Hallo Zusammen Ich überlege an einem Punkt in der Elektronik rum, wobei ich keine richtige Antwort finde: Wenn man in einer 5V Schaltung an GND 1000 V gegenüber Erde anlegt und an VCC 1005 V, funktioniert dann die Schaltung trotzdem? Der Potentialunterschied beträgt ja nur 5V zwischen VCC und GND. Andererseits könnten die hohen Spannungen zu irgendeinem defekt an einem Halbleiter führen ? Den Einschaltmoment würde ich mal weglassen. Da müsste man wohl langsam die Spannung hochfahren, so dass der Potentialunterschied wegen der Verzögerung zwischen GND und VCC keinen kritischen Unterschied erreicht. Ein konkretes Anwendungsbeispiel habe ich nicht, es geht mir mehr um die Überlegung. Was denkt ihr? MfG
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TM F. schrieb: > Andererseits könnten die hohen Spannungen zu irgendeinem defekt an einem > Halbleiter führen ? Das Innenleben der Schaltung sieht ja keine höhere Spannung als 5V, solange keiner an Vcc oder Masse irgendwas anklemmt... > Was denkt ihr? Unkritisch. Es passiert laufend, dass irgendwo auf der Welt/Erde ein ganz anderes Potential als an meiner Schaltung ist, und die läuft trotzdem. Ich darf nur eben keine Verbindung dorthin haben.
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TM F. schrieb: > Wenn man in einer 5V Schaltung an GND 1000 V gegenüber Erde anlegt und > an VCC 1005 V, funktioniert dann die Schaltung trotzdem? Ich sehe hier Isolationsprobleme, aber rein theroretisch sollte das funktionieren, so lange die Isolation gegenüber der Gesamtschaltung und den anderen an 1000V angebundenen Potentialen groß genug ist. VG Jörg
TM F. schrieb: > Wenn man in einer 5V Schaltung an GND 1000 V gegenüber Erde anlegt und > an VCC 1005 V, funktioniert dann die Schaltung trotzdem? Ja. Es gibt keine absolute Spannung. Spannung wird immer zwischen 2 Punkten gemesssen. Wenn aber eine Schaltung, die auf dem Tiosch rumliegt und (wegen schlecht leitfähigem Holztisch auf nassem Fussboden) 0V gegenüber der Erde hat, plötzlich (durch einen Entladungsfunken oder so) 1000V aufgebraten bekommt (GND springt also von 0V gegenüber Erde auf 1000V gegenüber Erde in Nanosekunden), dann kann das durchaus ein Funktionssproblem oder gar Zerstörung ergeben, weil sich ja erst die anderen Leitungen der Schaltungen auch um 1000V aufladen müssen, die 5V VCC Leitung also auf 1005V, so daß kurze Zeit Masse=1000V und VCC=5V gilt und somit Spannung über dem IC -995V. Das hat was mit der Trägheit zu tun, die sich durch die Kapazität ergibt, die Schaltungsteile gegenüber dem Rest der Welt haben, und der Induktivität der verbindenden Leitungen (Leiterbahnen).
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TM F. schrieb: > Wenn man in einer 5V Schaltung an GND 1000 V gegenüber Erde anlegt und > an VCC 1005 V, funktioniert dann die Schaltung trotzdem? Ja. > Der Potentialunterschied beträgt ja nur 5V zwischen VCC und GND. Eben. > Andererseits könnten die hohen Spannungen zu irgendeinem defekt an einem > Halbleiter führen ? Solange deine Schaltung WIRKLICH nur die Differenz von GND und VCC mit 5V sieht, passiert nix. Aber wenn eine andere Verbindung, wie auch immer, mal mit dem "echten" GND in Kontakt kommt, stirbt deine Schaltung an Überspannung. > Den Einschaltmoment würde ich mal weglassen. Da müsste man wohl langsam > die Spannung hochfahren, so dass der Potentialunterschied wegen der > Verzögerung zwischen GND und VCC keinen kritischen Unterschied erreicht. Nö. Nimm einen Batteriehalter mit 3x1,5V, macht 4,5V. An Masse kannst du ein Hochspannungsnetzteil beliebiger Art anschließen und nahezu beliebig schnell die Spannung verändern, das interessiert die Schaltung nicht, solange sie gegen den Rest der Welt ausreichend isoliert ist. Das ist wie die Monteure auf den Hoch- und Höchstspannungsleitungen, die per Hubschrauber auf die Leitungen abgesetzt werden, wenn sie unter Spannung steht. Da passiert nix. Fast. Bei 100kV und mehr braucht man einen Schutzanzug aus leitfähigem Material. Nicht als Isolation (er ist ja leitfähig), sondern als mobiler faradyischer Käfig, damit nicht die Körperoberfläche als Spitzenelektrode wirkt und dort Coronaentladungen stattfinden. Das ist unangenehm und ungesund.
TM F. schrieb: > Den Einschaltmoment würde ich mal weglassen. Deshalb macht man es auch nicht so. Man schaltet die 1000V mit den 5V in Reihe. Ich hab mehrere Geräte, wo der MC auf bis zu 5kV gegenüber Erde liegt. In einem Gerät sind es auch 15kV. Allerdings sitzt dort die komplette Baugruppe in einem Käfig auf 15kV Potential.
Wenn man ein normales Mobiltelefon o.ä. in der Hosentasche herumschleppt, folgt dessen elektrisches Potential auch dem des Körpers. Und jeder hat schon einmal einen elektrischen Schlag auf Grund elektrostatischer Entladung erlebt, ohne dass die mitgeführten Telefon etwas passiert ist. Wenn man nicht gerade ESD-ableitende Schuhe auf ESD-ableitendem Fußboden oder eine Erdungsarmband (inklusive Erdanschluss!) trägt, ist man sehr schnell um mehrere Kilovolt gegenüber der Erde aufgeladen. Kritisch wird es ggf. dann, wenn man statt eines für die Ableitung geeigneten Teils eines Geräts, z.B. dessen Metallgehäuse, einen nicht gegen Entladungen geschützten Teil berührt. Dann kann es durchaus zu Schäden kommen. Ich entsinne mich an einen Steuerrechner, dessen Tastaturelektronik diskret mit 74Cxx aufgebaut war und keine Schutzdioden o.ä. enthielt. Etwa ein, zwei Male pro Jahr war eines der ICs defekt, und auch die einfache Laborantin wusste, wie man die Tastatur zerlegt und die immerhin gesockelten ICs tauschen konnte. Man sollte also nicht unterschätzen, dass auch über Tastenkappen aus Kunststoff noch Entladungen stattfinden können, die ungeschützte Elektronik beschädigen. Oder die Entladungen werden sogar durch das Reiben verschiedener Kunstoffanteile der Taste selbst erzeugt.
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Andrew T. schrieb: > Es ist Freitag, endlich ist wieder eine Freitagsfrage gestellt. Aha? Ich habe schon einige Schaltungen mit exakt solchen Rahmenbedingungen entwickeln müssen. Bei Wechselrichter ist beispielsweise oft ein Microcontroller oder etwas Logik auf der "heißen Seite". Zwangsläufig. Oder nimm eine PFC hinter einem Brückengleichrichter. Kannst ja da gern mal die Masse Erden, weil Freitagsthema und so.
OK dann war ich mit meinen Überlegungen doch richtig. Vielen Dank für eure Antworten und ein schönes Wochenende mit viel Schnee:) MfG
Und damit du sattelfest wirst, versuch Dir das ganze mit dem Smartphone sitzend im Faradayschen Käfig zu erklären. Während der Entladung auf den Käfig befindet sich dieser auf ca. 100kV.
Dieter schrieb: > versuch Dir das ganze mit dem Smartphone > sitzend im Faradayschen Käfig zu erklären. Während der Entladung > auf den Käfig befindet sich dieser auf ca. 100kV. Bist Du da sicher? Meine Vorstellung sagt mir eher, daß ein geerdeter Faraday-Käfig sich kaum (und höchstens stellenweise*) vom Erdpotential wegbewegen wird. *Lediglich ein strombedingter Spannungsfall zwischen dem Eindring- und dem Erdungspunkt will mir in den Kopf - doch den Großteil der Spannung sehe ich intuitiv über dem Lichtbogen abfallen. Du siehst das anders? Wie genau?
Es gibt beides. Das Experiment mit dem Käfig am Boden und das Experiment mit dem Käfig frei hängend in der Luft, so dass man zeigen kann, wie der Käfig geladen ist. Ich bezog mich dabei auf letzteres.
Kaminari schrieb: > Dieter schrieb: >> versuch Dir das ganze mit dem Smartphone >> sitzend im Faradayschen Käfig zu erklären. Während der Entladung >> auf den Käfig befindet sich dieser auf ca. 100kV. > > Bist Du da sicher? Meine Vorstellung sagt mir eher, daß ein geerdeter > Faraday-Käfig sich kaum (und höchstens stellenweise*) vom Erdpotential > wegbewegen wird. Jain. > *Lediglich ein strombedingter Spannungsfall zwischen dem Eindring- und > dem Erdungspunkt will mir in den Kopf - doch den Großteil der Spannung > sehe ich intuitiv über dem Lichtbogen abfallen. Nein. Es gibt auch einen induktiven Spannungsabfall, und gerade bei Stroßentladungen ist der erheblich. Da braucht man nicht in erster Linie dicke, niederohmig Kabel zur Erdung, denn die haben auch ~1uH/m, sondern flache, möglichst breite Erdbänder und Flächen. Die sind dann wirklich sehr niederimpedant bzw. niederinduktiv bis weit unter 10nH.
Lothar M. schrieb: > Es passiert laufend, dass irgendwo auf der Welt/Erde ein ganz anderes > Potential als an meiner Schaltung ist, und die läuft trotzdem. Ich darf > nur eben keine Verbindung dorthin haben. Genau. M.W. werden manchmal Reparaturen an Hochspannungsanlagen unter Spannung per Hubschrauber gemacht. Dort wird aber wohl als erstes eine "Masseverbindung" zwischen Hubschrauber und Leitung hergestellt und dabei funkt es manchmal mächtig. Steht aber erst die Verbindung, ist ein Arbeiten ungefährlich. Bei etwas kleineren Spannungen werden wohl auch Reparaturen an Strassenbahnoberleitungen von isolierten Platt- formen auf Fahrzeugen gemacht.
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