensatoren an N und P) galvanisch getrennt oder nicht?> Ich behaupte: Nein.
Für mich ist es das auch nicht. Andererseits, die käuflichen
Isolierverstärker mit Cs funktionieren ja wohl ganz gut;
allerdings werden da wohl Cs mit nur wenigen pF verwendet.
Die Frage wäre also, ab welcher Kapazität man nicht mehr von
Trennung sprechen kann?
Gruss
Harald
Falk Brunner schrieb:> @ Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite>>>Ich stelle einfach mal die Frage: ist ein Kondensatornetzteil (gerne>>auch mit 2 Kondensatoren an N und P) galvanisch getrennt oder nicht?>> Ja, weil galvanisch = gleichstrommäßig kein Strom fließen kann.
wenn du den kondensator groß genug machst fließt beliebig viel
(gleich)strom.
Lothar schrub:
>> Ich stelle einfach mal die Frage: ist ein Kondensatornetzteil (gerne> auch mit 2 Kondensatoren an N und P) galvanisch getrennt oder nicht?> Ich behaupte: Nein.
Das behaupte ich auch.
Harald schrabte:
>Andererseits, die käuflichen>Isolierverstärker mit Cs funktionieren ja wohl ganz gut;>allerdings werden da wohl Cs mit nur wenigen pF verwendet.
Man kann sich ja mal über den kapazitiven Blindwiderstand bei gegebener
Frequenz (xc=1/2*pi*f*c) ausrechnen, was dann für ein Strom fließen
kann und ob man den aushält, oder lieber die Schwiegermutter anklemmt.
;-)
MfG Paul
Es geht hier wirklich um Begriffe, die laufend falsch verwendet werden.
Eine galvanische Trennung ist NICHT gleichbedeutend mit einer
Potentialtrennung!
Eine "galvanische Trennung" besagt nur, dass es keinen "ohmschen Weg"
gibt. Das erfüllt ein (idealer) Kondensator realtiv sicher. In der
Realität natürlich nicht, aber in der Realität existiert auch ein
ohmscher Widerstand zwischen Primärspule und Sekundärspule eines
Trenntrafos.
Die Verlinkung innerhalb von Wiki von "Potentialtrennung" auf
"galvanische Trennung" ist demnach schlichtweg falsch.
Zur Definition drehe ich den Wortsinn mal um:
Es gibt drei Kopplungsarten, galvanische Kopplung (ohmsch), induktive
Kopplung (halt induktiv) und kapazitive Kopplung (kapazitiv eben).
Unterbreche ich den galvanischen Zweig, ist eine Schaltung sicher
galvanisch getrennt. Das sagt jedoch lange nicht, dass sie
potentialgetrennt ist.
Just my two cents
Das problem ist doch, dass hier alle an 0603 Kerkos denken und 230VAC.
Dann nehmen wir doch das Beispiel der I2C Leitung. Dort ergibt sich rein
dadurch, dass 2 Leitungen parallel zueinander sind eine Kapazität von ca
200pF. Wenn diese jetzt nur da "liegen" ohne irgend eine andere
Verbindung, dann bist du sicher mit mir einverstanden, dass diese, nur
weil sie eine kapazität aufweisen, eben nicht galvanisch verbunden sind.
Bei der oberen Schaltung (1. Post) bin ich der Meinung, dass er eine
Schaltung mit +5V, GND und die andere +5V2, GND2 betreiben kann, ohne
dass eine galvanische Verbindung zu tragen kommt.
Er könnte sogar die erste mit +5V, GND und die andere +25V, +20V
betreiben.
Analog Devices ist übrigens auch der Meinung, dass dies so ist:
http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/39-10/icoupler.html
Ich meinte auch, dass der AD5700 Baustein über externe C's galvanisch
getrennt wurde, finde dazu aber nichts im Datenblatt.
Harald Wilhelms schrieb:> Die Frage wäre also, ab welcher Kapazität man nicht mehr von> Trennung sprechen kann?
Nach meiner Definition ist eine galvanische Trennung dann ausreichend
vorhanden, wenn die parasitären Kopplungen, Fehler- und Leckströme ein
hinreichend kleines Maß erreicht haben, dass sie die Funktion der
Schaltung nicht beeinträchtigen und/oder keine Lebensgefahr mehr
besteht.
Bei einem galvanisch getrennten Netzteil erwarte ich, dass ich mit einem
Draht, der an PE angeschlossen ist, beliebig in einem damit versorgten
und "getrenntem" Gerät herumstochern kann, ohne dessen elektrisches
Verhalten signifikant zu ändern.
Bei einem Kondensatornetzteil ist das sicher nicht der Fall...
Harald Wilhelms schrieb:> Ja, das E-Werk schickt mir ja auch keine neuen Elektronen ins> Haus, sondern schiebt sie nur innerhalb der Wohnung hin und her.> Trotzdem können so beeindruckende Leistungen umgesetzt werden. :-)
Haetten wir Edisons Gleichstromsystem wuerdes du immer neue Elektronen
bekommen, der war wenigstens ehrlich der Mann :=)
Harald Wilhelms schrieb:> Andererseits, die käuflichen> Isolierverstärker mit Cs funktionieren ja wohl ganz gut;> allerdings werden da wohl Cs mit nur wenigen pF verwendet.
Die Kapazität über der Isolierstrecke entspricht in etwa der parasitären
Kapazität über der Isolierstrecke eines Optokopplers.
operator schrieb:> Analog Devices ist übrigens auch der Meinung, dass dies so ist:
Ja, klar, das ist ja quasi ein Minitrafo...
> Ich meinte auch, dass der AD5700 Baustein über externe C's galvanisch> getrennt wurde, finde dazu aber nichts im Datenblatt.
Ein Klassiker hierfür ist der ISO124 von BurrBrown/TI. Dort werden mit
hohen Frequenzen über kleine Kapazitäten Informationen übertragen:
1
The signal is transmitted digitally across a 2pF differential capacitive barrier.
Über diese 2pF geht kein nennenswerter Leck- oder Störstrom und das
gilt anerkannterweise als "galvanisch getrennt".
Aber im Fall vom TO würde ich ganz klar sagen, dass man da durchaus mit
deutlich größeren Kapazitäten arbeiten muss, die dann auch störende
Gleichtaktströme übertragen können...
Tut mir leid mein Fehler, da war ich zu wenig spezifisch. Ich meinte
diesen Teil:
>Isolation>Transformers, coupling capacitors, optocouplers—and now,>iCouplers—are typical means of providing galvanic isolation,...
Ps: finde es übrigens lobenswert wie sich dieser Thread entwickelt!
Für mich bedeutet "Galvanische Trennung" Trennung
von Gleichspannung, und das macht ein Kondensator.
Wenn an P von 230V~ ein Kondensator angeschlossen
wird, ist das eine Galvanische Trennung. Wenn
die 230V~ mit einer Gleichspannung überlagert
sein würde, würde diese durch den Kondensator
getrennt werden. Anfassen darf man da natürlich
trotzdem nicht, weil die 230V~ eine Wechselspannung ist
und durchkommt. Noch ein Beispiel: Analoger Telefonanschluß.
Da liegen 60V Gleichspannung drauf. Wenn ein Anruf kommt,
wird die 60V Gleichspannung mit 60V~ 25Hz Wechselspannung
überlagert. Die Klingel im Telefon ist mit einem
Kondensator in Reihe geschaltet. Die Rufspannung kommt
durch und es Klingelt, die Gleichspannung nicht.
Zunächst mal vielen vielen Dank für diesen sehr informativen Thread!
Bei meinem Problem geht es allerdings nur um (hohe)
Gleichspannungs-Entkopplung.
Letztlich ist der Blindwiderstand für mich ein grober Richtwert
(Rechtecksignal) und ich denke, dass ich es wohl einfach werde
ausprobieren müssen, ob der Empfänger das Signal noch dektektiert.
Grüße,
Marcel
Utschitelnitza schrieb:> Nach dieser Auffassung kann ein Kondensator keine galvanische Trennung> bewirken
Deine Auffassung ist also offensichtlich falsch, wie man am Primär und
Sekundär koppelnden Funkentstörkondensator in als galvanisch getrennt
angegebenen SELV Netzteilen sehen kann.
Relevant ist der zulässige Ableitstrom, den übrigens auch konventionelle
Trafos auf Grund kapazitiver Kopplung haben, siehe Schirmwicklung.
Man kann es auch anders sehen / formulieren:
Die Funk-Enstör-C heben die galvanische Trennung nicht auf, bewirkt wird
sie aber durch den Trafo.
Das kann ewig so weitergehen...
0100 schrieb:> Man kann es auch anders sehen / formulieren:> Die Funk-Enstör-C heben die galvanische Trennung nicht auf, bewirkt wird> sie aber durch den Trafo.>> Das kann ewig so weitergehen...
Ich finde die Definition: "Ich kann jederzeit eine Verbindung zwischen
Primär- und einem beliebigen Punkt der Sekundärschaltung herstellen,
ohne das sich am Verhalten der Schaltung etwas ändert." für wesentlich
besser. Da könnte ein Funk-Entstör-C schon grenzwertig sein.
Gruss
Harald
Es ist eigentlich ganz einfach:
galvanische Kopplung =>> Gleichtstromkopplung
dan gibt es noch
induktive Kopplung und kapazitive Kopplung.
Das selbe gilt analog für Trennung.
Die Grenzen dazwischen sind real aber fließend. Nur in der Theorie kann
man diese Kopplungarten eindeutig trennen.
Das was viele hier meinen heißt "Schutztrennung"