Galvanische isolatie

Galvanische isolatie is een term op het gebied van elektrotechniek en beschrijft het vermijden van elektrische geleiding tussen twee circuits die toch signalen moeten uitwisselen. Eenvoudig uitgelegd is het een elektronische scheiding tussen twee geleidende objecten. Dit kunnen bijvoorbeeld twee verschillende circuits zijn. Er zijn verschillende componenten die voor galvanische isolatie kunnen zorgen. De bekendste hiervan is een transformator. Het koppelingsmechanisme werkt hier via een magnetisch veld.

Werking van de galvanische scheiding

Galvanische isolatie wordt op verschillende technische gebieden gebruikt. Onder andere verschillende componenten zoals transformatoren, condensatoren, optocouplers of relais worden beïnvloed. Er zijn verschillende manieren om componenten galvanisch te scheiden. Hier wordt galvanische isolatie voornamelijk bereikt door inductie, inductie, straling of een potentiaalvrij contact.
Isolatie door inductie wordt inductieve isolatie genoemd. Voor inductieve scheiding zijn scheidingstransformatoren of transformatoren nodig. Bij gebruik van scheidingstransformatoren kan tegelijkertijd galvanische scheiding tussen de primaire en secundaire circuits worden gecreëerd tijdens de overdracht van wisselspanningen.
Galvanische scheiding met behulp van condensatoren wordt capacitieve isolatie genoemd. In condensatoren werkt de elektrische scheiding door middel van koppeling via een elektrisch veld. Condensatoren kunnen wisselende hoeveelheden doorlaten en directe hoeveelheden tegenhouden door ladingsverschuivingen.
De galvanische isolatie die door een optocoupler wordt geleverd, wordt opto-elektronische isolatie genoemd. Dit type scheiding wordt voornamelijk gebruikt voor digitale signalen. Gelijkspanningssignalen worden daarom via een lichtlijn verzonden. Hier geleidt een zenddiode het signaal naar een ontvangende transistor.

Wanneer is galvanische isolatie nodig?

Galvanische scheiding is daarom noodzakelijk als twee circuits met spanning op elkaar moeten inwerken, maar de spanningsreferentiepotentialen gescheiden zijn.

Toepassingsgebieden van galvanische scheiding

Galvanische isolatie heeft een veelzijdige reeks toepassingen. Enerzijds wordt het gebruikt voor de veiligheid van elektrisch speelgoed, alle extra lage netspanningen en medische apparatuur. Verder wordt het gebruikt in metrologische instrumenten, bijvoorbeeld in de voeding van meetinstrumenten en het bijbehorende circuit. Bovendien wordt galvanische isolatie gebruikt om bromlussen of elektromagnetische interferentie te voorkomen. Tot slot is galvanische scheiding ook vereist voor gegevensoverdracht op afstand over de hoogspanningslijnen en voor bescherming tegen elektromagnetische pulsen. Bovendien wordt het om veiligheidsredenen gebruikt om aanraakbare onderdelen te scheiden van circuits met levensbedreigende spanningen.

Galvanische isolatie voor transformatoren

Transformatoren behoren tot de belangrijkste componenten in galvanische isolatie. Het koppelingsmechanisme is hier via een magnetisch veld. De circuits zijn galvanisch gescheiden omdat de primaire wikkeling en de secundaire wikkeling van de transformator niet met elkaar verbonden zijn, hier is sprake van galvanische ontkoppeling. Autotransformatoren hebben daarentegen een galvanische verbinding, omdat een deel van de secundaire wikkeling gevormd wordt door een aftakking van de primaire wikkeling.