50V Wechselspannung zwischen USB und Erde

[Tauti]

Liebe Community,

ich bin gerade dabei das mit dem Strom so nach und nach ein wenig zu verstehen. Aus Sicherheitsgründen baue ich immer zuerst die Schaltung auf und schalte dann den Strom zu. Nun habe ich mal folgendes gemessen:

Multimeter:
-eine Prüfnadel an die Erde
-die andere Prüfnadel an den leichter zugänglichen Pol des USB Ports, also an den metallischen Ring, nicht an die kleinen Kontakte im Inneren.

Das Multimeter zeigt da immer ca 50V Wechselstrom an. Siehe Anhang. Mit anderen USB-Adaptern passiert das gleiche. Also gehe ich erstmal nicht von einem Defekt aus, sonst wären alle defekt. Bei einem waren es sogar 100V

Meine Fragen sind:
1. Wie ist dieser Wert zu erklären? Am USB-Ausgang sollten doch 5VDC anliegen, an dem äußeren Pol des USB evtl sogar gar nichts.
2. Ist das sowas wie eine induzierte Wechselspannung?
3. Wäre es gefährlich wenn man beim Rausziehen des Ladekabels mit dem Daumen an den Metallkontakt kommt während der Stecker noch halb in der Buchse Steckt?
4. Heißt das vielleicht das mit meiner Erdung etwas nicht stimmt? Oder vielleicht Kapazitive Kopplung auf der Erdleitung?

Viele Grüße
Tauti

 

[Pumukel]

Da liegen auch nur 5 Volt an aber zwischen Schirm und Erde können da auch hochohmig 100V anliegen.

 

[Tauti]

Ah verstehe ungefähr.

Heißt das

- unter Last würden diese 50V AC zusammenbrechen?

- ein Berühren des Schirms wäre also völlig ungefährlich?

- ein niederohmiges Messgerät würde da auch keine 50V Wechselspannung anzeigen?

Danke und Gruß
Tauti

 

[Tauti]

Und nur so für mein verständnis? Wo kommt denn diese Wechselspannung her?

Wenn ich die steckdosenleiste (usb-adapter) ausschalte ist sie weg.
Wenn ich die Erde abklemme, also USB Schirm gegen Luft messe stehen immernoch 10V Wechselspannung da.

 

[EBC41]

Solche Netzteile haben zwischen netzverbundener Seite und der Kleinspannungsseite aus Störschutzgründen einen Kondensator. Hier in dem Beispielschaltplan wäre das der C7. Ist zwar kein 5 Volt Netzteil, aber der Aufbau ist ähnlich.
Diese Kapazität koppelt auch eine gewisse Netzspannung, sehr hochohmig auf die Sekundärseite. Dadurch entsteht deine 50 Volt.

 

[EBC41]

Wenn ich die Erde abklemme, also USB Schirm gegen Luft messe stehen immernoch 10V Wechselspannung da

Das kommt von der Kapazität, die das Meßgerät gegen Erde darstellt. Sie ist minimal, aber es reicht, um bei dem 10 MegOhm Spannungsmesseingang, diese 10 Volt hervorzubringen.
.

 

[Tauti]

Danke für die ausführliche Antwort. Ich verstehe jetzt langsam die Schwächen von einem (billig-)Multimeter. Bisher hatte ich es nur für Spielzeug im Bereich bis 24V DC benutzt.

Das heißt also von dem USB Schirm geht bei Berührung keine gefahr aus, richtig? Die eingekoppelte Spannung würde sofort zusammenbrechen…?

 

[Tauti]

Ah, jetzt kann ich meine verwirrung vielleicht am besten formulieren.

zwischen USB-Schirm und Erde können hochohmig ja gerne mal 50V AC anliegen.
ich als Mensch bin ja auch hochohmig. Und sagen wir mal auch geerdet. Warum merke ich dann nichts von dieser Spannung?

 

[bigdie]

Solche Netzteile haben zwischen netzverbundener Seite und der Kleinspannungsseite aus Störschutzgründen einen Kondensator. Hier in dem Beispielschaltplan wäre das der C7. Ist zwar kein 5 Volt Netzteil, aber der Aufbau ist ähnlich.

Meist 2 wenn es keinen Schutzleiter gibt. Also von jedem Pol der Netzspannungsseite einen Kondensator zur Masseseite des Ausgangs. Das ergibt einen Spannungsteiler, wenn man also nichts angeschlossen hat und hochohmig misst, hat man theoretisch die halbe Netzspannung. Die Kondensatoren sind so klein, das weniger als 0,5mA Ableitstrom fließen. Und es müssen Y-Kondensatoren sein
Entstörkondensator – Wikipedia

 

[Pumukel]

Dein Multimeter hat 10 MEGAOHM dein Körper hat da maximal 1 bis 500 Kiloohm.

 

[EBC41]

Ich verstehe jetzt langsam die Schwächen von einem (billig-)Multimeter.

Man darf nicht sagen, dass das eine Schwäche eines Billigmultimeters ist. Es ist nur für diese Art der Messung ungünstig, bzw. das Messergebnis bedarf einer Interpretation.

Früher, als es nur Zeigermessgeräte gab, wäre man froh gewesen, so was hochohmiges wie 10 MegOhm in allen Spannungsmessbereichen zu besitzen.
(Außer man leistete sich ein sehr teures Röhrenvoltmeter)

Bei Messungen in hochohmigen elektronischen Schaltungen verfälschen niederohmige Spannungsmesser das Ergebnis.

Bei Messungen in der Installationselektrik sind niederohmige besser geeignet.

Es kommt also immer auf den Anwendungsfall an.

 

[EBC41]

zwischen USB-Schirm und Erde können hochohmig ja gerne mal 50V AC anliegen.
ich als Mensch bin ja auch hochohmig. Und sagen wir mal auch geerdet. Warum merke ich dann nichts von dieser Spannung?

Dann lass uns das mal nachrechnen:

Man misst 50 Volt mit einem Spannungsmesser, der 10 MegOhm Innenwiderstand hat. Nach dem ohmschen Gesetz ergibt das einen Strom von 5 Mikroampere.
Am menschlichen Körper wahrnehmbar sind Wechselströme 50 Hz erst ab etwa 20 bis 1000 Mikroampere (je nach Mensch).

 

[bigdie]

Gibt auch Leute, die es spüren. Hängt auch davon ab, wie man steht, wie feucht die Hände sind usw.
Übrigens ist das z.B oft auch bei Laptops so wenn das Netzteil keinen Schukostecker hat. Ebenso Fernseher ohne Schukostecker. Falls du so einen Fernseher hast, ziehe mal Antenne, Netzwerk, Hdmi und was sonst noch dran steckt ab und messe mal an der Antennenbuchse. Wenn du die Antenne dann im dunklen wieder ansteckst, kannst du es sogar funken sehen.

 

[Tauti]

Dann lass uns das mal nachrechnen:

Man misst 50 Volt mit einem Spannungsmesser, der 10 MegOhm Innenwiderstand hat. Nach dem ohmschen Gesetz ergibt das einen Strom von 5 Mikroampere.
Am menschlichen Körper wahrnehmbar sind Wechselströme 50 Hz erst ab etwa 20 bis 1000 Mikroampere (je nach Mensch).

Also diese Rechnung verstehe ich nicht ganz. Sagen wir mal ich messe auf der Phase 200V mit einem Spannungsmesser der 10MegaOhm hat, dann ergibt das einen Strom von 20 MikroAmpere. Trotzdem bekomme ich an der Phase ganz schön einen gewischt.

Ist die Beründung nicht vielmehr dass man mit einem niederohmigen messgerät gar keine oder nur eine sehr kleine Spannung nachweisen könnte?

 

[EBC41]

Also diese Rechnung verstehe ich nicht ganz. Sagen wir mal ich messe auf der Phase 200V mit einem Spannungsmesser der 10MegaOhm hat, dann ergibt das einen Strom von 20 MikroAmpere. Trotzdem bekomme ich an der Phase ganz schön einen gewischt.

Meine Rechnung bezog sich nur konkret auf den Fall der Messung der kapazitiv eingestreuten Spannung am Schirm des USB. Wir haben hier ja sozusagen einen Spannungsteiler. Das heisst der obere Widerstand des Spannungsteilers (bestehend aus der Kapazität im Netzteil) ist sehr hochohmig.

Wenn man direkt an der Phase (Aussenleiter) berührt, ist das natürlich heftiger. Aber klar, durch das Multimeter würden bei 230 Volt auch nur 23 Mikroampere fließen.

Habe es mal aufgezeichnet und der Einfachheit halber mit rein ohmschen Widerständen gerechnet, um dieses Problem zu verstehen.
Im Bild hat das Voltmeter 10 MegOhm. Wenn man eines mit 10 KiloOhm Innenwiderstand verwenden würde, würde die Spannung fast gegen Null gehen.

 

[EBC41]

Wenn du die Antenne dann im dunklen wieder ansteckst, kannst du es sogar funken sehen.

Ja, stimmt. Und wenn das ein Sat-Anschluss ist, mit F-Stecker, wobei die Seele zuerst kontaktiert, haben schon Leute das LNC oder den Multiswitch gekillt.

 

[eFuchsi]

Ich verstehe jetzt langsam die Schwächen von einem (billig-)Multimeter.

Das ist kein Nachteil, Das theoretisch optimale Voltmeter hat unendlich Innenwiderstand. Währe aber damit in der E-Installation kaum zu gebrauchen.

 

[Octavian1977]

Leider ist das sehr häufig bei solchen Steckernetzteilen ohne Schutzleiteranschluß so.
Die Spannung kann dabei durchaus unangenehm sein und auch Störungen verursachen.
Leider wird da sehr oft billig her gestellt besonders Apple Original Netzteile haben diese Probleme.
Da kann man schon mal unangenehm eine gewischt bekommen wenn man das Handy ans Ohr hält wenn es am Ladegerät hängt.

 

[bigdie]

Ist nicht nur bei Apple, ist bei allen so, die keinen PE haben und liegt hauptsächlich an den EMV Vorschriften der EU

 

[Octavian1977]

Nicht bei allen, ich hab auch schon welche ohne das Problem gehabt, bei Apple Steckernetzteilen und Fujitsu Lapptopnetzteilen ist es mir allerdings besonders negativ aufgefallen.
Bei Apple sogar so, daß dies zu einem schmerzhaften Schlag am Ohr führt wenn man das Gerät gleichzeitig läd und telefonieren will.