Welchen Zweck haben Transformatoren in elektrischen Schnittstellen wie Ethernet? [Duplikat]

Einige elektrische Schnittstellen, wie z. B. Ethernet, schreiben vor, dass die nach außen gerichtete Buchse durch einen Transformator zu isolieren ist. Siehe zum Beispiel dieses Schaltungsbeispiel aus dem Datenblatt eines Ethernet-Controllers:Ethernet-Schaltung mit Transformatoren

Angeblich sollen diese Transformatoren den Stromkreis vor externen Hochspannungstransienten wie Blitzeinschlägen „schützen“. Ich konnte mir nicht vorstellen, wie Transformatoren helfen könnten, also habe ich es mit dieser Schaltung simuliert (SW4 schließt nach 200 ms, "startet" den Blitzschlag und SW6 schließt 50 ms später, wodurch der Streik beendet wird):Simulationsschaltung

Unten sind die Simulationsergebnisse (klicken für größeres Bild):Ergebnisse (klein)

Wie Sie sehen können, wird die Überspannung direkt durchgelassen, und der Transformator hilft überhaupt nicht! Was fehlt mir also? Wie schützt ein Transformator vor Überspannungen von außen?

Ein großes Problem bei Ihrer Simulation besteht darin, dass Sie Gegentaktrauschen eingespeist haben. Diese Art von Ethernet ist Twisted-Pair, so dass das meiste Rauschen, das der Draht aufnimmt, Gleichtakt ist, den der Transformator stark dämpft.

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Was fehlt mir also? Wie schützt ein Transformator vor Überspannungen von außen?

So fügen sich Blitze (zum Beispiel) im Allgemeinen nicht auf Telekommunikationskabel ein. Typischerweise sind beide Leiter impedanzmäßig gegen Erde symmetrisch, und ein Blitz erhöht daher das Potenzial beider Leiter zusammen. Die Nettospannung zwischen den beiden Drähten ist klein genug, um angesichts der normalen Schutzmethoden von Telefonleitungen als harmlos angesehen zu werden.

Da beide Leiter im Allgemeinen zusammen zu einem großen Potential führen, blockiert der Transformator diese Spannung, sofern die Spannung nicht hoch genug ist, um die Primär-Sekundär-Isolierung zu durchbrechen. Wenn dies der Fall ist, trifft das braune Zeug den Lüfter und Ihr Modem / Ihre Schnittstelle ist tot!

Sie dienen der galvanischen Trennung . Dies bedeutet, dass die Masse aller PCs in einem Ethernet (sagen wir) nicht durch die Ethernet-Kabel miteinander verbunden sind. Wenn dies der Fall wäre, wäre dies ein Verstoß gegen elektrische Vorschriften (in einigen Gerichtsbarkeiten). Bei einem ausreichend großen Netz ist nicht gewährleistet, dass die Netzerde (Masse) überall auf dem gleichen Potential liegt. Kleine Spannungsunterschiede können vorhanden sein, und da es sich um eine Netzverkabelung handelt, sind große Ströme verfügbar.

Durch das Hinzufügen der Trenntransformatoren werden die PCs/Netzwerkgeräte nur über ihre Netzerdungsdrähte geerdet, nicht über die Netzwerkkabel. MIDI verwendet aus einem ähnlichen Grund Optoisolatoren.

Welchen Zweck haben Transformatoren in elektrischen Schnittstellen wie Ethernet? [Duplikat]
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