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Galvanische Trennung

Definition:
Zwei Stromkreise sind galvanisch voneinander getrennt, wenn es keinen Weg gibt, über den Strom aus dem einen Stromkreis in den anderen fließen kann. In der Regel meint man hier Gleichstrom oder Wechselstrom mit niedriger Frequenz. Mehr dazu weiter unten.

Interessant wird das vor allem dann, wenn man trotzdem Energie oder ein Signal von einem Stromkreis zum anderen übertragen will. Es geht also darum, zwischen zwei Stromkreisen eine Art von Kopplung herzustellen, die Gleichstrom blockiert während ein Nutzsignal durchgelassen wird.

Es gibt verschiedene Bauelemente, die eine galvanische Trennung bewirken können. Das wichtigste ist der Transformator oder Übertrager. Die beiden Begriffe bezeichnen eigentlich das gleiche Ding, und in anderen Sprachen wie z. B. Englisch gibt es nur einen Begriff. Im Deutschen sagt man Transformator, wenn es um die Übertragung von Energie geht und Übertrager, wenn man ein Signal übertragen will. Der Kopplungsmechanismus geht hier über ein Magnetfeld. Die Stromkreise sind galvanisch getrennt weil die Primärwicklung und die Sekundärwicklung des Transformators nicht miteinander verbunden sind. (Es gibt übrigens auch sog. Spartransformatoren, in denen Primär- und Sekundärwicklung verbunden sind. Mit diesen ist keine galvanische Trennung möglich).

Andere Methoden der galvanischen Trennung sind z. B. Optokoppler (hier geht die Kopplung über Licht), Kondensatoren (Kopplung durch ein elektrisches Feld), Akustikkoppler (mechanische Kopplung), oder Funkkopplung (Kopplung über elektromagnetische Wellen).

Galvanische Trennung kann z. B. aus Sicherheitsgründen nötig sein. Ein Netztransformator bewirkt eine galvanische Trennung zwischen dem Stromnetz und der Elektronik im Inneren eines Gerätes. Dadurch wird verhindert, dass man durch Berühren eines Anschlusses einen Stromschlag bekommt.

Eine weiterer Zweck der galvanischen Trennung ist es, Störströme zu unterbinden (z. B. Brummschleifen). So enthält z. B. ein Mantelstromfilter einen kleinen Übertrager, der die Radiofrequenzen durchlässt, aber Gleichstrom und die niedrigen Brummfrequenzen sperrt.

Einen ähnlichen Zweck erfüllt ein NF-Übertrager, der eine galvanische Trennung auf einer Audioleitung bewirkt und so ebenfalls Brummschleifen unterbinden kann. Hier will ich anmerken, dass deren Übertragungsbandbreite beschränkt ist.
Kann sich z. B. beim Einsatz an Subwoofern hörbar auswirken.

Bei der digitalen Signalübertragung (z. B. SPDIF oder auch Ethernet) sind die Signalfrequenzen viel höher als bei analogem Audio, wodurch die eingesetzten Übertrager viel kleiner und billiger sein können. Bei SPDIF findet man daher Übertrager häufiger als bei analogem Audio. Bei Ethernet sind Übertrager Pflicht. Optisches SPDIF (Toslink) bietet natürlich ebenfalls galvanische Trennung (es ist gewissermaßen ein Optokoppler auf Distanz).

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Quellenhinweis: HiFi-Forum