Kapazitive Kopplung

Die kapazitive Kopplung stellt in der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) und der Schaltungstechnik die Übertragung von Energie von einem Schaltkreis zu einem anderen aufgrund der gegenseitigen elektrischen Kapazität dar. Die kapazitive Kopplung ist frequenzabhängig und nimmt mit zunehmender Frequenz zu. Sie betrifft im Rahmen der EMV verschiedene räumlich benachbarte elektrische Schaltungsteile, welche in Folge von Streukapazitäten gekoppelt sind - die kapazitive Kopplung hat auch schaltungstechnische Anwendungen wo die Kopplungskapazität durch entsprechend gewählte Kondensatoren gezielt ausgenutzt wird.

Ähnliche Kopplungsarten stellen die induktive Kopplung, galvanische Kopplung und die Strahlungskopplung dar.

Elektromagnetischen Verträglichkeit

Prinzip der kapazitiven Kopplung, mit Feldbeschreibung (A) und als Netzwerkmodell (B)

Tritt zwischen zwei Stromkreisen eine Potentialdifferenz auf, d. h. liegen sie auf unterschiedlichem Potential, so entsteht ein elektrisches Feld E. Dieses elektrische Feld kann bei zeitlicher Veränderung Verschiebungsströme verursachen, welche sich als Spannungsfälle in einer dem Nutzsignal überlagerten Störspannung äußern. Die Feldwirkung wird im Netzwerken, wie in der Abbildung rechts, als eine Kapazität mit der Streukapazität C_s modelliert. Eine kapazitive Kopplung nimmt mit wachsender Frequenz zu und kann ein absichtlicher oder parasitärer (ungewollter) Effekt sein.

Kapazitive Kopplung ist sehr stark abstandsabhängig und daher nur bei kleinen Abständen nutzbar.

Schaltungstechnische Anwendung

Transistorverstärkerstufe mit Koppelkondensatoren an Ein- und Ausgang

Wenn zwei Teile eines Stromkreises auf verschiedenen Gleichspannungspotenzialen liegen, aber ein Wechselspannungssignal (Beispiel: Audiosignal) von einem zum anderen Schaltungsteil übertragen werden soll, schaltet man einen Kondensator dazwischen. Wenn er eine genügend hohe Kapazität aufweist, ist seine Impedanz für die zu übertragenden Wechselspannungssignale vernachlässigbar oder zumindest beherrschbar; die Gleichspannungskomponente, welche unter anderem für die Arbeitspunkteinstellung der Verstärkerstufe benötigt wird, wird hingegen abgeblockt.

Literatur

•  Adolf J. Schwab: Elektromagnetische Verträglichkeit. 4. Auflage. Springer, 1996, ISBN 3-540-60787-0, S. 23 - 24.