Benutzer:Klaws/Schirmwicklung
Eine Schirmwicklung (auch statische Abschirmung oder statischer Schirm) ist eine zusätzliche Wicklung zwischen Primär- und Sekundärwicklungen eines Transformators.
Grundprinzip[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Neben der induktiven Kopplung zwischen Primär- und Sekundärwicklungen gibt es gleichzeitig auch eine kapazitive Kopplung. Während die induktive Kopplung der gewünschten Leistungsübertragung dient, ist die kapazitive Kopplung eher unerwünscht, da hier höherfrequente Störsignale aus dem Primärstromkreis in den Sekundärstromkreis übertragen werden können (und umgekehrt).
Die zwischen Primär- und Sekundärwicklungen liegende Schirmwicklung ist einseitig an Masse angeschlossen und dient so zur Abschirmung der elektrischen Felder (und somit der Veringerung der kapazitiven Kopplung) zwischen Primär- und Sekundärwicklung.[1]
Technisches[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die Schirmwicklung hat üblicherweise nur einen Anschluss. Falls ein zweiter Anschluss vorliegt, so dient dieser lediglich zur Prüfung der Schirmwicklung.[2]
Die Schirmwicklung kann aus einer einlagigen Drahtwicklung oder aus Folie (Metallfolie) bestehen. Die Drahtwicklung ist leichter zu fertigen, bietet aber keine so gute Abschirmung wie die Folienausführung (in der Schirmwicklung wird ebenfalls eine Spannung induziert wird, die die Schirmwirkung reduziert). Eine Schirmwicklung aus Folie kann, in Abhängigkeit vom Frequenzbereich, die kapazitive Kopplung zwischen Primär- und Sekundärstromkreis um 20dB (also auf 10%) reduzieren. [3]
Das Material der Schirmwicklung beeinflusst die Wirkung. Ein hochpermeables Material kann eingesetzt werden, um die Abschirmung in bestimmten Frequenzbereichen zu verbessern.[2]
Die Schirmwicklung wird mit der Schutzerde verbunden. Falls die Schirmwicklung mit einer Anschlussleitung versehen ist, ist diese grün/gelb gefärbt.[2]
Zweite Schirmwicklung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Bei besonderen Anforderungen kann eine zweite Schirmwicklung verwendet werden. Diese wird dann mit der Masse auf der Sekundärseite verbunden. Wenn sie mit einer Anschlussleitung ausgeführt wird, so ist diese schwarz.[2] Es ist möglich, unterschiedliche Materialien (sinnvollerweise mit komplementären Eigenschaften) für die zwei Schirmwicklungen zu verwenden.
Es ist auch möglich, die erste Schirmwicklung zu teilen. Hierbei entsteht keine "zweite Schirmwicklung" im Sinne den vorherigen Absatzes, sondern beide Teile werden primärseitig derart zusammengeführt, dass sich die in den Teilwicklungen induzierte Spannung aufhebt. Dies stellt hinsichtlich Fertigungsaufwand und Abschirmung ein Kompromiss zwischen Drahtwicklung und Folienschirm dar.[3]
Sonstige Einsatzzwecke für Schirmwicklungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die Schirmwicklung kann auch als zusätzlicher Schutz gegen Durchschlag von Spannungen aus dem Primär- in den Sekundärkreis angesehehen werden. Insbesondere bei medizinischen Geräten wird dies als Teil einer ganzen Reihe von Schutzmechanismen beworben.[4]
Ähnliche Schaltungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Eine Schirmwicklung erhöht die Kosten für den Transformator und erfordert zudem noch einen Anschluss an den Schutzleiter (z.B. durch eine dreiadrige Netzzuleitung mit Schutzkontaktstecker). Daher wird bei den meisten Geräten auf eine Schirmwicklung verzichtet.
Insbesondere im Audiobereich (wo auch im höherpreisigem Segment Schirmwicklungen eher selten anzutreffen sind) wird daher versucht, den Effekt einer Schirmwicklung durch Wahl einer geeigneten Orientierung des Netzsteckers zu erzielen. Hierbei wird von den Annahmen ausgegangen, dass unerwünschte Störungen im Stromnetz hauptsächlich auf der Phase vorliegen und dass eine Seite der Primärwicklung näher an der Sekundärwicklung liegt als die andere. Wenn durch die korrekte Orientierung des Netzsteckers nun die mit dem Neutralleiter verbundene Seite der Primärwicklung näher an der Sekundärwicklung liegt als die "Phasenseite", kann ein Abschirmeffekt entstehen.