Gegenpolung (Reverse Voltage): Ursachen, Auswirkungen und Sicherheit

Definition

Gegenpolung (Reverse Voltage) ist eine Art Energiesignal, das entsteht, wenn die Polarität eines elektrischen Stroms umgekehrt wird. Eine solche Spannung tritt häufig auf, wenn die Polaritätsumkehr über einer Diode anliegt, wodurch die Diode reagiert, indem sie in Sperrrichtung arbeitet. Diese Funktionsumkehr kann auch einen Durchbruchspannung (Breakdown Voltage) innerhalb der Diode erzeugen, da sie oft den Zusammenbruch des Stromkreises verursacht, auf den die Spannung angewendet wird.

Entstehung durch falschen Anschluss

Gegenpolung tritt auf, wenn die Anschlussquelle des Energiesignals an den Stromkreis verpolt angeschlossen wird. Das bedeutet, die positive Quellleitung wurde mit dem Masse- oder negativen Stromkreisanschluss verbunden und umgekehrt. Diese Spannungsübertragung ist oft nicht beabsichtigt, da die meisten elektrischen Schaltungen die resultierenden Spannungen nicht handhaben können.

Auswirkungen bei niedriger und hoher Spannung

Wenn die Mindestspannung an einen Stromkreis oder eine Diode angelegt wird, kann dies lediglich bewirken, dass der Stromkreis oder die Diode in Sperrrichtung arbeitet. Dies könnte eine Reaktion wie einen Lüftermotor verursachen, der falsch herum dreht. Das Gerät funktioniert in solchen Fällen weiter.

Wenn die an einen Stromkreis angelegte Spannung jedoch zu hoch ist für den Stromkreis, spricht man von Durchbruchspannung (Breakdown Voltage). Wenn das umgekehrt gepolte Eingangssignal die zulässige Spannung für den Stromkreis übersteigt, kann der Stromkreis irreparabel beschädigt werden. Der Punkt, an dem der Stromkreis beschädigt wird, ist das, worauf der Begriff Durchbruchspannung verweist. Diese Durchbruchspannung hat noch andere Namen: Spitzensperrspannung (Peak Reverse Voltage) oder Sperrdurchbruchspannung (Reverse Breakdown Voltage).

Auswirkungen auf andere Bauteile

Gegenpolung kann eine Durchbruchspannung verursachen, die auch die Funktion anderer Schaltungskomponenten beeinträchtigt. Außerhalb der Beschädigung von Dioden und Schaltfunktionen kann sie auch zu einer Spitzensperrspannung werden. In solchen Fällen kann der Stromkreis die Menge der eingehenden Leistung vom umgekehrten Signal nicht mehr beherrschen und es kann zu einem Durchbruch unter Isolatoren kommen.

Folgen für Isolatoren und Brandgefahr

Diese Durchbruchspannung über Schaltungskomponenten kann den Zusammenbruch von Bauteil- oder Leiterisolatoren verursachen. Dies kann sie zu Signalführern machen und den Stromkreis beschädigen, indem sie die Spannung an Teile des Stromkreises leiten, die sie nicht erhalten sollen, was Instabilität im gesamten Stromkreis verursacht. Dies kann Lichtbögen zwischen Bauteilen erzeugen, die stark genug sein können, verschiedene Komponenten zu entzünden und einen Brand zu verursachen.