Verpolung

Bei einer Verpolung ist die Stromzufuhr zu einem elektrischen Bauteil nicht standardgemäß gepolt. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die beiden Klemmen einer Batterie oder eines Lautsprechers vertauscht sind.

Sägezahnsignale, zwei Schwingungen auf der Zeitachse oben: Das a/b-Originalsignal
mitte: ein um 180°-(π)-phasenverschobenes Signal unten: ein b/a-verpoltes (invertiertes) Signal, an Zeitachse gespiegelt

In der Regel bezieht man sich mit dem Begriff auf Gleichspannung, da hier eine Verwechslung eine Stromflussumkehr bedeutet. Bei Wechselspannung kann eine Verpolung durch Verwechslung von Außenleiter und Neutralleiter geschehen. Dieses ist weniger kritisch für die betriebenen Geräte, da der Wechselstrom per Definition ohnehin mit einer bestimmten Frequenz seine Richtung wechselt, spielt aber für die Benutzersicherheit von frei zugänglichen elektrischen Geräten wie etwa Lampen eine wichtige Rolle.

Nicht alle Geräte erfordern einen polrichtigen Anschluss. Bei Glühlampen ist zum Beispiel gleichgültig, wie der Anschluss erfolgt - sie können bekanntermaßen mit Wechsel- oder Gleichstrom betrieben werden. Bei manchen Geräten, wie Elektromotoren, kann es zu Fehlfunktionen kommen, die aber nicht zum Schaden führen.

Elektronische Geräte hingegen können durch Verpolung, insbesondere wenn diese länger anliegt, beschädigt werden. Ob und inwieweit ein Schaden eintritt, hängt stets vom Wert der falsch anliegenden Spannung und ggf. der Dauer der Verpolung ab. So können LEDs Verpolungen bis zum Wert ihrer Sperrspannung (einige Volt) aushalten, bleiben aber dunkel. Höhere Verpolungsspannung führt zur Zerstörung.

Verpolungsschutz

Zum Schutz vor Verpolung kann ein Gleichrichter in Serie geschaltet werden. Auch die Reihenschaltung mit einer Gleichrichterbrücke ist möglich. In diesem Fall ist das Gerät gegen Verpolung immun. Die Serienschaltung von Gleichrichtern hat aber den Nachteil, dass an ihnen die Durchlassspannung (ab etwa 0,6 V bei Silizium-, ab etwa 0,4 V bei Schottky-, 0,2 V bei Germaniumdioden) abfällt.

Gelegentlich wird auch eine Diode parallel zum Gerät gelegt, die bei Verpolung leitend wird und damit die dazu notwendige im Gerät vorhandene vorgeschaltete Sicherung zum Ansprechen bringt und somit den Stromfluss unterbricht. Der Vorteil dieser Maßnahme ist, dass kein Spannungsabfall bei korrekter Polung entsteht; der Nachteil, dass ein Sicherungswechsel nach Verpolung nötig ist.

Werden LEDs in Reihe mit spannungsfesten Dioden geschaltet, überstehen sie auch hohe verpolte Spannungen, bleiben dabei aber dunkel. In Reihe gegeneinander geschaltete gleiche Elektrolytkondensatoren sind ebenfalls verpolungsimmun. Allerdings halbiert sich hierbei die Kapazität der Gesamtschaltung. Es gibt auch mechanische Ideen zur Verhinderung von Verpolung.

Verpolung in der Tontechnik

In der Tontechnik wird häufig anstatt von Verpolung unrichtig vom „Phasendreher“ gesprochen, wenn durch Verpolung der beiden symmetrischen Signalleitungen ein Polaritätswechsel entsteht. Um das zu beheben, gibt es bei Mikrofonvorverstärkern häufig einen Schalter, der mit  Ø  beschriftet ist, der eine Umpolung vornimmt, was eine Polaritätsumkehr beziehungsweise eine Spiegelung an der Zeitachse bedeutet und keine Laufzeit- oder Phasenverschiebung auf der Zeitachse t.

Siehe auch: Out of Phase Stereo, Phasenumkehr und Phasenverschiebung

Ob ein Stereosignal monokompatibel ist, lässt sich mit dem Korrelationsgradmesser, einem Korrelationsmessgerät, sowie mit einem Audio-Vektorscope oder Goniometer oder einem Stereosichtgerät bestimmen.

Weblinks

• Verpolung und Phasenverschiebung sind verschiedene Begriffe - pdf
• Verpolung ist das Vertauschen der Adern und keine 180°-Phasendrehung - pdf (53 kB)
• Phasenverschiebung im Gegensatz zur Verpolung - pdf (187 kB)