Galvanische Isolierung

TransformatorBearbeiten

Transformatoren koppeln durch magnetischen Fluss. Die Primär- und Sekundärwicklungen eines Transformators sind nicht miteinander verbunden (ein Spartransformator hat eine leitende Verbindung zwischen seinen Wicklungen und bietet daher keine Isolierung). Die Spannungsdifferenz, die ohne Durchschlagsgefahr zwischen den Wicklungen angelegt werden kann (die Isolationsspannung), wird in einer Industrienorm in Kilovolt angegeben. Das Gleiche gilt für Transduktoren. Während Transformatoren in der Regel zum Ändern von Spannungen verwendet werden, werden in Sicherheitsanwendungen Trenntransformatoren mit einem Verhältnis von 1:1 eingesetzt.

Wenn zwei elektronische Systeme eine gemeinsame Masse haben, sind sie nicht galvanisch getrennt. Die gemeinsame Masse darf normalerweise und absichtlich keine Verbindung zu den Funktionspolen haben, kann aber verbunden werden. Aus diesem Grund liefern Trenntransformatoren keinen GND/Erde-Pol.

Opto-IsolatorEdit

Opto-Isolatoren übertragen Informationen durch Lichtwellen. Der Sender (Lichtquelle) und der Empfänger (lichtempfindliches Gerät) sind nicht elektrisch verbunden; typischerweise werden sie in einer Matrix aus transparentem, isolierendem Kunststoff gehalten.

KondensatorBearbeiten

Kondensatoren lassen Wechselstrom (AC) fließen, blockieren aber Gleichstrom; sie koppeln Wechselstromsignale zwischen Schaltungen mit unterschiedlichen Gleichspannungen. Je nach den Bedingungen kann ein Kondensator ausfallen und „kurzgeschlossen“ werden, wodurch seine elektrische Isolierfunktion beendet wird, was eine Gefahr für den „jetzt angeschlossenen Stromkreis“ und möglicherweise eine Gefahr für Menschen darstellt. Um diese Frage zu klären, gibt es spezielle Klassifizierungen für Kondensatoren, die für die Sicherheitstrennung verwendet werden, z. B. „Klasse Y“.

Hall-EffektBearbeiten

Hall-Effekt-Sensoren ermöglichen es einer Spule, Informationen über einen kleinen Spalt magnetisch zu übertragen. Im Gegensatz zu Opto-Isolatoren enthalten sie keine Lichtquelle mit endlicher Lebensdauer, und im Gegensatz zu einem auf einem Transformator basierenden Ansatz benötigen sie keinen Gleichstromausgleich.

MagnetowiderstandBearbeiten

Magnetokoppler verwenden Riesenmagnetowiderstand (GMR), um von Wechselstrom auf Gleichstrom zu koppeln.

RelaisBearbeiten

Eine Seite betätigt die Magnetspule eines Isolationsrelais. Die andere Seite ist mit Schaltkontakten verbunden.