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Lokale Elektroniklieferanten

2022-02-04T20:51:34Z

172.26.13.188: /* Reutlingen */

=Einleitung=
Diese Liste enthält '''Ladengeschäfte''', bei denen man als Privatkunde lokal, vor Ort, elektronische Bauteile erhalten kann. Keine Flohmärkte, einmalige Veranstaltungen oder Geschäfte, die nur an gewerbliche Kunden verkaufen.

__TOC__

Falls die Darstellungsart nicht gefällt oder Rubriken fehlen, so bitte nicht hier ändern, sondern das Template anpassen: [[Vorlage:ElektronikLieferant]] 
So soll das Template ausgefüllt werden:
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=hier Firmenname eintragen
|Straße=Straßenname, z. B. Musterstraße 123
|PLZ=PLZ, z. B. 12345
|Ort=Ort, z. B. München
|Telefon=Telnr., z. B. 012345/12341234
|Fax=Faxnr., z. B. 012345/12345234
|Öffnungszeiten=Öffnungszeiten eintragen Neue Zeile mit "br" abgetrennt
|Weblink=http://www.mikrocontroller.net Link ohne umschliessende eckige Klammern
|Email=Emailadresse, z. B. xxx@yyy.de
|Bemerkung=ggf. Bemerkung, ansonsten Rubrik/Feld/Variable leer lassen
}}

=Deutschland=
==Baden-Württemberg==
===Aalen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=mükra electronic shop GmbH
|Straße=Wilhelm-Zapf-Str. 9
|PLZ=73430
|Ort=Aalen
|Telefon=07361/610820
|Fax=07361/610821
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.00 - 13.00 Uhr, 14.00 - 18.00 Uhr Sa. 9.00 - 13.00 Uhr
|Weblink=http://www.muekra.com/Filiale_Aalen
|Email=info@muekra.de
|Bemerkung=Keine SMD-Teile 
Leider gibt es den Laden nicht mehr!
}}

===Bopfingen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=HENRI-electronic GmbH
|Straße=Am Stadtgraben 11
|PLZ=73441
|Ort=Bopfingen
|Telefon=07362/919093
|Fax=07362/919096
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.30 - 12.30 Uhr, 13.30 - 18.00 Uhr Sa. 9.00 - 13.00 Uhr
|Weblink=http://www.henri.de
|Email=vertrieb@henri.de
|Bemerkung=
}}

===Esslingen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=mükra electronic shop GmbH
|Straße=Bahnhofstr. 23
|PLZ=73728
|Ort=Esslingen
|Telefon=0711/355676
|Fax=0711/3108656
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.00 - 13.00 Uhr, 14.30 - 18.00 Uhr Sa. 9.00 - 13.00 Uhr
|Weblink=https://www.muekra.de/filiale-esslingen/
|Email=info@muekra.de
|Bemerkung= Geschlossen
}}

===Göppingen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=mükra electronic shop GmbH
|Straße=Geislinger Str. 2
|PLZ=73033
|Ort=Göppingen
|Telefon=07161/9641718
|Fax=07161/9641730
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.00 - 12.30 Uhr, 14.00 - 18.00 Uhr Sa. 9.00 - 13.00 Uhr
|Weblink=http://www.muekra.com/Filiale_Goeppingen
|Email=info@muekra.de
|Bemerkung=Keine Mikrocontroller, keine SMD-Teile (ausser einige wenige Transistoren). Es besteht die Möglichkeit die Bauteile die nicht im Sortiment vorhanden sind zu bestellen. Dies ist sehr günstig und passiert in 2-3 Werktagen.
}}

===Heilbronn===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=centralsystems GmbH
|Straße=Otto-Hahn-Straße 8
|PLZ=74078
|Ort=Heilbronn
|Telefon=07066-9192790
|Fax=07066-9192791
|Öffnungszeiten=Mo.-Do. 8.00 - 20.00 Uhr Fr. 8.00 - 12.00 Uhr 
|Weblink=http://www.centralsystems.de
|Email=info@centralsystems.de
|Bemerkung=Standardkomponenten vor allem im Bereich der EDV, keine SMD-Teile, keine Microcontroller.
}}

===Heilbronn===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Krauss Elektronik GmbH
|Straße=Turmstraße 20
|PLZ=74072
|Ort=Heilbronn
|Telefon=07131/68191
|Fax=07131/68192
|Öffnungszeiten=Mo.-Mi.+Fr. 9.00 - 18.00 Uhr Do. 9.00 - 19.00 Uhr Sa. 9.00 - 13.00 Uhr
|Weblink=http://www.krauss-elektronik.de/
|Email=info@krauss-elektronik.de
|Bemerkung=
}}
===Freiburg===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Omega electronic GmbH
|Straße=Eschholzstr. 58-60
|PLZ=79115
|Ort=Freiburg
|Telefon=0761/76776-0
|Fax=0761/76776-55
|Öffnungszeiten=Mo.-Sa.: 09:00 - 19:30
|Weblink=http://www.omega-electronic.de
|Email=info@omega-electronic.de
|Bemerkung=
}}

===Karlsbad===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=IT-WNS, Thomas Heldt
|Straße=Schulstr. 13
|PLZ=76307
|Ort=Karlsbad - Mutschelbach
|Telefon=07202/936083
|Fax=07202/936085
|Öffnungszeiten=Nach Vereinbarung (Email-Kontakt)
|Weblink=http://www.it-wns.de
|Email=info@it-wns.de
|Bemerkung=Bestellungen im Onlineshop können wahlweise auch direkt abgeholt werden
}}

===Karlsruhe===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=mükra electronic shop GmbH
|Straße=Fritz-Erler-Straße 24
|PLZ=76133
|Ort=Karlsruhe
|Telefon=0721/374270
|Fax=0721/9379171
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.00 - 13.00 Uhr, 14.30 - 18.00 Uhr Sa. 9.00 - 13.00 Uhr
|Weblink=https://www.muekra.de/filiale-karlsruhe
|Email=
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Welectron
|Straße=Haid-und-Neu-Str. 7
|PLZ=76131
|Telefon=+49 721 909819-90
|Fax=
|Ort=Karlsruhe
|Weblink=https://www.welectron.com
|Email=info@welectron.com
|Öffnungszeiten=Abholmöglichkeit für Bestellungen über den Webshop
|Bemerkung=Messtechnik, Löttechnik, Approved Raspberry Pi Reseller
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Werner Bremer Elektrotechnik & Einzelhandel
|Straße=Zähringerstraße 55a
|PLZ=76133
|Telefon=
|Fax=
|Ort=Karlsruhe
|Weblink=
|Email=
|Öffnungszeiten=
|Bemerkung=Vielleicht geschlossen?? keine Website. Versand? GESCHLOSSEN. Seit ca. 2014 ist da ein Friseur drin.
}}

===Ludwigsburg===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Mayer Elektronik
|Straße=Stuttgarter Str. 32
|PLZ=71638
|Ort=Ludwigsburg
|Telefon=07141 920 711
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 09.00-12.30 und 14.30-18.00 Uhr, Mittwoch nachmittags geschlossen, Sa. 09.00-12:30 Uhr
|Weblink=http://www.Mayer-Elektronik.de
|Email=info@Mayer-Elektronik.de
|Bemerkung= Spezialisiert auf Antennentechnik, Sat-Anlagen. Verschiedene Kleinteile erhältlich
}}

===Mannheim===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad
|Straße=Morchfeldstr. 37-39
|PLZ=68199
|Ort=Mannheim - Neckarau
|Telefon=0180 6 564445 (20 Cent/Verbindung aus dem Festnetz, max. 60 Cent/Verbindung aus dem Mobilfunknetz)
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 10.00-20.00 Uhr, Sa. 10.00-18.00 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.de/de/filialen/filiale-mannheim.html
|Email=filiale.mannheim@conrad.de
|Bemerkung=
}}

===Offenburg===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Günther Wultschner (Elektronikladen)
|Straße=Luisenstraße 16
|PLZ=77654
|Ort=Offenburg
|Telefon=0781 43270
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.30 - 18:30 Uhr Sa. 9.30 - 14.00 Uhr
|Weblink=http://www.wultschner-elektronik.de/
|Email=
|Bemerkung=
}}

===Pforzheim===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=mükra electronic shop GmbH
|Straße=Westliche Karl-Friedrich-Str. 73
|PLZ=75172
|Ort=Pforzheim
|Telefon=07231 313952
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.00 - 12:30 Uhr; 14.00 Uhr - 18.00 Uhr Sa. 9.00 - 13.00 Uhr
|Weblink=http://www.muekra.com/Filiale_Pforzheim
|Email=
|Bemerkung=
}}

===Reutlingen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=mükra electronic shop GmbH
|Straße=Federnseestr. 4
|PLZ=72764
|Ort=Reutlingen
|Telefon=07121/370748
|Fax=07121/370741
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.30 - 13.00 Uhr, 14.00 - 18.00 Uhr Sa. 9.30 - 13.00 Uhr
|Weblink=http://www.muekra.com/filiale_reutlingen.html
|Email=info@muekra.de
|Bemerkung=Filliale seit 2018 geschlossen
}}

===Schwäbisch Gmünd===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=mükra electronic shop GmbH
|Straße=Kalter Markt 12
|PLZ=73525
|Ort=Schwäbisch Gmünd
|Telefon=07171/64352
|Fax=07171/405684
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.00 - 12.30 Uhr, 14.00 - 18.00 Uhr Sa. 9.30 - 13.00 Uhr
|Weblink=http://www.muekra.com/Filiale_Schwaebisch_Gmuend
|Email=info@muekra.de
|Bemerkung=Keine SMD-Teile.... Laden geschlossen seit 31.12.15 !

}}

===Stuttgart===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Dräger Electronic & Audio GmbH
|Straße=Hauptstätter Strasse 55
|PLZ=70178
|Ort=Stuttgart
|Telefon=+49 711 601818-46
|Fax=
|Öffnungszeiten=Montag - Freitag 10:00 - 19:00 Uhr Samstag 10:00 - 16:00 Uhr
|Weblink=http://www.dea-gmbh.de
|Email=info@draeger-electronic.de
|Bemerkung= Geschlossen seit Ende 2019
}}

===Ulm===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=AW-Elektronik
|Straße=Hermann-Köhl-Str. 9
|PLZ=89160
|Ort=Ulm/Dornstadt
|Dienstleistungen=Entwicklung Hard & Software; Leiterplattenbestückung SMD und THD; Leiterplattenlayout und Routing
|Weblink=http://www.aw-elektronik.de
|Email=info@aw-elektronik.de
|Öffnungszeiten=
|Telefon=
|Fax=
|Bemerkung=Nach Absprache können lagernde Bauteile gekauft werden. Am Lager sind SMD-Bauteile wie z.B. AVR, Widerstände, Kondensatoren, LEDs; Die LEDs sind als WarmWeiß 3500K (1800mcd), Kaltweis 7000K (2850mcd), Rot (1500mcd) und Blau (350mcd) und UV vorhanden.
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=mükra electronic shop GmbH
|Straße=Neutorstr. 20
|PLZ=89073
|Ort=Ulm
|Telefon=0731/64494
|Fax=0731/6028676
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.00 - 18.00 Uhr Sa. 9.00 - 13.00 Uhr
|Weblink=http://www.muekra.com/Filiale_Ulm.html
|Email=
|Bemerkung=Keine SMD-Teile
}}

===Villingen-Schwenningen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Buchmann Elektronik
|Straße=Wasenstraße 51
|PLZ=78054
|Ort=Villingen-Schwenningen
|Telefon=07720/1308
|Fax=07720/1360
|Öffnungszeiten=Montag bis Freitag 09.00 - 12.30 & 14.00 - 19.00 Uhr; Mittwoch Nachmittag geschlossen; Samstag geschlossen
|Weblink=http://www.buchmann-elektronik.de
|Email=buchmann-elektronik@t-online.de
|Bemerkung=keine SMD.
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=SchiBe Elektronik
|Straße=Mühlenstr. 9
|PLZ=78050
|Ort=Villingen-Schwenningen
|Telefon=07721/8879880
|Fax=07721/88798820
|Öffnungszeiten=Mo-Fr 11.00 bis 12.00 Uhr, 14.00 Uhr bis 18.30 Uhr
|Weblink=http://www.schibe.de
|Email=info@SchiBe.de
|Bemerkung=Bestellt auf Anfrage ohne Versandkosten bei Conrad mit Selbstabholung dort.
}}

==Bayern==
===Ansbach===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Mehl Electronic
|Straße=Schaitbergerstr. 1
|PLZ=91522
|Ort=Ansbach
|Telefon=0981/977166
|Fax=0981/977167
|Öffnungszeiten=Montag - Freitag 09:00 - 18:00 Uhr Samtag 10:00 - 13:00 Uhr
|Weblink=http://www.electronic-mehl.de
|Email=service@electronic-mehl.de
|Bemerkung=Sehr freundliches und fachkundiges Personal
}}

===Augsburg===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=rf-elektronik
|Straße= Karlstraße 2, Eingang über Obstmarkt
|PLZ=86150
|Ort=Augsburg
|Telefon=0821 39830
|Fax=0821 518727?
|Öffnungszeiten= Montag - Freitag: 10:00 - 18:00 Uhr Samstag: 10:00 - 13:00 Uhr
|Weblink=http://www.rf-elektronik.de
|Email=info@rf-elektronik.de
|Bemerkung=Bauelemente, Satellitentechnik+Zubehör, Halbleitertechnik, Satellitenanlagenbau, Akkus, im Laden befindet sich als nettes Schmankerl auch ein winziges, technisches Bücher-Antiquariat
}}

===Erlangen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Schoffer Radio-Fernseh-Elektronik
|Straße=Beethovenstraße 2
|PLZ=91052
|Ort=Erlangen
|Telefon=09131 25288
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo-Fr 9.00 - 12.30, 13.30-18.00 Uhr. Sa 9.30 - 13.00 Uhr
|Weblink=https://www.schoffer-electronic.de/
|Email=
|Bemerkung=Aktuell wieder geöffnet
}}

===Holzheim===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=RH Electronic Eva Spaeth
|Straße=Ostertalstraße 15
|PLZ=86684
|Ort=Holzheim
|Telefon=08276 / 58800
|Fax=08276 / 58802
|Öffnungszeiten=
|Weblink=http://rhelectronic.tradoria.de/
|Email=eva@peterscable.de
|Bemerkung=
}}

=== Kaufbeuren ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Jantsch-Elektronik GmbH
|Straße=Porschestraße 26
|PLZ=87600
|Ort=Kaufbeuren
|Telefon=0 83 41 / 95 33-0
|Fax=0 83 41 / 37 00
|Öffnungszeiten=Mo-Fr 9:00-12:30 / 13:30-18:00 
Sa 9:00-13:00 Uhr
|Weblink= http://www.j-e.de
|Email=info@j-e.de
|Bemerkung=führt auch gebrauchte Messgeräte (Seit dem 31.03.2019 leider kein Ladenverkauf mehr!)
}}

=== Kiefersfelden (bei Rosenheim) ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=db-electronic, Jutta Richter
|Straße=Dorfstr. 30
|PLZ=83088
|Ort=Kiefersfelden
|Telefon=0 80 33 / 86 80
|Fax=0 80 33 / 76 19
|Öffnungszeiten=Mo-Fr 10:00-17:00
|Weblink= http://www.db-electronic.de
|Email=info@db-electronic.de
|Bemerkung=Verkauft neben aktiven, passiven und mechanischen Bauteilen, Werkzeug, technische Sprays, Messgeräte, Kleingeräte, LED-Artikel, Kabel, Akkus, Batterien und Computerzubehör
}}

===Landshut===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Der Elektronik Landen
|Straße=Innere Münchener Straße 16
|PLZ=84036
|Ort=Landshut
|Öffnungszeiten=Mo - Fr 8:00 - 12:00, 14:00 - 18:00; Sa 8:00 - 12:00
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung= kleiner, aber feiner Laden. Verkauft eher nur Analogtechnik, Röhren, und recht selten gewordene Sachen
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Rauschhuber Electronic
|Straße=Gaußstraße 2
|PLZ=84030
|Ort=Landshut
|Öffnungszeiten=Mo - Fr 8:00 - 17:00
|Weblink=http://rauschhuber.de/
|Email=
|Bemerkung= Kleiner Laden neben MediaMarkt. Verkauft Verbrauchsmaterial, wie Zinn und Lötsauglitze, Aktive und Passive Bauelemente und Werkzeug, wie Lötkolben, Seitenschneider, Schraubendreher u.n.v.m.K..
}}

===Leiblfing (bei Straubing)===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Hans Entner Funkelektronik
|Straße=Landshuter Straße 1
|PLZ=94339
|Ort=Leiblfing
|Telefon=(0 94 27) 90 20 86
|Fax=09427 - 902087
|Öffnungszeiten= leider nicht bekannt
|Weblink=
|Email=Entner-DF9RJ@t-online.de
|Bemerkung= Kleiner Laden und sehr netter Inhaber. Einige Geräte und Zubehör. Viele HF-Stecker (v.a. SMA, BNC, N und PL(UHF)) und Koax-Kabel. Bietet auch Reparaturen an.
}}

===München===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=AM Elektronik Vertrieb - Albert & Machl KG
|Straße=Kirchtruderinger Str. 6
|PLZ=81829
|Ort= München (Trudering)
|Telefon=089/4904180
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo-Do 8:00-12:00, 13:00-17:00 Uhr, Fr 8:00-12:00, 13:00-15:00 Uhr
|Weblink=http://stores.ebay.de/weri2elektronikwelt, http://www.am-elektronik.de
|Email=info@am-elektronik.de
|Bemerkung=Laden ist eher ein grosses Lager, daher am besten Bestellung per Mail und dann abholen.
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=LIGHTSTOCK GmbH
|Straße=Benzstr. 3
|PLZ=82178
|Ort=München (Puchheim)
|Telefon=089/24405061
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo-Fr 8:00-17:00
|Weblink=https://lightstock.de
|Email=licht@lightstock.de
|Bemerkung=Onlinebestellungen können im Lager abgeholt werden.
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Balzer CFS
|Straße=Implerstrasse 14
|PLZ=81371
|Ort=München
|Telefon=089/55221243
|Fax=
|Öffnungszeiten=
|Weblink=http://www.balzer-cfs.de
|Email=
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Bürklin
|Straße=Grünwalder Weg 30
|PLZ=82041
|Ort=Oberhaching
|Telefon=(089) 55 875-0
|Fax=(089) 55 875-421
|Öffnungszeiten=Mo - Fr: 8:00 - 19:00
|Weblink=https://www.buerklin.com/de
|Email=info@buerklin.de
|Bemerkung= Achtung neuer Standort nicht mehr Schillerstraße !!!
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad Electronic
|Straße=Tal 29
|PLZ=80331
|Ort=München
|Telefon=
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo - Fr: 9:00 - 20:00 Sa: 9:00 - 20:00
|Weblink=https://www.conrad.de/de/filialen/filiale-muenchen-tal.html
|Email=
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Strixner & Holzinger
|Straße=Schillerstraße 25-29
|PLZ=80336
|Ort=München
|Telefon=
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo - Fr: 9:30 - 18:00
|Weblink=http://www.strixner-electronic.de, http://sh-halbleiter.de
|Email=
|Bemerkung=
}}

===Regensburg===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad Electronic
|Straße=Langobardenstraße 2
|PLZ=93053
|Ort=Regensburg
|Telefon=0180 5 564445
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo - Sa: 10:00 - 20:00
|Weblink=https://www.conrad.de/de/filialen/filiale-regensburg.html
|Email=filiale.regensburg@conrad.de
|Bemerkung=Im Fachmarktzentrum Bajuwarenstraße
}}

===Pförring===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Pollin
|Straße=Max-Pollin-Straße 1
|PLZ=85104
|Ort=Pförring
|Telefon=
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9 - 19 Uhr Sa. 9 - 16 Uhr
|Weblink=http://www.pollin.de/shop/static/ecenter.htm
|Email=
|Bemerkung=nähe Ingolstadt
}}

===Rosenheim===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=AKAZEN GmbH
|Straße=Papinstr. 8
|PLZ=83022
|Ort=Rosenheim
|Telefon=+49 (0) 8031 / 90088-0
|Fax= +49 (0) 8031 / 90088-22
|Öffnungszeiten= 9.00 - 17.00
|Weblink= http://shop.akazen.de
|Email= info@akazen.de
|Bemerkung= Online bestellen & bezahlen, Vor-Ort Abholung möglich. Shop befindet sich im Aufbau, wenn Sie etwas suchen, bitte Anfrage per Mail oder Telefon
}}

===Schweinfurt===

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Spath Elektronische Bauteile
|Straße=Cramerstr. 9
|PLZ=97421
|Ort=Schweinfurt
|Telefon=09721/25186
|Fax=09721/22999
|Öffnungszeiten=
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung=
}}

===Untermeitingen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Werner Weidemeier Ilona Elektronik
|PLZ=86836
|Ort=Untermeitingen
|Straße=Wiesenstr. 15 A
|Telefon=+49 (0) 8232 / 78598
|Fax=unbekannt
|Öffnungszeiten=unbekannt
|Weblink=kein WebLink vorhanden
|Email=keine ofizielle eMail-Adresse
|Bemerkung= Alle wichtigen und gängigen Kleinteile vorhanden. Uriger, kleiner Laden im Wohnhauskeller :-)
}}

=== Wernberg ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad
|Straße=Klaus-Conrad-Straße 2
|PLZ=92533
|Ort=Wernberg
|Telefon=
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo - Fr 09.00-19.00 Uhr Sa 09.00-18.00 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.de/de/filialen/filiale-wernberg.html
|Email=filiale.wernberg@conrad.de
|Bemerkung=auch Versandzentrum
}}

==Berlin==
===Charlottenburg-Wilmersdorf===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Segor-electronics
|Straße=Kaiserin-Augusta-Allee 94
|PLZ=10589
|Ort=Berlin
|Telefon=030 4399843
|Fax=030 4399855
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 10.00-13.30 Uhr und 14:30-18:00 Uhr, Sa. 10.00-13.00 Uhr
|Weblink=http://www.segor.de
|Email=sales@segor.de
|Bemerkung= Seit Dienstag, 25.5.2021, ist Ladengeschäft wieder zu den angegebenen Zeiten geöffnet.
}}

===Kreuzberg===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad Electronic
|Straße=Hasenheide 14-15
|PLZ=10967
|Ort=Berlin
|Telefon=0180 5 564445
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 10.00-19.00 Uhr, Sa. 10.00-18.00 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.de/de/filialen/filiale-berlin-kreuzberg.html
|Email=
|Bemerkung=
}}

===Friedrichshain===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=TinkerSoup
|Straße=Frankfurter Allee 53 (2. Hinterhaus 5. OG)
|PLZ=10247
|Ort=Berlin
|Telefon=03077903156
|Fax=
|Öffnungszeiten=
|Weblink=http://www.tinkersoup.de
|Email=info@tinkersoup.de
|Bemerkung=Ist ein reiner Onlineshop eigentlich, wurde 2016 von Pimoroni aus England gekauft. Hat deutschen Kunden Support.
}}

===Mahlsdorf===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Marotronics
|Straße=Hultschiner Damm 151
|PLZ=12623
|Ort=Berlin
|Telefon=030 5163658-4
|Fax=030 5163658-5
|Öffnungszeiten=
|Weblink=https://www.marotronics.de
|Email=info@marotronics.de
|Bemerkung=Arduinolastiges Angebot(wird ausgebaut), nach Absprache Selbstabholung möglich, wer Interesse an einem DIY Rasenroboter hat kann ihn sich dort im Einsatz ansehen
}}

===Prenzlauer Berg===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=SLY electronic
|Straße=Erich-Weinert-Straße 139-141
|PLZ=10409
|Ort=Berlin
|Telefon=030 428492-0
|Fax=030 428492-29
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 10.00-19.00(Juli+Aug nur bis 18:00) Uhr, Sa. 10.00-16.00 Uhr,
|Weblink=http://www.sly.de
|Email=mail@sly.de
|Bemerkung=Für den kleinen Laden ist das Angebot relativ groß, der Audio-bastler wird hier für fündig v.a. für Musiker: sprich Stecker, Potis (große Auswahl an Knöpfen), Fittings. im Laden wird mehr angeboten als auf der Internetseite (nicht 100% aktualisiert). Er ist im Schnitt im Vergleich zur Apotheke Conrad preisgünstiger.
}}

===Schöneberg===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad Electronic
|Straße=Kleiststraße 30-31
|PLZ=10787
|Ort=Berlin
|Telefon=0180 5 564445
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Sa. 10.00-20.00 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.de/de/filialen/filiale-berlin-schoeneberg.html
|Email=
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Atzert Radio
|Straße=Kleiststraße 32-33
|PLZ=10787
|Ort=Berlin
|Telefon=
|Fax=
|Öffnungszeiten= nur online
|Weblink=http://www.atzert-radio.de/
|Email=
|Bemerkung=Ist geschlossen (27.3.2015) und nur noch Online verfügbar
}}

=== Treptow-Köpenick ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Berrybase
|Straße=Am Studio 20d
|PLZ=12489
|Ort=Berlin (Adlershof)
|Telefon=030 / 629 386 710
|Fax=
|Öffnungszeiten=Montag - Freitag 10:00 - 17:00 Uhr
|Weblink=https://www.berrybase.de/
|Email=
|Bemerkung= Online-Versand für Mikrocontroller & Module, auch einzelne Bauteile, Abholung möglich
}}

==Brandenburg==

===Cottbus===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Klauck Electronic-Shop
|Straße=Karl-Liebknecht-Str. 53a
|PLZ=03046
|Ort=Cottbus
|Telefon=0355 / 797044
|Fax=
|Öffnungszeiten=
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung=reichlich eigene Parkplätze im Hof
 Mai 2014: seit längerem geschlossen :(
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=electronic Shop cottbus
|Straße=Schweriner Str. 2
|PLZ=03046
|Ort=Cottbus
|Telefon=0355 / 2890585
|Fax=0355 / 539545
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 09.00 - 12.00 Uhr, 14.00 - 18.00 Uhr
|Weblink=http://www.eshop-cb.de/eshop/
|Email=
|Bemerkung=der Shop ist sehr jung, daher ist das Team noch etwas unerfahren, macht dies aber durch Freundlichkeit wett
 Von der Straße aus nicht auszumachen, am besten zu Fuß erkunden. Mai 2014: Eintrag noch immer aktuell
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Koenig Elektronik / Technorm
|Straße=Karl-Liebknecht-Str. 59
|PLZ=03046
|Ort=Cottbus
|Telefon=0355 22746
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 08.00 - 14.00 Uhr
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung=ein "typischer Krämerladen", hat aber genau das, was man vom lokalen Händer erwartet.
 richtet sich eher an gewerbliche Radiotechniker, verkauft aber problemlos auch an Endkunden.
 Laden im Hinterhof. Mai 2014: Eintrag noch aktuell
}}

===Frankfurt (Oder)===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Elektronik Service Landrock
|Straße=Karl-Ritter-Platz 8-9
|PLZ=15230
|Ort=Frankfurt (Oder)
|Telefon=0335 / 6802029
|Fax=0335 / 684171
|Öffnungszeiten=Mo-Fr. 10-18 Uhr
|Weblink=http://www.landrock-elektronik.de/
|Email=
|Bemerkung=Jürgen (Chef) ist superfreundlich, habe jahrelang dort eingekauft.
}}

==Bremen==
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad Electronic
|Straße=Borgwardstr. 2
|PLZ=28279
|Ort=Bremen
|Telefon=01 80 / 55 64 44 5
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo-Fr 10.00-19.00 Uhr Sa 10.00-18.00 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.de/de/filialen/filiale-bremen.html
|Email=
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Schuricht Distrelec GmbH
|Straße=Rehland 8
|PLZ=28832
|Ort=Achim
|Telefon= 04 20 2 / 97 47-97
|Fax=
|Öffnungszeiten=
|Weblink=https://www.distrelec.de
|Email=
|Bemerkung= Nur telefonische Bestellung. Wenn man bei der Bestellung explizit sagt dass man die Sachen in Achim abholen möchte, dann klappt dies auch... meistens...
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Widi-Elektronik
|Straße=Waller-Heerstraße 29
|PLZ=28217
|Ort=Bremen
|Telefon= 0421 - 39 61 137
|Fax=
|Öffnungszeiten= Mo-Sa: 9.30-13, Mo-Fr: 15-18
|Weblink=http://widi-elektronik.de/
|Email=
|Bemerkung= Hat fast alles, am besten vorher die genaue Bezeichnung im Katalog (auf der Website zu finden) aufschreiben und eine Liste vorlegen. Dann geht's auch relativ zügig
! Laden seit mind 2 Jahren geschlossen !
Ba, 17.1.21
}}

==Hamburg==
=== Hammerbrook ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Radio Kölsch
|Straße=Kreuzbrook 14
|PLZ=20537
|Ort=Hamburg
|Telefon=040 / 653 00 81
|Fax=040 / 653 00 80
|Öffnungszeiten=Montag - Freitag 10:00 - 19:00 Uhr, Samstag 10:00 - 16:00 Uhr
|Weblink=http://www.radiokoelsch.de/
|Email=
|Bemerkung= Sortiment nahezu komplett umgestellt auf Leuchten und Textilkabel. Eine kleine Auswahl historischer Bauteile wird auf der Homepage noch angeboten. Ansonsten gibt es noch diverses "Chinawerkzeug" und Ersatzteile für Haushaltsgeräte
}}

===Hoheluft Ost===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Statronic
|Straße=Hoheluftchaussee 84
|PLZ=20253
|Ort=Hamburg
|Telefon=040 / 422 33 22
|Fax=040 / 422 33 25
|Öffnungszeiten=
|Weblink=http://www.statronic.de
|Email=
|Bemerkung=Stand 06/2014 kaum noch Bauteile verfügbar, mit Chance bekommt man einfache Teile z.B. Schraubklemmblöcke.
}}

==Hessen==
===Kassel===

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Schuro Elektronik GmbH
|Straße=Friedrich-Ebert-Straße 3
|PLZ=34117
|Ort=Kassel
|Telefon=0561 / 16415
|Fax=0561 / 770318
|Öffnungszeiten=
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung= keine Abholung von Bauteilen möglich
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=NT-Elektronik Toprakci Nihat Elektronik
|Straße=Hoffmann-von-Fallersleben-Str 3
|PLZ=34117
|Ort=Kassel
|Telefon=0561 / 2020858
|Fax=0561 / 2020857
|Öffnungszeiten=Montag - Freitag 10:00 – 19:00 Uhr, Samstag 10:00 – 16:00 Uhr
|Weblink=http://www.nt-elektronik.de/
|Email=NT-Elektronik@hotmail.de
|Bemerkung= extrem überteuerte Bauteile (Reichelt 1 cent, dort 3 euro, da er reichelt boykottiert), schlecht sortiert und unfreundlich
}}

===Wetzlar===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Electronic-Shop Lutz Hoffmann
|Straße=Silhöfertorstr. 3
|PLZ=35578
|Ort=Wetzlar
|Telefon=06441 / 94627
|Fax=06441 / 946271
|Öffnungszeiten=Mo. - Sa. 9.00 - 13.00 Uhr Mo. - Fr. 14.00 - 18.00 Uhr
|Weblink=http://www.funk-shop.de/
|Email=mail@funk-shop.de
|Bemerkung=
}}

===Wöllstadt===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=ELW Elektronik Handels GMBH
|Straße=Am Kalkofen 10
|PLZ=61206
|Ort=Wöllstadt
|Telefon=06034-4411
|Fax=06034-5739
|Öffnungszeiten=Mo. - Fr. 08.30 - 18.00 Uhr Sa. 08.30 - 13.00 Uhr
|Weblink=http://www.elw-elektronik.com/
|Email=elw-gmbh@t-online.de
|Bemerkung=Ein Superladen, gut sortiert, Personal ist extrem freundlich
}}

==Mecklenburg-Vorpommern==
===Rostock===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=A-Z City-Stores
|Straße=Doberaner-Hof
|PLZ=
|Ort=Rostock
|Telefon=0381-4031171
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo. – Fr. 9.30 – 19.30 Uhr Sa. 9.30 – 16.00 Uhr
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung=geringes Angebot recht teuer
}}

==Niedersachsen==
===Braunschweig===

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Elektronik Bauteile Vertrieb - Dipl.-Ing. Jörg Bassenberg
|Straße=Nußbergstraße 9
|PLZ=38102
|Ort=Braunschweig
|Telefon=0531-79 17 07
|Fax=0531-7 60 22
|Öffnungszeiten=
|Weblink=http://www.bassenberg.de/
|Email=info@bassenberg.de
|Bemerkung= Kleines Ladengeschäft, hauptsächlich ältere Bauteile vorrätig. Schliesst sein Geschäft. Bauteilabverkauf soll ab Dez. 2021 beginnen.
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=ChiliTec GmbH
|Straße=Bäckerberg 12
|PLZ=38165
|Ort=Lehre-Essenrode
|Telefon=05301-9029980
|Fax=05301-9029988
|Öffnungszeiten=Mo-Fr 8-17 Uhr
|Weblink=http://www.chilitec.de/
|Email=willkommen@chilitec.de
|Bemerkung= Elektronik-Großhandel mit Schwerpunkt auf LED-Beleuchtung und Haustechnik. Versand oder Selbstabholung möglich.
}}

===Buxtehude===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Sell-Elektronik
|Straße=Brillenburgsweg 31A
|PLZ=21614
|Ort=Buxtehude
|Telefon=04161-88305
|Fax=-
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 10:00-12:00 Uhr & 15:00-18:30 Uhr, Sa. 10:00-13:00 Uhr
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung=Ladengeschäft. Riesen Sortiment an passiven, aktiven und mechanischen Bauteilen. Gute Beratung und faire Preise.
}}

===Goslar===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Thometzek-Elektronik
|Straße=Marktstr. 12
|PLZ=38640
|Ort=Goslar
|Telefon=05321-23773
|Fax=05321-20180
|Öffnungszeiten=Mo-Sa: 9:00-13:00 Uhr, Mo,Di,Do,Fr: 14:30-18:00 Uhr
|Weblink=http://www.thometzek-elektronik.de
|Email=ruediger.thometzek@t-online.de
|Bemerkung=Kleines Ladengeschäft mit CB- und Amateurfunk, Lichttechnik, ... und Bauteilen
}}

===Hannover===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Radio Menzel-Electronic
|Straße=Fössestraße 6
|PLZ=30451
|Ort=Hannover
|Telefon= 0511 442607
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo-Fr: 10:00-13:30, 14:30-18:00 Sa: 10:00-13:30
|Weblink=http://www.menzel-electronic.de
|Email=
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Zloch-Elektronik
|Straße=Calenberger Str. 33
|PLZ=30169
|Ort=Hannover
|Telefon=0511 15575
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo-Fr: ? Sa: ?
|Weblink=keine
|Email=
|Bemerkung= '''Geschlossen''' - Zloch Elektronik ist einer der ältesten Läden dieser Art in Hannover. Man bekommt dort auch Bauteile, die selten sind (Restbestände alter Zeiten). Anfahrt mit öffentlichen Verkehrsmitteln: Haltestelle Humboldtstraße oder Haltestelle Waterloo. Seit mindestens September 2013 geschlossen (laut Schild). Seit mindestens August 2014 wird Inventar in Umzugskisten verpackt.
}}

===Lüneburg===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Beusch Elektronik
|Straße=Reichenbachstr. 8
|PLZ=21335
|Ort=Lüneburg
|Telefon=04131 33311
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo und Sa geschlossen, Di - Fr 10:00-13:00, 14:00-18:00
|Bemerkung=Gibt's nicht mehr! :-(
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=EleConT - Peter Schoss
|Straße=Schierenweg 29a
|PLZ=21382
|Ort=Brietlingen
|Telefon=04133 404843
|Fax=
|Öffnungszeiten=nach Absprache
|Weblink=http://www.elecont.de/
|Email=info@elecont.de
|Bemerkung=
}}

===Oldenburg===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=ebc Utz Kohl GmbH
|Straße=Alexanderstraße 31
|Telefon=0441 82114
|Fax=0441 85801
|Weblink=www.e-b-c-elektronik.de
|Email=kontakt@e-b-c-elektronik.de
|PLZ=26121
|Ort=Oldenburg
|Öffnungszeiten=Mo. - Fr. 9:00 - 12:30 und 13:30 - 18:00 Uhr, Sa. 9:00 - 13:00 Uhr
|Bemerkung=
}}

===Osnabrück===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Heinicke-electronic
|Straße=Meller Str. 43
|PLZ=49084
|Ort=Osnabrück
|Telefon=0541 587666
|Fax=0541 586614
|Öffnungszeiten=Mo-Fr. 9:30-13:00Uhr und 14:30-18:00Uhr Sa. 9:30-13:00Uhr
|Weblink=http://www.heinicke-electronic.de/
|Email=sales@heinicke-electronic.de
|Bemerkung=Haben auch einen PC Shop nebenan.
}}

===Sande===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Reichelt Elektronik
|Straße=Elektronikring 1
|PLZ=26452
|Ort=Sande
|Telefon=04422-955 333
|Fax=04422-955 111
|Öffnungszeiten=Montag - Donnerstag: 9:00 - 17:00 Uhr; Freitag: 9:00 - 15:30 Uhr
|Weblink=http://www.reichelt.de
|Email=
|Bemerkung=
}}

==Nordrhein-Westfalen==
===Aachen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=AG-Elektronik
|Straße=Hirschgraben 9-11
|PLZ=52062
|Ort=Aachen
|Telefon=0241-25226
|Öffnungszeiten= Mo, Do 09:30 bis 18.30, Di, Mi, Fr 09:30 Uhr bis 18:00 Uhr, Sa 10:00-14:00 Uhr
|Weblink=http://agelektronik.de
|Email= [mailto:info@agelektronik.de info@agelektronik.de]
|Bemerkung= ab 10.03.2021 12:00 Uhr - 17:00 Uhr mit begrenzter Kundenzahl wieder geöffnet
}}

Übernommen aus [http://aachen.wikia.com/wiki/Elektronik-Teile http://aachen.wikia.com/wiki/Elektronik-Teile]. Die Liste dort ist größer.
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=TH-Elektronic
|Straße=Karlsgraben 47
|PLZ=52062
|Ort=Aachen
|Telefon=0241-404593
|Fax=0241-404594
|Öffnungszeiten= Mo-Fr 9-19:30 Sa 9-16 Uhr
|Weblink=http://www.th-electronic.de
|Email= [mailto:th@th-electronic.de th@th-electronic.de], [mailto:th@th-electronic.com th@th-electronic.com]
|Bemerkung=
}}

'''Nähere Umgebung:'''
* Fleu Elektronik, Kantgasse 26, 52477 Alsdorf, Tel. 02404/22240, ubestätigt: Öffnungszeiten Mo - Fr. von 09 - 12 und 15 - 19 Uhr.
* Zilles Elektronik GmbH, Bauelemente für die Elektronik, Aachener Str. 415, 41069 Mönchengladbach, Tel: 02161-176005

===Bielefeld===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=alpha electronic Ing. A. Berger GmbH
|Straße=Oldentruper Str. 104
|PLZ=33604
|Ort=Bielefeld
|Telefon=0521-324333
|Fax=0521-320435
|Öffnungszeiten=Mo. – Sa. 9.00 – 13.00 Uhr Mo. – Fr. 14.00 – 18.00 Uhr
|Weblink=http://www.alphaelectronic.de/
|Email=info@alphaelectronic.de
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Fuchs und Lützow Elekronik - Handelsges. mbH
|Straße=Heeper Str. 184
|PLZ=33607
|Ort=Bielefeld
|Telefon=0521-5576555
|Fax=0521-5576557
|Öffnungszeiten=Mo. – Sa. 9.00 – 13.00 Uhr Mo. – Fr. 14.00 – 18.00 Uhr
|Weblink=http://www.electronicfuchs.com/
|Email=info@electronicfuchs.com
|Bemerkung=
}}

===Bonn===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad Electronic
|Straße=Karlstraße 3
|PLZ=53115
|Ort=Bonn
|Telefon=0180 5 564445
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Sa. 10.00-20.00 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.de/de/filialen/filiale-bonn.html
|Email=filiale.bonn@conrad.de
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=CSD-Electronics
|Straße=Bunsenstraße 3
|PLZ=53121
|Ort=Bonn
|Telefon=0228 85041574
|Fax=0228 85041600
|Öffnungszeiten=Mo-Do 10-12 und 14-17 Uhr Fr 10-12 und 14-16 Uhr. Andere Uhrzeiten? Anrufen!
|Weblink=http://www.csd-electronics.de/?pk_campaign=micro_locale
|Email=support@csd-electronics.de
|Bemerkung=Artikel können online bestellt und im Laden abgeholt werden
}}

=== Burscheid ===

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=RS Elektronik
|Straße=Lungstrasse 8
|PLZ=51399
|Ort=Burscheid
|Telefon=02173-22766 und 0152-02117045
|Fax=
|Email=[mailto:rs-elektronik@gmx.de rs-elektronik@gmx.de]
|Öffnungszeiten=
Mo-Fr: 15:00-18:00 / Sa: 10:00-13:00 / An Feiertagen auf Anfrage
|Weblink=http://rs-elektronik.com/ und http://www.facebook.com/RS-Elektronik-185153235231355/
|Bemerkung=Bisheriger Inhaber R. Sinzel in Langenfeld. Firma wird seit 2015 von Maximilian von Blohn in Burscheid weitergeführt
}}

===Castrop-Rauxel===

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Thomas Schmitt Elektronik
|Straße=Am Kärling 98
|PLZ=44581
|Ort=Castrop-Rauxel
|Telefon=0177 - 770 15 39
|Fax=
|Öffnungszeiten=
|Weblink=http://www.elektronik-wunderland.de
|Email=mail@elektronik-wunderland.de; elektrowunder@arcor.de
|Bemerkung=Kein Ladenlokal. Online Bestellung möglich
}}

===Emsdetten===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Elektronik-Shop Emsdetten
|Straße=Borghorster Str. 28
|PLZ=48282
|Ort=Emsdetten
|Telefon=02572-83546
|Fax=02572-9606299
|Öffnungszeiten=Mo: 14:30 - 18:00 Uhr, Di - Fr: 9:00 - 12:30 und 14:30 - 18:00 Uhr, Sa: 9:00 - 12:30 Uhr
|Weblink=http://www.elektronik-shop-emsdetten.de/
|Email=info@elektronik-shop-emsdetten.de
|Bemerkung=
}}

===Essen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad Electronic
|Straße=Altendorfer Str. 11
|PLZ=45127
|Ort=Essen
|Telefon=01805-564445
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo. – Fr. 10.00 – 19.30 Uhr Sa. 9.30 – 18.00 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.de/de/filialen/filiale-essen.html
|Email=filiale.essen@conrad.de
|Bemerkung=schräg gegenüber von IKEA, Tiefgarage im UG für Kunden kostenlos, Karte an der Kasse lochen lassen
'''Achtung: Seit dem 03.01.2022 keine Beratung und Verkauf von Bauteilen und Kabel-Meterware mehr!'''
}}

===Geldern===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=BSAB-Elektronik Strulik & Bosch GmbH
|Straße=Zeppelinstr. 8
|PLZ=47608
|Ort=Geldern
|Telefon=02831/12051
|Fax=02831/2437
|Öffnungszeiten=Mo. – Fr. 8.00 – 17.00 Uhr
|Weblink=http://www.bsab-elektronik.de/
|Email=
|Bemerkung=
}}

===Iserlohn===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Techno-Center-Schmitt
|Straße=Raiffeisenstr. 14
|PLZ=58638
|Ort=Iserlohn
|Telefon=02371/2197931
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo. – Fr. 10.00 – 18.00 Uhr Sa. von 10:00 – 14:00 Uhr
|Weblink=[https://www.ebay.de/str/technocenterschmittelektronik?mkevt=1&mkcid=1&mkrid=707-53477-19255-0&campid=5337464680&customid=&toolid=10001 ebayshop TechnoCenterSchmitt]
|Email=[mailto:tcs24@gmx.net tcs24@gmx.net]
|Bemerkung=
}}

===Köln===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=M. + M. van der Meyden GmbH
|Straße=Breite Straße 101
|PLZ=50667
|Ort=Köln
|Telefon=0221/2576369
|Fax=0221/2576369
|Öffnungszeiten=Mo.–Fr. von 9:30 – 19:00 Uhr Sa. von 10:00 – 16:30 Uhr
|Weblink=http://vandermeyden.de
|Email=http://vandermeyden.de/?page_id=13
|Bemerkung=Sehr teuer (Standard Quarz HC49/S --> 1,50€); Muss manche µCs extra bestellen, die gängigsten AVR-Typen in DIP jedoch auf Lager
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Radiomag
|Straße=Kölner Str. 222
|PLZ=51149
|Ort=Köln
|Telefon=+4922039166040
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo. - Fr.: 10.00 bis 16.00
|Weblink=https://www.radiomag.com.de
|Email=vitkovskyy@radiomag.com.de
|Bemerkung=So ziemlich alles da: Potis, Kondensatoren, ICs, Trafos, Multimeter, Lautsprecherchassis und was man sonst noch so braucht. Preise sind sehr fair (4093 für 0.29 Euro in 2020) und alle online einsehbar (immer beim Artikel auf "verfügbar" klicken und dann schauen wie viele in Köln auf Lager sind).
}}

===Düren===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Hallmanns Elektronik
|Straße=Weierstraße 41
|PLZ=52349
|Ort=Düren
|Telefon=02421 16635
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr.: 09:00-18:00 Uhr Sa: 09:00 - 13:00 Uhr
|Weblink=http://www.hallmanns.com
|Email=info@hallmanns.com
|Bemerkung=
}}
 

===Bergisch Gladbach===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=MS-Elektronik
|Straße=Laurentiusstraße 20
|PLZ=51465
|Ort=Bergisch Gladbach
|Telefon=02202 - 93 22 17
|Fax=02202 - 93 22 18
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr.: 09:00-12:30 & 14:30 - 18:30 Uhr Sa: 09:00 - 14:00 Uhr
|Weblink=http://www.ms-elektronik.info/
|Email=info@ms-elektronik.info
|Bemerkung= Auch Versand. Macht leider nichts mehr im Bereich Modellbau.
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=DARISUS GmbH
|Straße= De-Gasperi-Straße 8
|PLZ=51429
|Ort=Bergisch Gladbach
|Telefon=02204 - 98 18 11
|Fax=
|Öffnungszeiten=
|Weblink=https://darisusgmbh.de
|Email=
|Bemerkung=Nur Abholung von vorher online bestellten Teilen. Telefonisch 0 Erreichbarkeit.
}}

===Monheim am Rhein===

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Schukat electronic Vertriebs GmbH
|Straße=Daimlerstraße 26
|PLZ=40789
|Ort=Monheim am Rhein
|Telefon=02173 - 950-5
|Fax=02173 - 950-999
|Öffnungszeiten=montags bis freitags zwischen 8 Uhr und 18 Uhr
|Weblink=http://www.schukat.com
|Email=info@schukat.com
|Internet: www.schukat.com
|Bemerkung=nur Gewerblich Teile können nach Vorbestellung auch abgeholt werden !
}}

===Münster===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Omega electronic GmbH
|Straße=Salzstraße 35
|PLZ=48143
|Ort=Münster
|Telefon=Tel:0251-3844540
|Fax= 0251-38445414
|Öffnungszeiten=Mo. – Sa. 10.00 – 19.30 Uhr
|Weblink=http://www.omega.ms/
|Email=info@omega.ms
|Bemerkung=Neu in Münster und sehr nah am Hauptbahnhof.
}}

=== Oberhausen ===

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=KDH-ELEKTRONIK Klaus-Dieter Hösterey
|Straße=Kurfürstenstr. 151
|PLZ=46147
|Ort=Oberhausen-Holten
|Telefon=0208-63547742
|Fax=0208-63547744
|Öffnungszeiten=Mo–Fr 10:00–17:00 Uhr, Samstags 10:00-13:00 Uhr
|Email= [mailto:kdh-elektronik@t-online.de kdh-elektronik@t-online.de]
|Weblink=http://www.kdh-elektronik-oberhausen.de/
|Bemerkung= vormals Eduard Urban Elektronik Duisburg. [http://www.openstreetmap.de/karte.html?zoom=18&lat=51.51577&lon=6.79613&layers=B000TT%20ANfahrt Openstreetmap]
}}

===Paderborn===
Keine mehr

===Recklinghausen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Elektronik-Center Wenzlik, Inh. H.- J. Juhnke
|Straße=Halterner Straße 24
|PLZ=45657
|Ort=Recklinghausen
|Telefon=02361-14103
|Fax=02361-182489
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr.: 9.00h-13.00h u. 14.30h-18.30h, Sa.: 10.00h-13.00h geöffnet!
|Weblink=http://www.ju-tec.de
|Email=[mailto:Anfrage@JU-TEC.DE Anfrage@JU-TEC.DE]
|Bemerkung= Elektronik Einzelhandel 35.000 verschiedene Artikel vorrätig.
 '''Leider "vorübergehend" geschlossen.''' 
}}

===Siegen===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Radig Hard & Software, Inh. U. Radig
|Straße=An der Bahn 18
|PLZ=57223
|Ort=Kreuztal
|Telefon=02732-762442
|Fax=02732-762443
|Öffnungszeiten=Nach Vereinbarung
|Weblink=http://www.ulrichradig.de
|Email=[mailto:mail@ulrichradig.de mail@ulrichradig.de]
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=RME-Service
|Straße=Lärchenhof 1
|PLZ=57223
|Ort=Kreuztal
|Telefon=02732-582170
|Fax=02732-582171
|Öffnungszeiten=Do/Fr 09:00-18.00, Sa nach Vereinbarung
|Weblink=http://www.rme-service.de/
|Email=
|Bemerkung=
}}

===Wuppertal===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=WE elektronik
|Straße=Sedanstraße 88
|PLZ=42281
|Ort=Wuppertal
|Telefon=0202-510444
|Fax=0202-510666
|Öffnungszeiten=Mo.- Fr. 9.00 - 18.00
|Weblink=http://www.we-wuppertal.de/
|Email=info@we-wuppertal.de
|Bemerkung=Ladenlokal zum 27.04.2018 geschlossen. Onlineshop: [https://www.ebay.de/str/wewuppertal WeWuppertal]
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=K&K Elektronic
|Straße=Höhne 33
|PLZ=42275
|Ort=Wuppertal
|Telefon=0202
|Fax=0202
|Öffnungszeiten=
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung=
}}

==Rheinland-Pfalz==
===Andernach===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=EDV + Elektronic Systeme Manuel Zitzer e.K.
|Straße=Füllscheuer 30
|PLZ=56626
|Ort=Andernach
|Telefon=02632/9293-0
|Fax=02632/9293-33
|Öffnungszeiten=Montag-Freitag 8:00 Uhr - 12:00 Uhr und 14:00 Uhr - 18:00 Uhr, Dienstag zusätzlich bis 19:00 Uhr, Samstag geschlossen
----

|Weblink=http://www.eleksys.de/
|Email=info@eleksys.de

----

|Bemerkung=
}}

===Kaiserslautern===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=BURCKHARDT-ELEKTRONIK
|Straße=Waldstr. 17
|PLZ=67659
|Ort=Kaiserslautern
|Telefon=+49 (0)631 70114
|Fax=49 (0)631 70162
|Öffnungszeiten=Montag-Donnerstag 8:00 Uhr - 16:45 Uhr/Freitag 8:00 Uhr - 12:00 Uhr
|Weblink=http://www.burckhardt-elektronik.de
|Email=burckhardt-elektronik@web.de
|Bemerkung=
}}

===Koblenz===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Radio Erbar
|Straße=Bahnhofstr. 40
|PLZ=56068
|Ort=Koblenz
|Telefon=0261/34782
|Fax=0261/14570
|Öffnungszeiten=Montag-Freitag 9:00 Uhr - 18:00 Uhr/Samstag 9:00 Uhr - 12:00 Uhr
|Weblink=http://www.radio-erbar.de/
|Email=webmaster@radio-erbar.de
|Bemerkung= Achtung, Elektronik-Shop für immer geschlossen. Nur noch Veranstaltungstechnik
}}

===Mainz===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Elektronik Schmidt
|Straße=Boppstraße 62 - 64
|PLZ=55118
|Ort=Mainz
|Telefon=0180 5312111
|Fax=
|Öffnungszeiten=Montag - Freitag 09.00 Uhr - 13.00 Uhr und 14.00 Uhr - 18.00 Uhr 
Samstag 09.00 Uhr - 13.00 Uhr
|Weblink=http://www.schmidt-electronic.de
|Email=
|Bemerkung=
}}

==Saarland==
=== Dillingen ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Lutwin Bosch Elektronik
|Straße=Weinligstr.38
|PLZ=66763|Ort=Dillingen|Telefon=+49 (6831) 77165
|Fax= +49 (6831) 704302
|Öffnungszeiten= Mo+Di Do+Fr 8:00-12:00 Uhr / 14:00-17:00 Uhr
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung=Handel mit elektronischen Bauteilen und Komponenten auch Privatverkauf.
}}

=== Saarbrücken ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=ESS Elektronik Service Skowronek
|Straße=Peter-Zimmer-Str. 13
|PLZ=66123
|Ort=Saarbrücken
|Telefon=+49 (681) 816414
|Fax= +49 (681) 816992
|Öffnungszeiten= Mo-Fr 8:00-12:00 Uhr / 14:00-18:00 Uhr
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=EXP Tech GmbH
|Straße=Schroten 8
|PLZ=66121
|Ort=Saarbrücken
|Telefon=+49 (681) 965901-50
|Fax= +49 (681) 965901-69
|Öffnungszeiten=
|Weblink= http://www.exp-tech.de
|Email=info@exp-tech.de
|Bemerkung= Online Verkauf, Abholung vor Ort laut FAQ nicht (mehr?) möglich
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=roboter-bausatz.de (anzado GmbH)
|Straße=Römerstadt 2-4
|PLZ=66121
|Ort=Saarbrücken
|Telefon=+49 (681) 383 58 26
|Fax= +49 (681) 383 58 24
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9-12 Uhr und 14-16 Uhr
|Weblink= https://www.roboter-bausatz.de
|Email=info@anzado.com
|Bemerkung= Online Verkauf, Abholung vor Ort möglich
}}

==Sachsen==
===Chemnitz===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=mükra electronic shop GmbH
|Straße=Reichsstraße 58
|PLZ=09113
|Ort=Chemnitz
|Telefon=0371/365736
|Fax=0371/365736
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 10.00 Uhr - 18.00 Uhr Sa. 10.00 Uhr - 13.00 Uhr
|Weblink=http://www.muekra.com/filiale_chemnitz.html
|Email=
|Bemerkung='''Geschäft existiert nicht mehr (Stand 01/2022)'''
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=köhler-elektronik Firma Michael Köhler
|Straße=Erfenschlager Straße 31
|PLZ=09125
|Ort=Chemnitz
|Telefon=(03 71) 51 91 03
|Fax=(03 71) 51 91 04
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. von 9 - 18 Uhr
|Weblink=http://www.koehler-elektronik.de
|Email=
|Bemerkung='''Geschäft existiert nicht mehr (Stand 01/2022)'''
}}

===Dresden===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Elektronic-Shop Meissen Rainer Pötzsch
|Straße=Neugasse 34
|PLZ=01662
|Ort=Meissen
|Telefon= +49 3521 452301
|Fax= +49 3521 452399
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. von 9 - 19 Uhr Sa. von 9 - 32 Uhr
|Weblink=http://www.electronic-poetzsch.de
|Email=
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=ANVILEX GmbH
|Straße=Enderstrasse 94 Gebäude C, 1.OG
|PLZ=01277
|Ort=Dresden
|Telefon=+49 351 40945521
|Fax=+49 351 40945524
|Öffnungszeiten=
|Weblink=http://shop.anvilex.de
|Email=information@anvilex.de
|Bemerkung=
}}

===Leipzig===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=ELMICRO Computer GmbH & Co. KG
|Straße=Hohe Str. 9-13
|PLZ=04107
|Ort=Leipzig
|Telefon=+49-(0)341-9104810
|Fax=+49-(0)341-9104818
|Öffnungszeiten=Mo.-Sa.: 09.00-17.00 Uhr
|Weblink=http://elmicro.com/de/ela-leipzig.html
|Email=leipzig|at|elmicro.com
|Bemerkung=Besucher werden gebeten, sich kurzfristig telefonisch anzumelden.
}}

===Zwickau===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Elektronik Neumerkel GmbH
|Straße=Kolpingstraße 20
|PLZ=08058
|Ort=Zwickau
|Telefon=+ 49 (0)375-589920
|Fax=+ 49 (0)375-5899222
|Öffnungszeiten=Mo. - Fr. 9:00 - 18:00 Uhr, Sa. 9:00 - 12:30 Uhr
|Weblink=http://www.neumerkel.de
|Email=info@neumerkel.de
|Bemerkung=
}}

==Sachsen-Anhalt==
===Magdeburg===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=mittrenga electronic
|Straße=Maxim-Gorki-Str. 34
|PLZ=39108
|Ort=Magdeburg
|Telefon=0391/7333500
|Fax=0391/7346538
|Öffnungszeiten= Dauerhaft geschlossen
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung=Keine Microcontroller
}}
Habe heute versucht den Shop persönlich zu erreichen.
Leider war der Shop nicht mehr da.
Die Telefonnummer ist auch nicht erreichbar.
Der Inhaber ist verstorben. Leider.

===Halle (Saale)===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Funkhaus Alter Markt
|Straße=Alter Markt 6
|PLZ=06108
|Ort=Halle
|Telefon=0345/2831651
|Fax=0345/2831651
|Öffnungszeiten=Mo bis Fr
|Weblink=http://www.fernsehklinik-halle.de/
|Email=Service@Fernsehklinik-Halle.de
|Bemerkung=elektronische Bauteile aller Art gut sortiert auf Lager. Nach Möglichkeit vorher telefonisch nachfragen(!), damit das Teil aus dem Lager geholt werden kann, insgesamt vergleichsweise teuer, ansonsten recht unkompliziert
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Westfalia
|Straße=Grenzstraße 35
|PLZ=06112
|Ort=Halle
|Telefon=0345 560 62 31
|Fax=0345 560 62 32
|Öffnungszeiten=
Montag - Mittwoch 08.00 - 18.30

Donnerstag 08.00 - 19.00

Freitag 08.00 - 18.30

Samstag 08.30 - 13.30

|Weblink=
|Email=
|Bemerkung=Elektronikmäßig relativ klein sortiert, keine einzelnen Bauelemente, dafür Restposten-/Sortimentebeutel mit jeweils verschiedenen Widerständen, Kondensatoren, Transistoren, LEDs etc.
Ferner Platinen, vereinzelt Trafos, jede Menge Bausätze, Lötzubehör, Lautsprecher, Stecker, Buchsen und Kabel aller Art, Gehäuse
}}

==Schleswig Holstein==
===Kiel===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Elektronik Schmidt Inh. Karl Heinz Parting - seit 2015 Geschlossen!
|Straße=Adelheidstr. 28
|PLZ=24103
|Ort=Kiel
|Telefon=0431 94682
|Fax=0431 92574
|Öffnungszeiten=
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung= viele historische Bauteile verfügbar, Röhren, hat leider Ende 2015 den Laden geschlossen!
}}

===Lübeck===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Lenzner Jürgen Elektronik GmbH - seit 2016 geschlossen !
|Straße=Krähenstraße 19
|PLZ=23552
|Ort=Lübeck
|Telefon=0451 77336
|Fax=
|Öffnungszeiten=
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung= keine uC, teils historische Bauteile verfügbar, Röhren, LEDs überteuert
}}

==Thüringen==

===Erfurt===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Thiemann-Elektronik
|Straße=Schmidtstedter Str. 12
|PLZ=99084
|Ort=Erfurt
|Telefon=0361/21697687
|Fax=0361/21697688
|Öffnungszeiten=Mo-Fr 09.30-13.00 und 14.00-18.30, Sa 10.00-13.00
|Weblink=http://www.thiemann-elektronik.de
|Email=info@thiemann-elektronik.de
|Bemerkung=Nähe Hauptbahnhof 
}}

===Erfurt===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=BASTLERLAND
|Straße=Fritz-Büchner-Str. 16a
|PLZ=99086
|Ort=Erfurt
|Telefon=0152 54014175
|Öffnungszeiten=Di 14.00-18.00, Do 14.00-18.00
|Weblink=http://www.bastlerland.de
|Email=info@bastlerland.de
|Bemerkung=Nähe Netto Steinplatz Erfurt
}}

===Jena===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Stefan Schmutzer VAT Elektronik
|Straße=Bachstraße 10
|PLZ=07743
|Ort=Jena
|Telefon= (03641)447184
|Fax=
|Öffnungszeiten= Mo-Fr. bis 18:00Uhr. Sa zu
|Weblink=
|Email=
|Bemerkung= reichlich teuer. Für einzelne Kleinteile jedoch definitiv zu empfehlen, wenn man nicht gleich bestellen will
}}

===Gera===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname= Neumerkel Elektronik
|Straße=Karl-Schurz-Straße 12
|PLZ=07545
|Ort=Gera
|Telefon= +49 (0) 3 65 - 82 46 90
|Fax= +49 (0) 3 65 - 82 46 922
|Öffnungszeiten= Mo-Fr. 9.00 bis 18:00Uhr. Sa 9.00 bis 12.00
|Weblink= http://www.neumerkel.de/gera.htm
|Email=
|Bemerkung=
}}

=Österreich=
==Linz==
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Aigner Elektronik
|Straße=Dinghoferstr. 63
|PLZ=A-4020
|Ort=Linz
|Telefon=+43 732 669691-0
|Fax=+43 732 669691-15
|Öffnungszeiten=Mo. bis Fr. 8:30 bis 17:00 (keine Mittagssperre), Samstag 8:30 bis 12:00
|Weblink=http://www.aigner.co.at/
|Email=
|Bemerkung= September 2014: Geschäft aufgelassen !!
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad Electronic
|Straße=Kornstraße 4
|PLZ=A-4060
|Ort=Linz / Leonding
|Telefon=+43 732 683040-0
|Fax=+43 732 683040-13
|Öffnungszeiten=Mo. bis Fr. 9:00 bis 18:30, Samstab 9:00 bis 17:00
|Weblink=https://www.conrad.at/de/stores/linz.html
|Email=mailto://filiale.linz@conrad.at
|Bemerkung=
}}

==Graz==
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Neuhold Elektronik
|Straße=Griesplatz 1
|PLZ=A-8020
|Ort=Graz
|Telefon=+43 (0) 316 711245
|Fax=+43 (0) 316 717419
|Öffnungszeiten=Montag bis Freitag von 9.00 - 18.00 Uhr Samstag 9.00-12.30 Uhr
|Weblink=http://www.neuhold-elektronik.at/
|Email=
|Bemerkung=Großes Sortiment mit auch sehr ausgefallenen Artikeln. Führt eine breite Produktpalette. Durchweg sehr günstige Preise, jedoch manchmal bei Standardbauteilen (Mikrocontrollern z.B. AVRs) teurer als die Konkurrenz. Vergleichbar mit Pollin.
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=L-Tronik Austria
|Straße=Karlauerstraße 5
|PLZ=A-8020
|Ort=Graz
|Telefon=Tel: +43 (0) 316 904 672
|Fax=
|Öffnungszeiten=Montag bis Freitag von 9.00 - 17.00 Uhr Samstag 9.00-12.00 Uhr
|Weblink=http://www.l-tronik.com/index.php
|Email=info@lta.at
|Bemerkung=Riesiges Sortiment an Halbleitern (Auch SMD). Solartechnik, Sicherheitstechnik, Haustechnik u.s.w..
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad
|Straße=Weblinger Gürtel 25
|PLZ=A-8054
|Ort=Graz
|Telefon=Tel: +43 (0) 50 - 20 40 73 00
|Fax=
|Öffnungszeiten=Montag bis Freitag von 9.00 - 19.30 Uhr Samstag 9.00 - 18.00 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.at/de/stores/graz.html
|Email=filiale.graz@conrad.at
|Bemerkung=
}}

==Salzburg==
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad
|Straße=Alpenstraße 95 - 97
|PLZ=5020
|Ort=Salzburg
|Telefon=050 - 20 40 81 00
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.30-18.30 Uhr Sa. 9.30-17.30 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.at/de/stores/salzburg.html
|Email=
|Bemerkung=
}}

==Wien==
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Semaf Electronics
|Straße=Alserbachstraße 10
|PLZ=1090
|Ort=Wien
|Telefon=+43 1 276 4008
|Fax=+43 1 276 4008
|Öffnungszeiten=Mo.-Do. 10.00-18.00 Uhr Fr. 10.00-12.30 und 14.30-18.00 Uhr Sa. 10.00-12.00 Uhr
|Weblink=http://electronics.semaf.at
|Email=electronics [at] semaf.at
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Technotronic
|Straße=Laxenburger Straße 74
|PLZ=1100
|Ort=Wien
|Telefon=+43 1 6029525
|Fax=+43 1 6064794
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.00-12.30 und 13.30-18.00 Uhr
|Weblink=
|Email=technotronic1100@gmail.com
|Bemerkung=alle anderen Filialen (Zieglergasse, Floridsdorfer Hauptstraße) mittlerweile geschlossen
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad
|Straße=Hütteldorfer Straße 81b (Meiselmarkt U3 Johnstrasse)
|PLZ=1150
|Ort=Wien
|Telefon=050 - 20 40 75 00
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.00-19.00 Uhr Sa. 9.00-18.00 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.at/de/stores/wien-meiselmarkt.html
|Email=
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad
|Straße=Gewerbeparkstraße 12 (Gewerbepark Stadlau)
|PLZ=1220
|Ort=Wien
|Telefon=050 - 20 40 72 00
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.00-18.30 Uhr Sa. 9.00-18.00 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.at/de/stores/wien-stadlau.html
|Email=
|Bemerkung=
}}

==Niederösterreich==
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad
|Straße=Nordring 2
|PLZ=2334
|Ort=Vösendorf/Süd
|Telefon=050 - 20 40 71 00
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9.30-18.30 Uhr Sa. 9.00-17.30 Uhr
|Weblink=https://www.conrad.at/de/stores/scs-voesendorf.html
|Email=
|Bemerkung=
}}

{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Elektronic Lauermann
|Straße=Badnerstraße 99
|PLZ=2540
|Ort=Bad Vöslau
|Telefon=02252 70275
|Fax=02252 790875
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 8.30-12.30 und 15-18 Uhr Sa. 8.30-12.30 Uhr
|Weblink=https://www.lauermann.at
|Email=rb@lauermann.at
|Bemerkung=
}}

=Schweiz=
----
== Basel-Landschaft (BL) ==
=== 4450 Sissach ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Grieder Elektronik Bauteile AG
|Straße=Reuslistrasse 62
|PLZ=4450
|Ort=Sissach
|Telefon=061 976 95 95
|Fax=061 976 95 90
|Öffnungszeiten=Mo-Do 800-1200, 1300-1600 und Fr 800-1200, 1300-1500.
|Weblink=http://shop.griederbauteile.ch/
|Email=info@griederbauteile.ch
|Bemerkung=Mindestbestellwert CHF 20. Vorbestellte Waren können abgeholt werden. Der "Laden" befindet sich 10 Minuten zu Fuss vom Bahnhof Sissach.

}}
== Bern (BE) ==
=== 2560 Nidau ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Redacom AG / thinkembedded.ch Web Shop
|Straße=Hauptstrasse 96
|PLZ=2560
|Ort=Nidau
|Telefon=+41 32 332 99 55
|Fax=+41 32 332 99 59
|Öffnungszeiten=
|Weblink =http://redacom.ch/ Shop: http://thinkembedded.ch/
|Email=order@redacom.ch
|Bemerkung=Bestellungen im Onlineshop können wahlweise versendet oder abgeholt werden.
'''Sortiment:''' Diverse Microcontroller Boards, Debugger, Programmer und USB-Messinstrumente
}}

== Luzern (LU) ==
=== Emmenbrücke ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad Electronic Schweiz
|Straße=Seetalstrasse 11
|PLZ=6020
|Ort=Emmenbrücke
|Telefon=0848/80 12 83
|Fax=041/267 32 14
|Öffnungszeiten=Mo/Di/Do 09:00-18:30, Mi/Fr 09:00-21:00, Sa 08:00-16:00 Uhr
|Weblink=http://www.conrad.ch/ce/de/content/filiale_emmenbruecke/
|Email=filiale.emmenbruecke@conrad.ch
|Bemerkung=5 Minuten vom Bahnhof Emmenbrücke GRATIS Parkhaus & Parkplätze
seit 10/2020 geschlossen.
}}

== Solothurn (SO) ==
===5014 Gretzenbach===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=EFG Electronic AG
|Straße=Köllikerstrasse 32
|PLZ=5014
|Ort=Gretzenbach
|Telefon= 062 849 23 61
|Fax= 062 849 23 70
|Öffnungszeiten=
Mo-Fr 08:30-11:30, 13:30-18:30, Mi geschlossen, Sa 09:00-16:00
|Weblink=http://www.maxland.ch/netmax/standseiten/efg/index.html
|Email=efgag@yetnet.ch
|Bemerkung=Kabel - Messgeräte - Lautsprecher - elektronische Bauteile
kein Versand, nur Ladengeschäft
}}

== Zürich (ZH) ==
===8004 Zürich===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Pusterla Elektronik AG
|Straße=Hohlstrasse 52
|PLZ=8004
|Ort= Zürich
|Telefon=044 241 56 77
|Fax=044 242 01 04
|Öffnungszeiten=
Mo-Fr 09:00-18:30, Sa 09:00-16:00
|Weblink=http://www.pusterla.ch/
|Email=info@pusterla.ch
|Bemerkung=Absoluter "Kult-Laden" mit Tradition. Wer jemals in der Schweiz einen Lötkolben in der Hand hatte, der kennt "Pusti"

Das Sortiment ist zweigeteilt: 
'''hinter dem Tresen:''' 
gutes allgemeines Bauteilesortiment, spezielle Sachen werden bestellt.
 Man nimmt sich Zeit für Fachberatung - es wird auch schon mal ein Vergleichstyp aus der Liste gesucht und dem jungen "Case-Modder" wird mit Engelsgeduld erklärt wie man den Vorwiderstand für seine coole LED-Prozessorinnenbeleuchtung berechnet.

'''vor dem Tresen - Selbstbedienung:''' 
Am Eingang nimmt man sich eine Pappschale mit Bleistift und Notizblock.
Artikel, Menge und Preise schreibt man selbst auf!

Das Sortiment bietet einen Querschnitt durch die elektronische Bauteilefertigung der letzten 50 Jahre. Sehr gute Quelle für spannungsfeste Kondensatoren und hochohmige (Leistungs-)Widerstände sowie mechanischem "Klein-Grabbel-Kram." Gute Auswahl an Gehäusen, Transformatoren (z.T. recht schräge Typen) sowie Relais und Stecker/Buchsen die die Welt wohl niemals gebraucht hat. '''Vorsicht bei Elektrolytkondensatoren:''' "historische" Lagerware, besser man hat ein ESR-Meter dabei - sodenn man hat!
 Kabel jeglicher Art gibt es ab der Rolle zum Selberabschneiden - auch 10cm sind kein Problem - ausrechnen und aufschreiben machst Du ja selber.
 Präsentation der Ware im Selbsbedienungsteil:
 Bauteile offen oder ab Gurt in kleinen, liebevoll angeschriebenen Pappschachteln (noch von Vater Pusterla), grösseren Wühlschachteln, einer Wühlecke sowie hier und da einige Merkwürdigkeiten auf dem Fussboden.
Man stelle sich das Ladenlokal eines Joint-Ventures aus Oppermann, Pollin, dem ehem. Völkner sowie dem örtlichen Entsorgungshof vor - '''das''' ist "Pusti" und so war er schon immer! 

'''Fazit:''' absolut lohnenswert, auch wenn man vielleicht nicht immer das bekommt was man wollte, dafür findet man aber alles, wonach man nie gesucht hatte!
}}

===8092 Zürich===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname="Bastli" Fachverein der Departemente Informationstechnologie und Elektrotechnik und Maschinenbau und Verfahrenstechnik an der ETH Zürich.
|Straße=Universitätsstrasse 19
|PLZ=8092
|Ort= Zürich
|Telefon= n/a
|Fax= n/a
|Öffnungszeiten=Die Öffnungszeiten gelten nur während des Semesters.
Mo 12:15 - 13:00 Uhr 
Do 12:15 - 13:00 Uhr 

|Weblink=http://www.bastli.ethz.ch/
|Email=bastli@amiv.ethz.ch
|Bemerkung=Studentischer "Bastel-Shop"
Während den Öffnungszeiten ist der Bastli-Shop im ersten Stock des UNG geöffnet.
Ihr könnt Bauteile, welche wir an Lager haben, kaufen und euch wird mit diversen elektronischen Problemen geholfen.

Organisierte Sammelbestellungen bei Fa. Reichelt / Deutschland

'''Standort:''' 

Bastli und Messplatz befinden sich in den Räumlichkeiten des AMIV im UNG Gebäude schräg gegenüber des CAB.
Es ist das gleiche Gebäude in dem auch der ehem. AMIV-Verlag respektive ehem. WBS respektive SPOD untergebracht ist.

Das Gebäude wirkt beim ersten Kontakt wohl für jeden neuen ein bisschen abschreckend. Aber keine Scheu, wenn man durch das etwas schlecht beleuchtete Treppenhaus in den ersten Stock gelangt, wendet man sich dort gleich nach rechts. Bastli und Messplatz haben die Zimmernummern C6 und C5.
}}

=== 8305 Dietlikon ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Conrad Electronic Schweiz
|Straße=Alte Dübendorferstrasse 17
|PLZ=8305
|Ort=Dietlikon
|Telefon=0848/80 12 84 (Normaltarif)
|Fax=044/805 35 14
|Öffnungszeiten=Mo-Sa 09:00-20:00 Uhr
|Weblink=http://www.conrad.ch/ce/de/content/filiale_dietlikon/
|Email=filiale.dietlikon@conrad.ch
|Bemerkung=5 Minuten vom Bahnhof Dietlikon Parkhaus & Parkplätze vorhanden
(Stand: 2012-08-27)
}}

=== 8606 Nänikon ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Distrelec Schweiz
|Straße=Grabenstrasse 6
|PLZ=8606
|Ort=Nänikon
|Telefon=044 - 944 99 11
|Fax=044 - 944 99 88
|Öffnungszeiten=Mo-Fr 07:30-18:00 Uhr (nur Abholschalter)
|Weblink=https://www.distrelec.ch
|Email=info@distrelec.com
|Bemerkung='''Abholschalter:''' (Vorbestellung unbedingt erforderlich)
Telefonisch oder online bestellte Ware kann nach ca. 2 Stunden abgeholt werden.
 Es kann auch direkt vor Ort ab Katalog bestellt werden, allerdings dann Wartezeit von min. 2 Stunden
 Bezahlung: bar/EC- und Post-Card
}}

== St. Gallen (SG) ==
=== 9443 Widnau ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Asif Elektronik
|Straße=Schützenstrasse 35
|PLZ=9443
|Ort=Widnau
|Telefon=071/722 01 57 (Normaltarif)
|Fax=071/588 02 58
|Öffnungszeiten=Mo-Fr 14:00-17:00 Uhr (Information und Support)
|Weblink=http://www.asif-elektronik.ch
|Email=sales@asif-elektronik.ch
|Bemerkung= Sprachen: Englisch und Deutsch.
 Online Geschäft. Lieferung per Post. Abholung nur nach Vereinbarung.
 Bezahlung: Überweisung/Paypal/Kreditkarte Gratis Versand ab 50 CHF.
}}

= Luxembourg =
=== L-1510 Luxembourg ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Schallllller Electronic S.à.r.l
|Straße=19, Av. de la Faïencerie
|PLZ=1510
|Ort=Luxembourg
|Telefon=+352-475239-1
|Fax=+352-471507
|Öffnungszeiten=Montag - Freitag: 08:30 - 12:30, 13:30 - 18:00 Samstag: 09:00 - 13:00
|Weblink=http://schaller-electronic.lu/index.php?home
|Email=
|Bemerkung=
}}

=== L-6905 Niederanven ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=electronic-Shop S.àr.l.
|Straße=141, route de Trèves
|PLZ=6905
|Ort=Niederanven
|Telefon=+352 269464-1
|Fax=+352 269464-64
|Öffnungszeiten=
|Weblink=www.electronic-shop.lu
|Email=info@electronic-shop.lu
|Bemerkung=Online-Bestellungen, die ein paar Tage später an der Abholtheke abgeholt werden können.
}}

=Griechenland=
==Zentralmakedonien==
===Thessaloniki===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname=Elektronika Vasileiades
|Straße=λαγκαδα 35 (βαρδαρης)
|PLZ=54629
|Ort=Thessaloniki
|Telefon=
|Fax=
|Öffnungszeiten=Mo.-Fr. 9:00-17:00 Sa. 9:00-14:00
|Weblink=http://www.elektronik.gr/
|Email=
|Bemerkung=
}}

= Türkei =
== Istanbul ==
=== Istanbul ===
{{ElektronikLieferant
|Firmenname= Ufuk Elektronik
|Straße=Yemişçi Hasan Sok. 1
|PLZ=
|Ort=
|Telefon=
|Fax=
|Öffnungszeiten= 
|Weblink=http://www.ufukelektronik.com/
|Email=
|Bemerkung= Im Gebiet des Fähranleger Karaköy gibt es einige Läden die Bauelemente anbieten. Der aufgeführte Laden wurde nur Beispielhaft aufgeführt.
}}

= Siehe auch =
* [[Platinenhersteller]]
* [[Elektronikversender]]
* [[Eisenwarenversender]]

[[Kategorie:Lieferanten]]

Spule

2022-02-04T17:03:39Z

172.26.13.188: /* Weblinks */

== Vereinfachte Erklärung ==

Während man sich einen Kondensator wie eine Art Lager für Elektronen vorstellen kann, und einen Widerstand wie ein mehr oder weniger enges Rohr für einen Wasserfluss, ist eine Analogie aus dem täglichen Leben für eine Spule ein Schwungrad. Man hat eine Antriebskraft, mit der man eine Achse in Bewegung setzen möchte, aber auf dieser ist ein großes Schwungrad befestigt. Damit sich die Antriebskraft in der Bewegung der Achse bemerkbar machen kann, muss das Schwungrad mit in Bewegung gesetzt werden, was nur langsam, nach und nach möglich ist, und wenn es sich einmal dreht, möchte es nach dem Beenden der Einwirkung der Antriebskraft zunächst einmal in derselben Richtung weiterlaufen, es kann nicht sofort abgebremst werden, und wenn man versucht, das drehende Schwungrad zu blockieren, wird bei diesem plötzlichen Abbremsen eine gewaltige Kraft freigesetzt.

Eine Spule verhält sich ähnlich. Sie ist stets bestrebt, den Stromfluss aufrecht zu erhalten, sprich sie verzögert eine schnelle Änderung des Stromflusses. Soll der Strom ansteigen, muss zunächst ein Magnetfeld aufgebaut werden, das dauert je nach anliegender Spannung und Induktivität der Spule eine gewisse Zeit. Hier wird Energie gespeichert. Soll der Stromfluss abnehmen, muss das Magnetfeld erst abgebaut werden, hier wird Energie in den Stromkreis zurückgeführt.

Diese Eigenschaft ist sehr wichtig für [[Transformatoren und Spulen]] in Schaltnetzteilen, Filtern und vielen anderen Anwendungen. Das Maß, wieviel Magnetfeld bei einem bestimmten Strom in der Spule gespeichert werden kann, wird mit dem Begriff Induktivität ausgedrückt.

Manchmal ist eine Spule aber auch von Nachteil, wenn die nämlich ungewollt die schnelle Änderung des Stromflusses bremst. Das ist meist dann der Fall, wenn Bauteile zu lange Anschlussdrähte oder Zuleitungen haben. Hier spricht man von Streuinduktivität.

== Berechnungsformeln für Spulen ==

Eine wichtige Formel ist die zur Definition der Induktivität. Das ist der charakteristischste Parameter einer Spule.

<math>L=\frac{U \cdot t}{I}</math>

Diese Formel ist vor allem für die Beschreibung des elektrischen Verhaltens einer Spule mit bekannter Induktivität wichtig. Sie sagt aus, dass wenn man an eine Spule mit 1H eine Spannung von 1V für 1s anlegt, steigt der Strom um 1A (Rampenfunktion).

D.h. die Spule integriert (sammelt) eine an ihren Klemmen anliegende Spannung und baut damit ein Magnetfeld auf. Die Folge davon ist ein Stromfluss durch die Spule. Das ist das Gegenteil eines Kondensators. Dieser integriert (sammelt) einen an seinen Klemmen eingespeisten Strom und baut damit ein elektrisches Feld auf. Die Folge davon ist eine Spannung zwischen den Klemmen.

In praktischen Anwendungen wickelt man [http://de.wikipedia.org/wiki/Spule_%28Elektrotechnik%29 Spulen] meist auf fertige Spulenkörper mit zugehörigen Kernen. Die Induktivität berechnet sich aus

<math>L=A_L \cdot N^2</math>

Der <math>A_L</math>-Wert ist der Kehrwert des [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetischer_Widerstand magnetischen Widerstands] der Spule (der Raum um den Drahtwickel) und beinhaltet sowohl die Geometrie als auch das Material des Kerns. Er wird im Datenblatt des Kerns angegeben, kann aber ggf. auch berechnet werden. Wichtig ist zu wissen, dass die Induktivität quadratisch von der Windungszahl abhängt, d.h. bei doppelter Windungszahl erhält man die vierfache Induktivität.

== Hinweise zur Spulenauswahl ==

=== Allgemeines ===

Vor allem bei Schaltreglern sind folgende Daten der Spulen wichtig:

* Induktivität
* Drahtwiderstand
* Maximaler Strom
* Sättigungsstrom

==== Induktivität ====

Die Induktivität gibt an, wie schnell sich der Strom bei einer anliegenden Spannung ändert. Üblicherweise berechnet man bei der Dimensionierung die minimale Spulengröße die notwendig ist, damit der Ripple des Stromes einen bestimmten Wert (typisch 50% des Ausgangsstroms bei einem StepDown) nicht überschreitet. Eine zu große Induktivität stört bei einem StepDown Regler meist nicht. Bei einem StepUp dagegen darf diese einen bestimmten Wert nicht überschreiten, damit der Regler die gewünschte Leistung liefern kann (siehe Artikel [[Transformatoren und Spulen#Energiespeicherung in Magnetkernen | Transformatoren und Spulen]]). Die Induktivität ist nicht konstant, sondern ändert sich je nach vorhandenem Kern mehr oder weniger mit Frequenz oder Strom.
Vor allem Eisenpulverkerne weisen eine ausgeprägte Abhängigkeit der Induktivität von Frequenz und Strom ab. Die Induktivität mit Nennstrom ist daher meist etwas geringer als die Induktivität ohne Stromfluss. Dies sollte bei der Spulendimensionierung beachtet werden. Aufgrund der starken Stromabhängigkeit erfolgt die Angabe der Induktivität bei Spulen mit Eisenpulverkernen häufig auch bei Nennstrom. Ohne Strombelastung liegt die Induktivität etwa Faktor 1,2-2 darüber. Bei Spulen mit Ferritkern dagegen wird die Induktivität meist ohne Strombelastung spezifiziert.

==== Drahtwiderstand ====

Der Drahtwiderstand beeinflusst vor allem den Wirkungsgrad der Schaltung bzw. begrenzt den maximal zulässigen Effektivwert des Stromes, der durch die Spule fließt. Vor allem bei StepUp Wandlern sollte man sich dem Einfluss des Spulenwiderstands bewusst sein: Möchte man z. B. aus 5V eine höhere Spannung erzeugen und verwendet eine Spule mit 2Ω die mit 0,5A angesteuert wird, dann fallen an dem Drahtwiderstand bereits 1Volt ab. Das entspricht 20% der Eingangsspannung!

==== Maximaler Strom ====

Der maximale Strom wird meist anhand der Erwärmung der Spule durch einen bestimmten Strom bestimmt. Oft ist dies der Punkt bei der sich die Spule um z. B. 40°C erwärmt. Häufig wird dies mit Gleichspannung gemessen oder bei einer niedrigen Frequenz deren Effektivwert angegeben wird. Bei Verwendung der Spule in einem Schaltregler reduziert sich dieser Wert daher um bis zu 50%, da einerseits der Sättigungsstrom beachtet werden muss und andererseits auch der Kern innerhalb der Spule durch den Wechselstromanteil sich auch erwärmt. Vor allem Eisenpulverkerne besitzen teilweise recht hohe Kernverluste, die bei einer üblichen Dimensionierung im gleichen Bereich wie die Verluste durch den Drahtwiderstand liegen. Der Spitzenstrom darf diesen Stromwert allerdings übersteigen, solange der Effektivwert bzw. die Erwärmung im zulässigen Bereich liegt.

==== Sättigungsstrom ====

Der Sättigungsstrom ist fast schon das wichtigste Kriterium bei der Spulenauswahl, denn wenn dieser Wert zu gering ist, ist die Spule unbrauchbar für die Schaltung. Wie bei der Induktivität schon geschrieben, ist diese mehr oder weniger abhängig vom Spulenstrom. Der Sättigungsstrom, der bei Spulen für Schaltregler immer angegeben ist, gibt meist den Strom an, bei dem die Induktivität um 10-40% gegenüber der Nenninduktivität gefallen ist. Erhöht man den Strom weiter, nimmt die Induktivität je nach Kernmaterial und mechanischem Aufbau schnell ab, eine Verringerung um den Faktor 10 ist keine Seltenheit.

Der Sättigungsstrom wird bei einem ordentlich dimensionierten Schaltregler nie überschritten werden, da die Strombegrenzung vorher anspricht. Bei einem schlechten Design spricht die Strombegrenzung dagegen erst durch den hohen Strom an, wenn die Spule in die Sättigung geht. Dies führt nur zu unnötigen Verlusten und sollte daher vermieden werden.

Für den [[MC34063]] heißt das konkret, dass der Strombegrenzungswiderstand Rsc auf einen Wert unterhalb des Sättigungsstromes dimensioniert werden muss!
Da die Induktivität einer Spule in der Sättigung minimal ist, kann diese auch keine weitere Energie speichern. Ein Großteil der in die Spule fließenden Energie wird daher im Drahtwiderstand bzw. im Schalttransistor in Wärme umgesetzt was den Wirkungsgrad stark reduziert und eventuell die Regelung des Schaltreglers durcheinander bringt.

Bei einer typischen Spule für Schaltnetzteile liegt der Sättigungsstrom etwa Faktor 1,5-2 über dem Nennstrom. Dies erlaubt den Nennstrom voll auszunutzen, da der Stromripple bei der üblichen Spulendimensionierung bei etwa 50% des Nennstroms, der Spitzenstrom also bei etwa 1,5x Nennstrom liegt.

Der durch den Begrenzungswiderstand definierte Strom kann auch im Leerlauf ohne Last auftreten, geringe Last schützt also nicht vor Sättigung!

=== Ferritkern vs. Eisenpulverringkern ===

Wenn in einer Spule aufgrund der Anwendung eine nennenswerte Menge Energie gespeichert werden muss, benötigt sie einen Luftspalt. Der Großteil der Energie wird dann nicht mehr direkt im Kernmaterial (welches sättigen kann), sondern im Luftspalt gespeichert. Je größer der Luftspalt, desto mehr Energie kann die Spule speichern, allerdings benötigt man mehr Windungen um eine bestimmte Induktivität zu erreichen. Das gilt für Sperrwandler sowie Speicherdrosseln in Flusswandlern. Echte Trafos, wie z. B. im Übertrager eines Flusswandlers benötigen keinen Luftspalt.

Die in Übertragern oder stromkompensierten Drosseln eingesetzten Ferritringkerne besitzen keinen Luftspalt. Daher können sie kaum Energie speichern, sind daher auch nicht für Speicherdrosseln oder Sperrwandler geeignet. Dafür erreichen diese mit wenigen Windungen schnell Induktivitäten im mH Bereich, wozu andere Spulen etliche 100 Windungen benötigen.
Eisenpulverringkerne gehen einen anderen Weg: Hier stellen die minimalen, mit Kunststoff gefüllten Zwischenräume zwischen den einzelnen Eisenteilchen bereits den Luftspalt dar, weshalb hier kein zusätzlicher Luftspalt erforderlich ist.
Die hierfür verwendeten Materialien besitzen allerdings deutlich höhere Ummagnetisierungsverluste als Ferrit, weshalb Eisenpulverkerne üblicherweise nur für niedrige Frequenzen eingesetzt werden. Das am weitesten verbreitete Material sind die gelb-weiß markierten Ringkerne mit dem Materialcode 26. Dieses zeichnet sich vor allem durch die niedrigen Kosten aus. Der Einsatzbereich liegt entweder in Entstördrosseln für Gleichstrom- oder 50Hz Anwendungen oder in Schaltnetzteilen bis 100kHz. Für höhere Frequenzen sind auch bessere, und natürlich teurere Materialien, erhältlich.
Dieser Spulentyp ist vor allem für Abwärtswandler sinnvoll, da Eisenpulverkerne kein Problem mit hohen DC Strömen, allerdings mit hohen AC Anteilen aufgrund ihrer höheren Kernverluste haben. Da der Stromripple bei diesem Wandlertyp meist kleiner als der DC Strom ist, sind beide Bedingungen erfüllt. Allerdings sollte man beachten, dass die Induktivität einer Eisenpulverringkernspule stark von der Frequenz, dem Strom und auch vom Alter abhängig ist! Je nach Temperatur altern Eisenpulverringkerne mehr oder weniger schnell und die Spule verliert dabei an Induktivität.

Die Dimensionierung einer Eisenpulverringkernspule ist nicht ganz einfach, da hier sehr viele Faktoren beachtet werden müssen. Die Berechnung der Kernverluste ist auch aufwendig, einige Hersteller liefern dafür aber Formeln oder Berechnungsprogramme, so wie z. B. Micrometals:
[http://www.micrometals.com/software_index.html Berechnungsprogramm für Eisenpulverringkerne].
Vor allem Anfängern wird aber von der eigenen Dimensionierung von Eisenpulverringkernspulen abgeraten. Etliche Hersteller (wie z. B. Talema) haben fertige Ringkernspulen im Programm die bei verschiedenen Anbietern auch für Normalverbraucher erhältlich sind (z. B. bei elpro, DARISUS und vielen anderen).

Zusammenfassend lässt sich sagen:
<math>B_{max}</math> ist bei Eisenpulver höher als bei Ferrit (ca. 0,5T bei Eisenpulver und ca. 0,3T bei Ferrit), was bei gleicher Energiekapazität zu kompakteren Spulen führt. Demgegenüber sind die spezifischen Kernverluste (<math>P_{V_{Kern}} \sim \Delta B \cdot f </math>) von Eisenpulver höher, so dass es nur bei relativ niedrigen Frequenzen und kleinen Flussdichteänderungen Vorteile bringt.

=== Speicherspulen vs. Entstörspulen ===

Nicht selten machen vor allem Anfänger den Fehler, die nächstbeste Spule mit einigermaßen passender Induktivität einzusetzen, ohne darauf zu achten, dass die Spule eigentlich als Entstörspule entwickelt wurde. Dies gilt vor allem für die Funkentstördrosseln der Baureihe MESC/MISC/77A die z. B. bei Reichelt erhältlich sind. Die Schaltungen funktionieren zwar einigermaßen, allerdings ist der Wirkungsgrad deutlich geringer als er es mit einer guten Spule wäre.
Dies liegt vor allem am Aufbau der Spule sowie deren vorhandenem Kern. Funkentstördrosseln sind dafür ausgelegt von einem niederfrequenten Strom durchflossen zu werden und einen, im Vergleich zum Nutzstrom niedrigen Störstrom mit hoher Frequenz abzublocken. Dadurch entstehen kaum Verluste im Kern, da das Magnetfeld konstant ist bzw. sich durch den niederfrequenten Strom nur sehr langsam ändert. Der Kern ist also nicht dafür ausgelegt verlustarm zu sein, bzw. es ist sogar erwünscht wenn er bei hohen Frequenzen gewisse Verluste aufweist, um Resonanzen innerhalb der Spule zu verhindern. Weiterhin kommt das Problem hinzu, dass aufgrund der großen Länge der Spule die Feldlinien außerhalb der Spule den magnetischen Kreis schließen und sich so ein deutliches Magnetfeld um die Spule herum aufbaut (Streufeld), diese arbeitet quasi wie eine Ferritstabantenne und erzeugt beträchtliche EMV Störungen! Speziell für Schaltnetzteile ausgelegte Spulen besitzen daher nicht selten einen entsprechenden mechanischen Aufbau um die Feldlinien möglichst innerhalb bzw. sehr nahe an der Spule zu halten um diese Störungen zu minimieren.

Besonders bei Spulen mit Eisenpulverringkernen sollte man genau nachschauen ob die Angaben für Entstöranwendungen oder für Schaltnetzteilanwendungen gelten: Hier wird oft die gleiche Spule je nach Verwendungszweck unterschiedlich spezifiziert. Dies liegt daran, dass man bei der Entstöranwendung eben kaum Verluste im Kern hat und somit aufgrund der geringeren Erwärmung der Draht von einem höheren Strom durchflossen werden kann, ohne dass er überhitzt.

=== Beispiele geeigneter Spulen für Schaltregler ===

[[Datei:Snt_spulen.jpg|thumb|250x250px|Verschiedene Spulen]]

Von links nach rechts:

*Speicherdrosseln: sehr gut geeignet
*Ringkernspulen: je nach Anwendung gut bis sehr gut geeignet
*Widerstandsbauform, Trommelkern: für (sehr) kleine Leistungen geeignet
*Entstörspulen: schlecht geeignet
*Stromkompensierte Drosseln: absolut ungeeignet

Für kleinere Schaltregler in beliebiger Konfiguration (also StepUp, StepDown, invertierend) geeignete Spulen sind z. B. die L-PISxx Serien die z. B. bei Reichelt oder Conrad erhältlich sind, oder vergleichbare Spulen.
Aufgrund des Ferritkerns sind diese Spulen nahezu für alle üblichen Frequenzbereiche geeignet.
Für Stepdownregler unter 100kHz eignen sich auch Eisenpulverringkernspulen z. B. aus dem Material 26. Vor allem bei höheren Strömen sind diese oft deutlich preiswerter als vergleichbare Spulen mit Ferritkern.

=== Spulen selber wickeln, quick & dirty ===

Hier soll eine einfache Methode zur Berechnung von Spulen dargestellt werden. Dabei geht es um Drosseln für Schaltregler (Step up/down) , bzw. Trafos für Sperrwandler (flyback). Diese Spulen müssen Energie speichern, siehe auch den Artikel [[Transformatoren und Spulen#Drosseln | Transformatoren und Spulen]]. Damit hat man schell und einfach seine passende Spule berechnet und gewickelt. Es sei jedoch erwähnt, dass dies nur eine quick & dirty Lösung ist, welche nicht alle Feinheiten von Spulen abdeckt. Für Hobbyanwender wird es aber meist zu befriedigenden Ergebnissen führen.

Vereinfacht kann man sagen, dass die Engergiespeicherfähigkeit einer Spule durch den magnetischen Kern bestimmt wird. Die Windungszahl hat keinen Einfluss! Denn ein und der selbe Kern kann die gleiche Energie bei wenig Windungen/Induktivität und viel Strom (großer Sättigungsstrom) oder vielen Windungen und wenig Strom speichern. Wenn eine Spule mit 20 Windungen bei 1A sättigt, dann sättigt sie bei 200 Windungen schon bei 0,1A. Die Windungszahl hat sich verzehnfach, die Induktivität aber verhundertfacht und der Sättigungsstrom ist auf 1/10tel gesunken. Die Energie bleibt aber gleich, wie die nachfolgende Formel zeigt.

Zunächst muss man die benötigte Speicherkapazität berechnen. nehmen wir als Beispiel einen Step Up Schaltregler, welcher eine Spule von 330µH und 2,5A benötigt. Der Energiegehalt berechnet sich aus.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2 = \frac{1}{2} \cdot 330 \mu H \cdot (2,5A)^2 = 1,03 mJ</math>

Hätten wir diese Spule mit 20 Windungen auf einen Kern gewickelt, könnten wir jetzt das Gedankenexperiment nachvollziehen. Wir erhöhen die Windungszahl auf 200, daraus resultiert eine Induktivität von 33mH und ein Sättigungsstrom von 250mA. Der maximale Energiegehalt wäre jedoch identisch.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot 33 mH \cdot (0,25A)^2 = 1,03 mJ</math>

Die maximal speicherbare Energie in einer Spule, unabhängig von ihrer Form (Ringkern, Schalenkern) berechnet sich aus.

<math>E_{max} = \frac{1}{2} \cdot A_L \cdot (\frac{B_{sat} \cdot l_e}{\mu _r \cdot \mu_0})^2</math>

* <math>\!\, A_L</math> Induktivitätskonstante des Kerns
* <math>\!\, B_{sat}</math> Sättigungsflussdichte, ca. 0,3T für Ferrit und ca. 0,5T für Eisenpulver, ggf. im Datenblatt nachschauen
* <math>\!\, l_e</math> effektive magnetische Pfadlänge
* <math>\!\, \mu _r</math> relative bzw. effektive [http://de.wikipedia.org/wiki/Permeabilität_(Magnetismus) Permeabilität]
* <math>\!\, \mu 0</math> [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante Permeabilität des Vakuums], <math>\!\, 4 \pi \cdot 10^{-7} \frac{H}{m}= 1,2566 \cdot 10^{-6} \frac{H}{m}</math>

Die Werte für <math>\!\, A_L, l_e</math> und <math>\!\, \mu _r</math> sind im Datenblatt des Kerns zu finden. Daraus kann man zunächst berechnen, ob der Kern überhaupt in Frage kommt. Wie man sieht steht die Permeabilität im Nenner des Bruchs, d.h. Kerne mit geringer Permeabilität können mehr Energie speichern als Kerne mit hoher Permeabilität! Bei Ringkernen muss das Material stimmen, bei Schalenkernen kann man einen Luftspalt einfügen. Pi mal Daumen wird man in der Praxis für Speicherdrosseln ein <math>\!\, \mu _r</math> von ca. 50-200 anstreben wollen. Der zweite Schritt ist fast zu einfach, die Berechnung der Windungszahl.

<math>N = \sqrt{\frac{L}{A_L}} </math>

Beachten muss man, welcher Drahtdurchmesser dabei möglich ist. Dabei hilft der [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Mini Ringkern-Rechner]. Dieser rechnet auch gleich die Drahtlänge aus, und im Menü kann man noch die Berechnung des ohmschen WIderstands des Drahtes durchführen. Dabei sollte man mit 80-100°C Drahttemperatur rechnen, um auf der sicheren Seite zu bleiben. Als Orientierung sollte die Stromdichte 2-5A/mm^2 nicht übersteigen, bei einlagig gewickelten Ringkernen und guter Kühlung ggf. auch höher (10 A/mm^2).

<math>S = \frac{4 \cdot I}{\pi \cdot d^2}</math>

* S Stromdichte
* d Drahtdurchmesser

=== Kerne recyceln ===

Oft werden Kerne, vor allem Ringkerne, aus alten Netzteilen recycelt. Zu denen hat man kein Datenblatt. Aber auch hier gibt es Abhilfe. Man wickelt auf den Kern ca. 10..30 Windungen (mehr Windungen verringern den Messfehler) mit dünnem Draht, möglichst über den ganzen Wickelbereich bzw. Ringkern verteilt, und misst mittels LC-Meter die Induktivität. Damit kann man den <math>\!\, A_L</math>-Wert berechnen.

<math>A_L = \frac{L}{N^2} </math>

Die mittlere magnetische Pfadlänge ist beim Ringkern einfach der mittlere Umfang, berechenbar durch

<math>l_e = \frac {\pi}{2} \cdot (d_a + d_i)</math>

* <math>\!\, d_a </math> Außendurchmesser
* <math>\!\, d_i </math> Innendurchmesser

Bei anderen Kernformen muss man die mittlere magnetische Pfadlänge kreativ schätzen, indem man gedanklich in den Schenkeln mittig eine geschlossene (Feld)Linie zieht. Damit kann man <math>\!\, A_L</math> auch näherungsweise berechnen. Dazu muss man unterscheiden, ob der Kern einheitlich aus einem Material besteht oder einen Luftspalt hat.

<math>A_L = \frac {1}{R_m} </math>

<math>R_{ges} = R_{Eisen} + R_{Luftspalt} </math>

<math>R_{Eisen} = \frac {l_{Eisen}}{\mu_r \cdot \mu_0 \cdot A} </math>

<math>R_{Luftspalt} = \frac {l_{Luftspalt}}{\mu_0 \cdot A} </math>

* <math>\!\, R_m </math>: Magnetischer Widerstand
* <math>\!\, R_{ges} </math>: Magnetischer Widerstand des gesamten Kerns
* <math>\!\, R_{Eisen} </math>: Magnetischer Widerstand des Eisenkerns
* <math>\!\, R_{Luftspalt} </math>: Magnetischer Widerstand des Luftspalts
* <math>\!\, A </math>: magnetische Querschnittsfläche
* <math>\!\, l_{Eisen} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Eisen
* <math>\!\, l_{Luftspalt} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Luftspalt
* <math>\!\, \mu_0 </math>: [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante magnetische Feldkonstante] = 1,257e-6

Bleibt als letzte Herausforderung <math>\!\, \mu _r</math>. Das berechnet sich aus.

<math>\mu _r = \frac{L \cdot l_e}{N^2 \cdot A \cdot \mu _0}</math>

Diese Formel stimmt in erster Linie für [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t#Induktivit.C3.A4t_einer_Ringspule Ringkerne], bei anderen Kernformen wird der Fehler etwas größer. Zur einfachen Anwendung gibt es alle Formeln in einer praktischen [[media:Drosseln.xls | Exceltabelle]]. Außerdem gibt es den sehr praktischen [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner], welcher die Berechung vieler verschiedener Kerne sehr schnell ermöglicht. Als letzte Fomel sei die für den Sättigungsstrom genannt, welche direkt den meist gesuchten Wert liefert. Je nach bekannten Daten kann man sie mit verschiedenen Formeln ausrechnen, welche equivalent sind.

<math>I_{sat}= \frac{B_{max} \cdot l_e}{N \cdot \mu _r \cdot \mu _0} = \frac{B_{max} \cdot A}{N \cdot A_L} = \frac{B_{max} \cdot A \cdot N}{L}</math>

== Links ==

* [[Transformatoren und Spulen]]
* [[Platinen-Induktivität]]
* [[MC34063]]
* [http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/9b/Drosseln.xls Exceltabelle] zur Drosselberechnung
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/217508?goto=2171452#2169791 Forumsbeitrag]: Grundlagenfrage zu Speicherspulen - Luftspalt
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/313893?goto=3393636#3393349 Forumsbeitrag]: Drossel für 200A/100Hz-Schweißgerät
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/372156#4205430 Forumsbeitrag]: Energie einer Spule zurückgewinnen

== Weblinks ==

* [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t_%28Bauelement%29 Wikipedia: Induktivität]

[[Kategorie:Bauteile]]
** [http://www.attempo.com/seiten/public.html] Verschiedene Erläuterungen, Dokumente etc im Zusammenhang mit Magnetik
*Tolles [http://www.we-online.de/web/de/passive_bauelemente_-_standard/toolbox_pbs/Component_Selector_1.php Berechnungsprogramm] (Link tot) für Spulen in Schaltreglern der Firma Würth
*[http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html Dimensionierung von Spulen in Schaltreglern]
* [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner]
* [http://www.dos4ever.com/flyback/flyback.html Flyback Converter for dummies], engl. Gute Seite über Sperrwandler und Drosselspulen für Nixieröhren mit einfacher Messung des Sättigungsstroms
* [http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html Spulen und Kondensatoren ausmessen]
* [http://elm-chan.org/works/lchk/report.html Power Inductor Checker] auf ELM ChaN, engl.
* Hersteller
** [http://www.amidon.de/ Amidon]
** [http://www.ferroxcube.com/ Ferroxcube]
** [http://www.micrometals.com/ Micrometals]
** [http://www.epcos.de Epcos], ehemals Siemens

Operationsverstärker-Grundschaltungen

2022-02-02T19:20:19Z

172.26.13.188: /* Eingänge */

== Idealisiertes Modell eines OPV==

[[Bild:Opamp-symbol.png]]

=== Anschlüsse ===
Ein Operationsverstärker hat zwei Eingänge (+) und (-) und einen Ausgang
(UA). Außerdem verfügt er über eine positive und eine negative
Spannungsversorgung (V+) und (V-).

=== Spannungsversorgungen ===
Die Spannungsversorgungen sollen zunächst nicht interessieren. Sie
werden in Schaltungen oft nicht eingezeichnet.
In der Praxis ist es jedoch wichtig zu wissen, dass die Ausgangsspannung immer zwischen (V+) und (V-) liegt. Die Ausgangsspannung des OPV kommt schließlich dadurch zustande, dass der Ausgang über einen Transistor mehr oder weniger hochohmig mit den beiden Versorgungsspannungen verbunden wird.

Wenn man einen OPV also mit +5V versorgt, so kann der OPV im besten Fall am Ausgang +5V erzeugen. Man würde in diesem Fall von einem "Rail-to-Rail" Operationsverstärker sprechen.
Bei vielen Operationsverstärkern ist die maximal mögliche Ausgangsspannung geringer als die Versorgungsspannung. Ein mit +5V Spannungsversorgung beschalteter OPV kann dann beispielsweise nur +4V Ausgangsspannung erzeugen.

=== Ausgang ===
Der Ausgang des OPV ist eine ideale Spannungsquelle. Das bedeutet, dass die
Ausgangsspannung unabhängig davon ist, was ausgangsseitig an den OPV
angeschlossen wird.
In der Praxis gilt dieses Modell häufig nur bei "sinnvollen Anwendungen". So ist beispielsweise der Ausgangsstrom des OPV nach oben begrenzt (typischerweise im mA-Bereich), und manche OPV schwingen sehr leicht, wenn man sie kapazitiv belastet.

=== Eingänge ===
Die Eingänge eines OPV sind hochohmig, d. h., es handelt sich nur um "Messfühler", die keinen Strom führen.
Achtung: Die Eingangsschutzbeschaltung (Dioden von GND und gegen VCC) bei manchen OPVs kann jedoch dazu führen, dass Strom in den Eingang fliesst, wenn dessen Betriebsspannung z.B. abgeschaltet ist.

=== Funktionsweise ===
Der OPV mißt zu jeder Zeit die Differenz <math>U_D = U(+) - U(-)</math> der
Eingangsspannungen.

Ist die Spannung an (+) größer als an (-), so erhöht der OPV die
Ausgangsspannung.
Ist die Spannung an (+) niedriger als an (-), so vermindert der OPV die
Ausgangsspannung.

Das Ergebnis dieses Vorgangs wird häufig über die Gleichung:

<math>U_a = v \cdot U_D</math>

beschrieben, wobei <math>v</math> eine sehr große Zahl (10^4...10^6) ist.

Mit Hilfe der beschriebenen Funktionsweise lassen sich alle grundlegenden Schaltungen herleiten.

=== Beispiel ===

Betrachtet wird die invertierende Grundschaltung nach Abbildung a) im Abschnitt [[Operationsverstärker-Grundschaltungen#Verstärkergrundschaltungen|Verstärkergrundschaltungen]].

[[Bild:Op-verstaerker-a.png]]

Für die Pfeilrichtungen der Spannungen und Ströme gilt:
* <math>U_e</math>: von oben nach unten
* <math>I_{R3}</math>: von links nach rechts

Die Spannung am (+)Eingang ist gleich Null. Die Spannung am (-)Eingang wird durch die Spannungsquelle <math>U_e</math> und durch die im OPV befindliche und mit dem Ausgang verbundene Spannungsquelle des OPV manipuliert.

* Ist die Spannung am (-)Eingang negativ, so erhöht der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird durch die Rückführung über den Widerstand auch die Spannung am (-)Eingang positiver. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.
* Ist die Spannung am (-)Eingang positiv, so vermindert der Operationsverstärker die Ausgangsspannung. Dadurch wird durch die Rückführung über den Widerstand auch die Spannung am (-)Eingang negativer. Und zwar so lange, bis die Spannung am (-)Eingang gleich groß ist, wie die Spannung am (+)Eingang, also U(-)=0V.

Der Operationsverstärker wird also die Spannungen an (+) und (-) angleichen. Das passiert immer dann, wenn der Ausgang mit dem (-)Eingang verbunden ist. Der Trick in dieser Schaltung besteht darin, dass von der Ausgangsspannung nur ein Teil wieder rückgeführt wird. Die Spannung U_e ist daher höher, als der Teil der benötigt wird, um die Spannungen an den Eingängen aneinander anzugleichen.
Man nennt das Prinzip "Gegenkopplung". Auf diese Art und Weise funktionieren alle analogen OPV-Schaltungen.

Da an (+) Massepotential anliegt, wird somit auch (-) daran angeglichen, und so liegt an <math>R_3</math> die Spannung <math>U_e</math> an. Daher gilt:
<math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}.</math>

Da der (-)Eingang hochohmig ist, fließt <math>I_{R3}</math> über <math>R_4</math> weiter zum OPV-Ausgang.

Ua ist die Spannung vom Ausgang zur (virtuellen) Masse am (-)Eingang.
(--> Pfeil einzeichnen und klarmachen, daß es egal ist, ob der Pfeil vom
Ausgang zur Masse geht oder vom Ausgang "entgegen der Stromrichtung" zur
virtuellen Masse an (-)!)

Mit Hilfe von <math>I_{R3}=\frac{U_e}{R_3}</math> ergibt sich:

<math>U_a = -R_4 \cdot I_{R3} = -{{R_4} \over {R_3}} \cdot U_e.</math>

Die Energie für den Stromtransport über <math>R_4</math> stammt vom OPV! Sobald die Ladungen ausgehend von der Spannungsquelle <math>U_e</math> die virtuelle Masse an (-) erreicht haben, hat <math>U_e</math> seine gesamte Energie abgegeben.

== Reale OPVs / Kennwerte ==
Abweichend vom idealen OPV besitzen reale OPVs diverse Einschränkungen und Kennwerte, die sie für verschiedene Einsätze mehr oder weniger prädestinieren.

=== Leerlaufverstärkung ===
Die Leerlaufverstärkung gibt an, wie stark sich das Ausgangssignal i.A. der Änderung eines Eingangsignals statisch ändert, bzw nach dem Einschwingen erreichen könnte, wenn es nicht durch die Betriebsgrenzen limitiert wäre.

=== Verstärkungs-Bandbreiteprodukt ===
Das Verstärkungs-Bandbreiteprodukt gibt an, bei welcher Verstärkung welche Bandbreite erreicht werden kann. Durch Rückkopplung kann die Verstärkung eingestellt werden. Bei kleinerer Verstärkung ergibt sich somit eine höhere Bandbreite, wenn das Produkt aus beiden konstant ist. Die Bandbreite bei der Verstärkung eins heißt Transitfrequenz (englisch "Unity Gain Frequency"). Das Verstärkungs-Bandbreiteprodukt ist entscheidend für das Kleinsignalverhalten.

=== Anstiegsgeschwindigkeit ===
Bestimmend für das Großsignalverhalten ist neben dem Verstärkungs-Bandbreiteprodukt die Anstiegsgeschwindigkeit (slew rate), da bei hohen Ausgangsamplituden die Ausgangskurve eventuell zu steil wird, um richtig wiedergegeben zu werden.

=== Gleichtaktverstärkung ===
Infolge des inhomogenen Aufbaus der internen Verstärkerstufen werden die beiden Eingangssignale nicht exakt gleich verstärkt, was in einen Gleichanteil und einen Differenzanteil aufgeteilt werden kann. Die nicht erwünschte Gleichtaktverstärkung bzw. ihr Gegenstück, die Gleichtaktunterdrückung (engl. ''common mode rejection ratio, CMRR'') ist dabei ein Maß für die Qualität des OPVs. Klassische (VFB) OPV haben immer ein mit der Frequenz fallendes (-20 dB/Dekade) CMRR.

=== Ein- und Ausgangsbereich ===
Wie weiter oben schon angesprochen ist die Ausgangsspannung eines OPVs begrenzt von der Versorgungsspannung und dem internen Aufbau des OPVs. Standard-OPV erreichen meist einen Ausgangsbereich, der bis circa 1-2 V an Versorgungsspannungen heran reicht, während sogenannte Rail-to-Rail (R2R) OPV sehr nah (bei niedriger Last bist auf wenige mV) an die Versorgungsspannungen herankommt. Das ist jedoch mit Abstrichen verbunden, sodass es in der Regel besser ist R2R OPV nur wenn nötig zu verwenden.

Ähnliche Beschränkungen gibt es auch für die Eingänge eines OPVs, hier werden im Wesentlichen drei Arten unterschieden:

* Klassisch: Eingangsspannung darf nur bis wenige Volt an die Versorgung herankommen.
* Ground-Sensing: Die Eingangsspannung darf bis zur negativen Versorgung heruntergehen, klassische Vertreter sind LM324/LM358.
* Rail-to-Rail Input/Output (RRIO): R2R OPV, wo sowohl Eingänge als auch Ausgänge bis an die Versorgungsspannungen reichen.

Bei klassischen Operationsverstärkern ist zu beachten, dass manche ein Verhalten namens ''phase reversal'' (Phasenumkehr) zeigen, wenn die Eingangsspannung den zulässigen Bereich überschreitet. Bei der Phasenumkehr dreht sich die Phase in der Eingangsstufe des OPVs um 180° und Rückkopplung wird zur Mitkopplung. Ein bekannter Vertreter dieser Art ist die TL06x/TL07x/TL08x Familie von OPV.

== Verstärkergrundschaltungen ==
=== Grundbeschaltung mit Berechnung ===
[[Bild:Op-verstaerker-a.png]] [[Bild:Op-verstaerker-b.png]]

In a) und b) verwenden wir den OPV als Verstärker und nutzen hier die Möglichkeit der Gegenkopplung, um definierte Verstärkungen zu erhalten. Wir gehen wieder davon aus, dass der OPV ein ideales Bauteil ist und daher seine Leerlaufverstärkung unendlich ist. Ebenso betrachten wir den Eingangswiderstand als unendlich.

In '''a)''' ist ein invertierender Verstärker mit einem OPV dargestellt. Durch die Widerstände R3 und R4 wird die Verstärkung bestimmt:

:<math>V = \frac{U_a}{U_e} = -\frac{R_4}{R_3}</math>

Das Verhältnis der beiden Widerstände bestimmt also die Verstärkung und somit die Ausgangsspannung:

:<math>U_a = -\frac{R_4}{R_3} \cdot U_e </math>

oder auch

:<math>U_a = V \cdot U_e</math>

Das negative Vorzeichen drückt aus, dass es sich um einen invertierenden Verstärker handelt.

Beim nichtinvertierenden Verstärker '''b)''' finden wir auch eine Rückkopplung über R6 zum invertierenden Eingang des OPVs. Die Verstärkung wird durch das Gegenkopplungsnetzwerk R6 und R7 bestimmt. Hier ist:

:<math>V = 1 + \frac{R_6}{R_7}</math>

Eine Verstärkung von 1 ist sinnvoll, wenn eingangsseitig eine Spannungsquelle mit hohem Innenwiderstand verwendet wird. Für <math>\frac{R_6}{R_7} \to 0</math> heißt die Schaltung "Spannungsfolger".

Kleinere Werte als 1 lassen sich nicht realisieren. Die Ausgangsspannung errechnet sich also so:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )</math>

Beispiel: Eine Eingangsspannung von 0,5 V soll auf den Wert 5 V verstärkt werden, es ist also eine Verstärkung V von 10 benötigt. R7 ist mit 10 kΩ vorgegeben. Also ist das Verhältnis

:<math>\frac{R_6}{R_7} = V - 1</math>

Bei einem Wert von 10 kΩ für R7 errechnet sich R6 zu

:<math>
R_6 = (V - 1) \cdot R_7
= (10 - 1) \cdot 10\,\mathrm{k\Omega}
= 90\,\mathrm{k\Omega}
</math>

Die Ausgangsspannung Ua wird also:

:<math>
U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_6}{R_7}\right )
= 0{,}5\,\mathrm{V} \cdot \left (1 + \frac{90\,\mathrm{k\Omega}}{10\,\mathrm{k\Omega}}\right)
= 5\,\mathrm{V}
</math>

=== Nichtinvertierender Verstärker mit Offset ===
Eine Abwandlung des nichtinvertierenden Verstärkers erlaubt es, einen konstanten Offset vorzugeben. D.h. von der zu verstärkenden Eingangsspannung U(e) wird eine konstante Spannung U(o) abgezogen und die Differenz verstärkt. Auf der Ausgangsspannung U(a) findet sich die Offsetspannung U(o) allerdings wieder.

[[Bild:Op-verstaerker-offset.png]]

Es gilt:

Offsetspannung:
:<math>
U_o = U_V \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2}
</math>
mit U(V) = Versorgungsspannung an R1

Verstärkung:
:<math>
V = 1 + \frac{R_3}{\frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2}}
</math>

Ausgangsspannung:
:<math>
U_a = (U_e - U_o) \cdot V + U_o
</math>

Der Vorteil dieser Schaltung ist, daß nur die Differenz verstärkt wird. Damit kann eine größere Verstärkung gewählt werden. Zu berücksichtigen ist dabei, daß die Ausgangsspannung U(a) um die Offsetspannung U(o) überlagert ist.

=== Spannungsfolger (Impedanzwandler) ===

[[Bild:Op-spannungsfolger1.png]]

Eine Abart des nichtinvertierenden Verstärkers stellt der Spannungsfolger dar. Beim nichtinvertierenden Verstärker errechnet sich die Ausgangsspannung aus:

:<math>U_a = U_e \cdot \left (1 + \frac{R_2}{R_1}\right )</math>

Wenn wir R2 auf 0Ω (mit R1 > 0) oder R1 auf unendlich (mit R2 < ∞) ändern, erhalten wir daher:

:<math>V = 1 + \frac{R_2}{R_1} = 1</math>

Ein Spannungsfolger hat also eine Verstärkung V von 1.

Umgezeichnet sieht die Schaltung so aus:

[[Bild:Op-spannungsfolger2.png]]

Was soll das nun? Wir nutzen die Eigenschaft, dass ein idealer OP einen unendlichen Eingangswiderstand und einen Ausgangswiderstand von 0Ω hat. Real sieht das natürlich anders aus: so liegt der Eingangswiderstand Re bei normalen OPs in der Größenordnung von 1MOhm bis <math>10^{15} \Omega</math>, der Ausgangswiderstand Ra im Bereich 20Ω bis 1kOhm. Deshalb spricht man bei dieser Schaltung von einem Impedanzwandler. Eine solche Schaltung kann also aus einer relativ hochohmigen Spannungsquelle eine niederohmige, durch Folgeschaltungen belastbare Spannungsquelle machen.

[[Bild:Op-spannungsfolger3.png|left]]

In dem nebenstehenden Beispiel ist eine einfache Möglichkeit zur Erzeugung einer Referenzspannung gezeigt. Es kommt eine normale Stabilisierungsschaltung mit einer Zenerdiode zur Anwendung, die aber nicht mehr die schlechten Eigenschaften der Standardbeschaltung mit lediglich Widerstand und Zenerdiode hat. Bei einer Zenerdiode hängt die genaue Spannung davon ab, welcher Strom durch sie fliesst. Dieser Strom (und damit auch die Höhe der Zenerspannung) würde sich aber ändern, wenn ein Verbraucher die Zenerdiode direkt mit seinem Stromfluss belasten würde. Als Folge davon würde die Spannungslage der Zenerdiode je nach Verbraucher leicht schwanken. Durch den Spannungsfolger wird das verhindert, weil der jetzt den vom Verbraucher gezogenen Strom bereitstellt.

{{Clear}}

[[Bild:Op-spannungsfolger4.png|left]]

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit wäre das hochohmige Auskoppeln einer Brückenspannung. Die Brückenschaltung selbst wird durch Folgeschaltungen nicht mehr belastet, alle anderen Eigenschaften bleiben erhalten.

{{Clear}}

=== Der Komparator ===

[[Bild:Op-komp-a.png]] [[Bild:Op-komp-b.png]]

In der einfachsten Beschaltung des Operationsverstärkers erhält man einen Komparator. Es fällt auf, dass kein Gegenkopplungsnetzwerk vorhanden ist. Der OP arbeitet daher mit seiner vollen Leerlaufverstärkung Vo. Dies bedeutet, dass bereits eine kleine Eingangsspannung genügt, um den OP in die Begrenzung zu treiben. Das heißt, die Ausgangsspannung Ua wird annähernd die Betriebsspannung erreichen.

Achtung: nicht jeder OP ist als Komparator verwendbar! Manche haben Schutzdioden zwischen invertierendem und nichtinvertierendem Eingang, die bei einem zu großen Spannungsunterschied das Signal kurzschließen. Ob das bei einem konkreten OP-Typ der Fall ist, findet man im Datenblatt: bei den absolute maximum ratings ist die "Differential Input Voltage" angegeben. Wenn dort nur 1 bis 2 Volt stehen, ist der OP nicht als Komparator einsetzbar.
Die sichere Alternative ist jedoch, einen speziellen Komparator-IC zu verwenden. Diese sind im Grunde auch nur OPs, aber für den Komparator-Betrieb optimiert.

Beim Komparator gibt es zwei Möglichkeiten der Beschaltung: die invertierende nach a) und die nichtinvertierende Beschaltung nach b).

'''Berechnungsbeispiel für Schaltung b)'''

Angenommen die Leerlaufverstärkung Vo von 40000 und eine Eingangsspannung von 0,1 Volt. Die Betriebsspannungen Vcc und Vee legen wir auf +/- 24 V fest. Damit ergibt sich theoretisch für Ua:

:<math>U_a = V_0 \cdot U_e = 40000 \cdot 0{,}1\,\mathrm{V} = 4000\,\mathrm{V}</math>

Das ist natürlich ein unrealistischer Wert, da Ua nicht höher sein kann als die Betriebsspannung. Also anders ausgedrückt: Bei welcher Spannung Ue erreicht der OP seine Aussteuerungsgrenze?

:<math>U_e = V_{cc} / V_0 = 24\,\mathrm{V} / 40000 = 0{,}6\,\mathrm{mV}</math>

Das bedeutet, dass eine Spannung von 0,6 mV ausreicht um den Komparator in die Begrenzung zu treiben.

Das gleiche gilt auch für den invertierenden Komparator, allerdings wird hier der OP in die negative Begrenzung gebracht.

:<math>-U_a = V_0 \cdot U_e</math>

Diese beiden einfachsten Komparatorschaltungen werden so nur sehr selten verwendet, weil sie keine Hysterese haben. D.h. es gibt nur eine Umschaltschwelle. Dadurch kann der Ausgang schwingen, wenn das Eingangssignal sehr nah an der Umschaltschwelle liegt, weil kleinste Störungen im Signal den Komparator mehrfach schalten lassen (dafür reichen wenige mV!). Ausserdem sind Operationsverstärker als Komparator relativ langsam, das liegt am inneren Aufbau. Echte Komparatoren sind deutlich schneller und sie haben auch kein Problem damit, wenn der Ausgang in die Sättigung geht. Darum beschaltet man einen OPV bzw. Komparator meistens mit Hysterese. Das nennt man dann einen [[Schmitt-Trigger]].

=== Der Addierer (Summierverstärker) ===

[[Bild:Op-addierer.png]]

Ein als invertierender Verstärker beschalteter OP lässt sich so beschalten, dass ein Summensignal aus den Eingangsspannungen gebildet wird. Um die Funktion deutlich zu machen, ist eine Betrachtung der einzelnen Ströme nötig.

In einem invertierenden Verstärker wird sich die Ausgangsspannung immer so einstellen, dass der invertierende Eingang Massepotential hat. Die virtuelle Masse (VM) unterscheidet sich von einer "normalen" Masse dadurch, dass das Potential durch einen Regelungsvorgang zustande kommt.
An der virtuellen Masse (VM) gilt die Knotenpunktregel, wonach die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme ist.

:<math>I_1 + I_2 = -I_3</math>

Sofern <math>U_{e1}</math> und <math>U_{e2}</math> bekannt sind, lässt sich die Gleichung umformen in:

:<math>\frac{U_{e1}}{R_1} + \frac{U_{e2}}{R_2} = -\frac{U_a}{R_3}</math>

Nach Ua aufgelöst ergibt sich:

:<math>-U_a = \left (U_{e1} \cdot \frac{R_3}{R_1}\right ) + \left (U_{e2} \cdot \frac{R_3}{R_2}\right ) + ... + \left (U_{en} \cdot \frac{R_3}{R_n}\right )</math>

Einen Sonderfall gibt es, wenn die Widerstände R1 und R2 gleich sind. Dann gilt

:<math>R_1 = R_2 = R_x</math>

und damit

:<math>-U_a = \frac{R_3}{R_x} \cdot (U_{e1} + U_{e2})</math>.

=== Der Subtrahierer (Differenzverstärker) ===

[[Bild:Op-subtrahierer.png]]

Ein Subtrahierer ist die Zusammenschaltung eines invertierenden und eines nichtinvertierenden Verstärkers. Schliessen wir Punkt Ue1 nach Masse kurz und steuern Ue2 an, arbeitet die Schaltung als nichtinvertierender Verstärker. Wird Ue2 nach Masse verbunden und Ue1 angesteuert, verhält sich die Schaltung als invertierender Verstärker (R7 vorerst nicht beachten).

Für den 1. Fall (nichtinvertierender Verstärker) gilt:

:Ua = Ue2 (1 + R6\R4 )

Für den 2. Fall (invertierender Verstärker) gilt:

:Ua = -Ue1 R6\R4

Der dritte Fall ist die Ansteuerung beider Eingänge:

:Ua = -Ue1 R6\R4 + Ue2 (1 + R6\R4 )

Diese Schaltung ist gut für eine Erklärung, praktisch aber taugt sie nichts. Denn liegen an den Eingängen gleiche Spannungen an, ist die Ausgangsspannung nicht 0, wie eigentlich zu vermuten wäre. Deshalb ändern wir die Schaltung und fügen R7 ein. Jetzt stellt sich am Punkt + des OPs die Spannung

:Ue2+ = Ue2 R7\(R5 + R7)

ein. Wenn wir das berücksichtigen, erhalten wir endlich einen richtigen Subtrahierer:

:Ua = Ue2 (1 + R6\R4 ) R7\(R5 + R7) - R6\R4 Ue1

Dies gilt für alle Subtrahierer, obwohl es natürlich auch hier wieder zwei Sonderfälle gibt; nämlich a) wenn alle Gegenkopplungswiderstände gleich sind:

:R6 = R7 = R4 = R5

dann ist

:Ua = Ue2 - Ue1

oder b) wenn die Widerstandsverhältnisse gleich sind :

:R6\R4 = R7\R5

Dann ergibt sich für Ua:

:Ua = (Ue2 R7\R5 ) - (Ue1 R6\R4 )

oder noch einfacher:

:Ua = (Ue2 -Ue1) R6\R4

=== Addierer/Subtrahierer mit unterschiedlichen Faktoren ===
Legt man nicht den + sondern den - Eingang des Operationsverstärkers als Bezugspunkt zur Masse mit einem Widerstand fest, übernimmt der Vorwiderstand vom - Eingang, R4 die Aufgabe von R5.

[[Bild:Op-addsub.png]]

Hier die Schaltung die addieren und subtrahieren kann, mit unterschiedlichen Faktoren.
Sie kann verwendet werden für Aufgaben wie: Gesucht ist eine Schaltung, die aus 0...2.56 V eine Spannung von -10V...10V macht. Für dieses Beispiel wird hier die Dimensionierung durchgeführt:

{| class="wikitable" style="text-align: left"
|<math>U_{e1} = 5\,\mathrm{V}</math>
|Einfach festgelegt, muss nur ein positiver Wert sein
|-
|<math>R_6 = 200\,\mathrm{k\Omega}</math>
|Einfach festgelegt, könnte auch 100k oder 500k sein
|-
|<math>U_{e2i} = 0\,\mathrm{V},\, U_{ai} = -10\,\mathrm{V}</math>
|gewählter momentaner ''Zustand 1'', Ue2 = 0V ist günstig für Berechnung, Ua ist die dazupassende Ausgangsspannung
|-
|<math>U_{e2ii} = 2{,}56\,\mathrm{V},\, U_{aii} = 10\,\mathrm{V}</math>
|gewählter beliebiger ''Zustand 2''
|-
|<math>U_m = U_{e2}</math>
|Gleichgewicht am Eingang
|-
|<math>I_a + I_b = I_c</math>
|In den Eingang fließt "kein" Strom
|-
|<math>\frac{U_a-U_{e2}}{R_6} + \frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_4} = \frac{U_{e2}}{R_c}</math>
|Gleichung mit den Unbekannten R4 und Rc
|-
|<math>\frac{U_{ai}-U_{e2i}}{R_6} + \frac{U_{e1}-U_{e2i}}{R_4} = \frac{U_{e2i}}{R_c}</math>
|Variablen für ''Zustand 1'' eingesetzt, bildet 1. Gleichung
|-
|<math>\frac{U_{aii}-U_{e2ii}}{R_6} + \frac{U_{e1}-U_{e2ii}}{R_4} = \frac{U_{e2ii}}{R_c}</math>
|Variablen für ''Zustand 2'' eingesetzt, bildet 2. Gleichung
|-
|<math>R_4=-\frac{R_6\cdot U_{e1}}{U_{ai}}</math>
|2 Gleichungen mit 2 Unbekannten, Lösung durch Umformen der 1. Gleichung nach R4 und einsetzen von Ue2i=0 (freundlicherweise fällt die 2. Unbekannte dabei raus)
|-
|<math>R_4 = 100\,\mathrm{k\Omega}</math>
|restliche Werte eingesetzt
|-
|<math>R_c=\frac{R_6\cdot U_{e1}\cdot U_{e2ii}}{U_{aii}\cdot U_{e1}-U_{ai}\cdot (U_{e1}-U_{e2ii})-U_{e1}\cdot U_{e2ii}}</math>
|Ergebnis für R4 in die 2. Gleichung einsetzen und Umformen nach Rc
|-
|<math>R_c = 41{,}6\,\mathrm{k\Omega}</math>
|Werte eingesetzt
|}

=== Der Instrumenten-Verstärker ===

[[Bild:Instrument.png]]

Ein Nachteil des Subtrahierers ist sein geringer Eingangswiderstand. Um den nahezu unendlichen Eingangswiderstand des verwendeten Operationsverstärkers zu erreichen, kann man einfach vor beide Eingänge je einen Impedanzwandler vorschalten.
Die hier beschriebene Schaltung ist um drei Widerstände erweitert und ermöglicht die Einstellung der Differenz-Verstärkung über nur einen Widerstand, nämlich R2.

Am invertierenden Eingang von IC1A gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a1}-U_{e1}}{R_1}-\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Am invertierenden Eingang von IC1C gilt (Knotenregel):

:<math>\frac{U_{a2}-U_{e2}}{R_1}+\frac{U_{e1}-U_{e2}}{R_2}=0</math>

Subtrahiert man die beiden Gleichungen voneinander, erhält man:

:<math>U_{a2}-U_{a1}=(U_{e2}-U_{e1})\cdot\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Letztere Differenz ist die Eingangsspannung eines normalen Subtrahierers mit der Verstärkung 1.

Also ergibt sich als Ausgangsspannung:

:<math>U_a=(U_{e2}-U_{e1}) \cdot \left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2}\right )</math>

Die Differenzverstärkung beträgt demnach:

:<math>V=\left (1+\frac{2\cdot R_1}{R_2} \right )</math>

Anwendung: Auswertung von Brückenschaltungen, wie Drucksensoren oder Dehnungsmessstreifen, die durch den Eingangswiderstand der Messschaltung nicht belastet werden dürfen. 
Instrumenten-Verstärker kann man auch fertig kaufen. Im INA102 ist die komplette Schaltung integriert. Für R2 sind 3 verschiedene Werte eingebaut, die bei passender Verschaltung eine Verstärkung von 1, 10, 100 oder 1000 ermöglichen.

Da die Gleichtaktunterdrückung hauptsächlich von der Übereinstimmung der Widerstände abhängt, sind für viele Standardanwendungen, insbesondere solche mit niedriger erforderlicher Bandbreite, integrierte Instrumentenverstärker zu bevorzugen.

=== Der Multiplizierer (Mischer) ===

=== Der Potentialdifferenzverstärker ===

[[Datei:Potentialdifferenzverstärker.png|400px]]

Der Potentialdifferenzverstärker ist eine OPV-Schaltung zum gewichteten Addieren und Subtrahieren beliebiger Spannungen.

Falls die Bedingung
<math>
\sum\frac{R_{0}}{R_{i}}=\sum\frac{R_{0}^{'}}{R_{i}^{'}}
</math>
erfüllt ist, vereinfacht sich der Term für die Ausgangsspannung zu folgendem Term:

<math>
U_{a}=\sum\frac{R_{0}^{'}}{R_{i}^{'}}U_{i}^{'}-\sum\frac{R_{0}}{R_{i}}U_{i}
</math>

=== Der Logarithmierer ===
Logarithmierer werden mit der Kennlinie einer Diode konstruiert, die einen eingeprägten Strom in eine Spannung übersetzt.

= Spannungsversorgung und Beschaltung =

== Betrieb mit einfacher Versorgungsspannung ==

Häufig möchte man eine Wechselspannung wie z.B. ein Audiosignal, das auch negative Spannungen enthält, mit einem Opamp verstärken, hat aber nur eine einfache, in Bezug zu Masse positive Versorgungsspannung zur Verfügung. Dafür bieten sich folgende Schaltungen an, die in der Literatur leider häufig vernachlässigt werden.

Durch die Kondensatoren können die Operationsverstärker in geeigneten Arbeitspunkten betrieben werden, obwohl die Eingangs- und Ausgangsspannungen echte Wechselspannungen sind. Nachteil ist die Hochpasswirkung der Kondensatoren in Verbindung mit den verwendeten Widerständen. Die Grenzfrequenz der Hochpässe muss tief genung gewählt werden, um den gewünschten Frequenzbereich verstärken zu können. Zur Verstärkung von Gleichspannungen (z.B. aus Temperatursensoren) sind diese Schaltungen nicht geeignet.

=== Nichtinvertierender Verstärker ===

[[Bild: Ss_opamp1.png]]

Der positive Eingang wird mit einem Spannungsteiler (R3 und R5) auf die halbe Betriebsspannung gelegt. Dieser Spannung wird dann die zu verstärkende Eingangswechselspannung überlagert. Mit den Kondensatoren am Eingang (C1) und Ausgang (C2) wird der Gleichspannungsanteil abgekoppelt.

Die Verstärkung hat in diesem Beispiel für Wechselspannung den Wert 11 (Formel wie oben), für Gleichspannung aber den Wert 1, da C4 für Gleichspannung einen unendlichen Widerstand darstellt. C3 sollte dorthin führen, wo das Eingangssignal seinen Bezugspunkt hat, also die Abschirmung der Cinch-Buchse, während R5 dorthin führt, von wo der Operationsverstärker seine negative Versorgungsspannung bekommt, falls das nicht die gleichen Potentiale, hier GND, sein sollten.

=== Invertierender Verstärker ===

Das Prinzip funktioniert analog auch für die invertierende Beschaltung:

[[Bild: Ss_opamp2.png]]

== Betrieb mit negativer Hilfsspannung ==

Alternativ lässt sich auch eine negative Hilfsspannung erzeugen. Damit bekommt der Operationsverstärker seine "Plus-Minus"-Versorgung, und er kann Wechselspannungen um das Ground-Potential herum problemlos verstärken.

Die negative Hilfsspannung erzeugt man zweckmässigerweise mit einer Ladungspumpe. Dazu bieten sich zwei Möglichkeiten an:

* einen speziellen IC nach der Art eines ICL 7660
* eine Rechteckspannung auf einen Spannungsverdoppler geben. Dieser besteht aus 2 Dioden und 2 Kondensatoren. Die Konfiguration sollte natürlich so sein, dass eine negative Hilfsspannung erzeugt wird. Schaltbeispiele gibt's im Netz. Als Rechteckspannung kann ein unbenutzter PWM-Ausgang dienen, der mit 50% Tastverhältnis läuft.

Ein Ripple auf der negativen Hilfsspannung wird von modernen Operationsverstärkern wirkungsvoll unterdrückt. Die PSRR (power supply rejection ratio) weist oft Werte um 120 dB auf (bei 120 Hz, darüber fällt sie meist mit 20 dB/Dekade).

Siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Ladungspumpe#Negative_Ausgangsspannungen

= Kaufempfehlung =
LM358 2 OPs in einem Gehäuse oder
LM324 4 OPs in einem Gehäuse

MCP6001/6004 CMOS OPs mit Rail to Rail Input und Output, tiefem Stromverbrauch, und geringer Versorgungsspannung

Preis jeweils ca. 0,30€ aus Deutschland oder ca. 2 bis 4 cent aus China (AliExpress, ebay, …).

Siehe auch [[Standardbauelemente#Operationsverst.C3.A4rker|Standardbauelemente - Operationsverstärker]].

Wer Audio OpAmps sucht - tangentsoft.net hat mal welche unter die Lupe genommen: [http://www.tangentsoft.net/audio/opamps.html Notes on Audio OpAmps]

= Siehe auch =
* [[Schmitt-Trigger]]
* [[Aktiver RC-Bandpass]]
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/396747#4567112 Forumsbeitrag]: Pegelanpassung 0 bis 3V auf -15 bis +20V
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/466046?goto=5686087#5686087 Forumsbeitrag]: Strommessung an der Versorgungsspannung, Fehlerbetrachtung und verbesserte Schaltung
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/510652?goto=6542833#6542656 Forumsbeitrag]: "bouncing ball" Schaltung gesucht
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/512469#6575560 Forumsbeitrag]: Maximum von zwei 4-20mA Eingängen auf einen 4-20mA Ausgang bilden
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/514936#new Forumsbeitrag]: 1500V Linearverstärker
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/519089#6704061 Forumsbeitrag]: Suche OpAmp RRIO bis 36V out
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/524737?goto=6822386#6820279 Forumsbeitrag]: Sinusgenerator mit HV-Endstufe gesucht

= Weblinks =
*[http://www.ti.com/ww/en/bobpease/assets/AN-31.pdf AN-31] - National Semiconductor Application Note 31 mit vielen weiteren OP-Schaltungen
*[https://e2echina.ti.com/cfs-file/__key/telligent-evolution-components-attachments/00-52-01-00-00-04-59-46/OP-amp-for-everyone.pdf Op Amps for Everyone], sehr umfangreiches Dokument zu OPV und deren Anwendung, englisch 
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm Operationsverstärker im ElKo]
*[http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7a.pdf OP Teil 1], [http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS00/peg/folien/Peg_v7b.pdf OP Teil 2] - OP-Schaltungen (deutsch)
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Operationsverst%C3%A4rker RN-Wissen Operationsverstärker]
* [http://www.national.com/AU/design/0,4706,268_0_,00.html Online Seminar] von National Semiconductor
* [http://www.franzis.de/elo-das-magazin/grundlagen-und-ausbildung/operationsverstaerker/der-operationsverstaerker ELO-Online-Magazin, Franzis-Verlag], [http://www.franzis.de/online-shop/elektronik/lernpakete-elektronik/lernpaket-elektronik-mit-ics Lernpaket Elektronik mit ICs] "Elektronische Experimente mit integriertem Schaltkreis", Kasten mit Steckbrett/Bauelementen (ca. 40EUR),
* [https://web.archive.org/web/20130828131053/http://elektronikwissen.net/opamp/9-opamp-wissen.html OpAmp Praxis], Praktikertipps + schwingende Operationsverstärker in den Griff bekommen 
* [https://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_multiplier Frequenzvervielfacher]
* [https://sound-au.com/appnotes/an001.htm Präzisionsgleichrichter], engl.
* [https://play.google.com/store/apps/details?id=com.wdcreative.elektropro ElektroEasy-App], Berechnung von OPVs
* [http://www.elektronikinfo.de/strom/operationsverstaerker.htm Grundlagen Operationsverstärker]
* [http://www.elektronikinfo.de/strom/op_rauschen.htm Rauschverhalten von OpAmps]
* [https://www.edn.com/class-ab-inverting-amp-uses-two-floating-amplifier-cells/ Class AB inverting amp uses two floating-amplifier cells], HV-Verstärker mit +/-500V Ausgangsspannung

[[Category:Grundlagen]]
[[Category:Bauteile]]

Spule

2022-01-31T21:29:25Z

172.26.13.188: Typo

== Vereinfachte Erklärung ==

Während man sich einen Kondensator wie eine Art Lager für Elektronen vorstellen kann, und einen Widerstand wie ein mehr oder weniger enges Rohr für einen Wasserfluss, ist eine Analogie aus dem täglichen Leben für eine Spule ein Schwungrad. Man hat eine Antriebskraft, mit der man eine Achse in Bewegung setzen möchte, aber auf dieser ist ein großes Schwungrad befestigt. Damit sich die Antriebskraft in der Bewegung der Achse bemerkbar machen kann, muss das Schwungrad mit in Bewegung gesetzt werden, was nur langsam, nach und nach möglich ist, und wenn es sich einmal dreht, möchte es nach dem Beenden der Einwirkung der Antriebskraft zunächst einmal in derselben Richtung weiterlaufen, es kann nicht sofort abgebremst werden, und wenn man versucht, das drehende Schwungrad zu blockieren, wird bei diesem plötzlichen Abbremsen eine gewaltige Kraft freigesetzt.

Eine Spule verhält sich ähnlich. Sie ist stets bestrebt, den Stromfluss aufrecht zu erhalten, sprich sie verzögert eine schnelle Änderung des Stromflusses. Soll der Strom ansteigen, muss zunächst ein Magnetfeld aufgebaut werden, das dauert je nach anliegender Spannung und Induktivität der Spule eine gewisse Zeit. Hier wird Energie gespeichert. Soll der Stromfluss abnehmen, muss das Magnetfeld erst abgebaut werden, hier wird Energie in den Stromkreis zurückgeführt.

Diese Eigenschaft ist sehr wichtig für [[Transformatoren und Spulen]] in Schaltnetzteilen, Filtern und vielen anderen Anwendungen. Das Maß, wieviel Magnetfeld bei einem bestimmten Strom in der Spule gespeichert werden kann, wird mit dem Begriff Induktivität ausgedrückt.

Manchmal ist eine Spule aber auch von Nachteil, wenn die nämlich ungewollt die schnelle Änderung des Stromflusses bremst. Das ist meist dann der Fall, wenn Bauteile zu lange Anschlussdrähte oder Zuleitungen haben. Hier spricht man von Streuinduktivität.

== Berechnungsformeln für Spulen ==

Eine wichtige Formel ist die zur Definition der Induktivität. Das ist der charakteristischste Parameter einer Spule.

<math>L=\frac{U \cdot t}{I}</math>

Diese Formel ist vor allem für die Beschreibung des elektrischen Verhaltens einer Spule mit bekannter Induktivität wichtig. Sie sagt aus, dass wenn man an eine Spule mit 1H eine Spannung von 1V für 1s anlegt, steigt der Strom um 1A (Rampenfunktion).

D.h. die Spule integriert (sammelt) eine an ihren Klemmen anliegende Spannung und baut damit ein Magnetfeld auf. Die Folge davon ist ein Stromfluss durch die Spule. Das ist das Gegenteil eines Kondensators. Dieser integriert (sammelt) einen an seinen Klemmen eingespeisten Strom und baut damit ein elektrisches Feld auf. Die Folge davon ist eine Spannung zwischen den Klemmen.

In praktischen Anwendungen wickelt man [http://de.wikipedia.org/wiki/Spule_%28Elektrotechnik%29 Spulen] meist auf fertige Spulenkörper mit zugehörigen Kernen. Die Induktivität berechnet sich aus

<math>L=A_L \cdot N^2</math>

Der <math>A_L</math>-Wert ist der Kehrwert des [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetischer_Widerstand magnetischen Widerstands] der Spule (der Raum um den Drahtwickel) und beinhaltet sowohl die Geometrie als auch das Material des Kerns. Er wird im Datenblatt des Kerns angegeben, kann aber ggf. auch berechnet werden. Wichtig ist zu wissen, dass die Induktivität quadratisch von der Windungszahl abhängt, d.h. bei doppelter Windungszahl erhält man die vierfache Induktivität.

== Hinweise zur Spulenauswahl ==

=== Allgemeines ===

Vor allem bei Schaltreglern sind folgende Daten der Spulen wichtig:

* Induktivität
* Drahtwiderstand
* Maximaler Strom
* Sättigungsstrom

==== Induktivität ====

Die Induktivität gibt an, wie schnell sich der Strom bei einer anliegenden Spannung ändert. Üblicherweise berechnet man bei der Dimensionierung die minimale Spulengröße die notwendig ist, damit der Ripple des Stromes einen bestimmten Wert (typisch 50% des Ausgangsstroms bei einem StepDown) nicht überschreitet. Eine zu große Induktivität stört bei einem StepDown Regler meist nicht. Bei einem StepUp dagegen darf diese einen bestimmten Wert nicht überschreiten, damit der Regler die gewünschte Leistung liefern kann (siehe Artikel [[Transformatoren und Spulen#Energiespeicherung in Magnetkernen | Transformatoren und Spulen]]). Die Induktivität ist nicht konstant, sondern ändert sich je nach vorhandenem Kern mehr oder weniger mit Frequenz oder Strom.
Vor allem Eisenpulverkerne weisen eine ausgeprägte Abhängigkeit der Induktivität von Frequenz und Strom ab. Die Induktivität mit Nennstrom ist daher meist etwas geringer als die Induktivität ohne Stromfluss. Dies sollte bei der Spulendimensionierung beachtet werden. Aufgrund der starken Stromabhängigkeit erfolgt die Angabe der Induktivität bei Spulen mit Eisenpulverkernen häufig auch bei Nennstrom. Ohne Strombelastung liegt die Induktivität etwa Faktor 1,2-2 darüber. Bei Spulen mit Ferritkern dagegen wird die Induktivität meist ohne Strombelastung spezifiziert.

==== Drahtwiderstand ====

Der Drahtwiderstand beeinflusst vor allem den Wirkungsgrad der Schaltung bzw. begrenzt den maximal zulässigen Effektivwert des Stromes, der durch die Spule fließt. Vor allem bei StepUp Wandlern sollte man sich dem Einfluss des Spulenwiderstands bewusst sein: Möchte man z. B. aus 5V eine höhere Spannung erzeugen und verwendet eine Spule mit 2Ω die mit 0,5A angesteuert wird, dann fallen an dem Drahtwiderstand bereits 1Volt ab. Das entspricht 20% der Eingangsspannung!

==== Maximaler Strom ====

Der maximale Strom wird meist anhand der Erwärmung der Spule durch einen bestimmten Strom bestimmt. Oft ist dies der Punkt bei der sich die Spule um z. B. 40°C erwärmt. Häufig wird dies mit Gleichspannung gemessen oder bei einer niedrigen Frequenz deren Effektivwert angegeben wird. Bei Verwendung der Spule in einem Schaltregler reduziert sich dieser Wert daher um bis zu 50%, da einerseits der Sättigungsstrom beachtet werden muss und andererseits auch der Kern innerhalb der Spule durch den Wechselstromanteil sich auch erwärmt. Vor allem Eisenpulverkerne besitzen teilweise recht hohe Kernverluste, die bei einer üblichen Dimensionierung im gleichen Bereich wie die Verluste durch den Drahtwiderstand liegen. Der Spitzenstrom darf diesen Stromwert allerdings übersteigen, solange der Effektivwert bzw. die Erwärmung im zulässigen Bereich liegt.

==== Sättigungsstrom ====

Der Sättigungsstrom ist fast schon das wichtigste Kriterium bei der Spulenauswahl, denn wenn dieser Wert zu gering ist, ist die Spule unbrauchbar für die Schaltung. Wie bei der Induktivität schon geschrieben, ist diese mehr oder weniger abhängig vom Spulenstrom. Der Sättigungsstrom, der bei Spulen für Schaltregler immer angegeben ist, gibt meist den Strom an, bei dem die Induktivität um 10-40% gegenüber der Nenninduktivität gefallen ist. Erhöht man den Strom weiter, nimmt die Induktivität je nach Kernmaterial und mechanischem Aufbau schnell ab, eine Verringerung um den Faktor 10 ist keine Seltenheit.

Der Sättigungsstrom wird bei einem ordentlich dimensionierten Schaltregler nie überschritten werden, da die Strombegrenzung vorher anspricht. Bei einem schlechten Design spricht die Strombegrenzung dagegen erst durch den hohen Strom an, wenn die Spule in die Sättigung geht. Dies führt nur zu unnötigen Verlusten und sollte daher vermieden werden.

Für den [[MC34063]] heißt das konkret, dass der Strombegrenzungswiderstand Rsc auf einen Wert unterhalb des Sättigungsstromes dimensioniert werden muss!
Da die Induktivität einer Spule in der Sättigung minimal ist, kann diese auch keine weitere Energie speichern. Ein Großteil der in die Spule fließenden Energie wird daher im Drahtwiderstand bzw. im Schalttransistor in Wärme umgesetzt was den Wirkungsgrad stark reduziert und eventuell die Regelung des Schaltreglers durcheinander bringt.

Bei einer typischen Spule für Schaltnetzteile liegt der Sättigungsstrom etwa Faktor 1,5-2 über dem Nennstrom. Dies erlaubt den Nennstrom voll auszunutzen, da der Stromripple bei der üblichen Spulendimensionierung bei etwa 50% des Nennstroms, der Spitzenstrom also bei etwa 1,5x Nennstrom liegt.

Der durch den Begrenzungswiderstand definierte Strom kann auch im Leerlauf ohne Last auftreten, geringe Last schützt also nicht vor Sättigung!

=== Ferritkern vs. Eisenpulverringkern ===

Wenn in einer Spule aufgrund der Anwendung eine nennenswerte Menge Energie gespeichert werden muss, benötigt sie einen Luftspalt. Der Großteil der Energie wird dann nicht mehr direkt im Kernmaterial (welches sättigen kann), sondern im Luftspalt gespeichert. Je größer der Luftspalt, desto mehr Energie kann die Spule speichern, allerdings benötigt man mehr Windungen um eine bestimmte Induktivität zu erreichen. Das gilt für Sperrwandler sowie Speicherdrosseln in Flusswandlern. Echte Trafos, wie z. B. im Übertrager eines Flusswandlers benötigen keinen Luftspalt.

Die in Übertragern oder stromkompensierten Drosseln eingesetzten Ferritringkerne besitzen keinen Luftspalt. Daher können sie kaum Energie speichern, sind daher auch nicht für Speicherdrosseln oder Sperrwandler geeignet. Dafür erreichen diese mit wenigen Windungen schnell Induktivitäten im mH Bereich, wozu andere Spulen etliche 100 Windungen benötigen.
Eisenpulverringkerne gehen einen anderen Weg: Hier stellen die minimalen, mit Kunststoff gefüllten Zwischenräume zwischen den einzelnen Eisenteilchen bereits den Luftspalt dar, weshalb hier kein zusätzlicher Luftspalt erforderlich ist.
Die hierfür verwendeten Materialien besitzen allerdings deutlich höhere Ummagnetisierungsverluste als Ferrit, weshalb Eisenpulverkerne üblicherweise nur für niedrige Frequenzen eingesetzt werden. Das am weitesten verbreitete Material sind die gelb-weiß markierten Ringkerne mit dem Materialcode 26. Dieses zeichnet sich vor allem durch die niedrigen Kosten aus. Der Einsatzbereich liegt entweder in Entstördrosseln für Gleichstrom- oder 50Hz Anwendungen oder in Schaltnetzteilen bis 100kHz. Für höhere Frequenzen sind auch bessere, und natürlich teurere Materialien, erhältlich.
Dieser Spulentyp ist vor allem für Abwärtswandler sinnvoll, da Eisenpulverkerne kein Problem mit hohen DC Strömen, allerdings mit hohen AC Anteilen aufgrund ihrer höheren Kernverluste haben. Da der Stromripple bei diesem Wandlertyp meist kleiner als der DC Strom ist, sind beide Bedingungen erfüllt. Allerdings sollte man beachten, dass die Induktivität einer Eisenpulverringkernspule stark von der Frequenz, dem Strom und auch vom Alter abhängig ist! Je nach Temperatur altern Eisenpulverringkerne mehr oder weniger schnell und die Spule verliert dabei an Induktivität.

Die Dimensionierung einer Eisenpulverringkernspule ist nicht ganz einfach, da hier sehr viele Faktoren beachtet werden müssen. Die Berechnung der Kernverluste ist auch aufwendig, einige Hersteller liefern dafür aber Formeln oder Berechnungsprogramme, so wie z. B. Micrometals:
[http://www.micrometals.com/software_index.html Berechnungsprogramm für Eisenpulverringkerne].
Vor allem Anfängern wird aber von der eigenen Dimensionierung von Eisenpulverringkernspulen abgeraten. Etliche Hersteller (wie z. B. Talema) haben fertige Ringkernspulen im Programm die bei verschiedenen Anbietern auch für Normalverbraucher erhältlich sind (z. B. bei elpro, DARISUS und vielen anderen).

Zusammenfassend lässt sich sagen:
<math>B_{max}</math> ist bei Eisenpulver höher als bei Ferrit (ca. 0,5T bei Eisenpulver und ca. 0,3T bei Ferrit), was bei gleicher Energiekapazität zu kompakteren Spulen führt. Demgegenüber sind die spezifischen Kernverluste (<math>P_{V_{Kern}} \sim \Delta B \cdot f </math>) von Eisenpulver höher, so dass es nur bei relativ niedrigen Frequenzen und kleinen Flussdichteänderungen Vorteile bringt.

=== Speicherspulen vs. Entstörspulen ===

Nicht selten machen vor allem Anfänger den Fehler, die nächstbeste Spule mit einigermaßen passender Induktivität einzusetzen, ohne darauf zu achten, dass die Spule eigentlich als Entstörspule entwickelt wurde. Dies gilt vor allem für die Funkentstördrosseln der Baureihe MESC/MISC/77A die z. B. bei Reichelt erhältlich sind. Die Schaltungen funktionieren zwar einigermaßen, allerdings ist der Wirkungsgrad deutlich geringer als er es mit einer guten Spule wäre.
Dies liegt vor allem am Aufbau der Spule sowie deren vorhandenem Kern. Funkentstördrosseln sind dafür ausgelegt von einem niederfrequenten Strom durchflossen zu werden und einen, im Vergleich zum Nutzstrom niedrigen Störstrom mit hoher Frequenz abzublocken. Dadurch entstehen kaum Verluste im Kern, da das Magnetfeld konstant ist bzw. sich durch den niederfrequenten Strom nur sehr langsam ändert. Der Kern ist also nicht dafür ausgelegt verlustarm zu sein, bzw. es ist sogar erwünscht wenn er bei hohen Frequenzen gewisse Verluste aufweist, um Resonanzen innerhalb der Spule zu verhindern. Weiterhin kommt das Problem hinzu, dass aufgrund der großen Länge der Spule die Feldlinien außerhalb der Spule den magnetischen Kreis schließen und sich so ein deutliches Magnetfeld um die Spule herum aufbaut (Streufeld), diese arbeitet quasi wie eine Ferritstabantenne und erzeugt beträchtliche EMV Störungen! Speziell für Schaltnetzteile ausgelegte Spulen besitzen daher nicht selten einen entsprechenden mechanischen Aufbau um die Feldlinien möglichst innerhalb bzw. sehr nahe an der Spule zu halten um diese Störungen zu minimieren.

Besonders bei Spulen mit Eisenpulverringkernen sollte man genau nachschauen ob die Angaben für Entstöranwendungen oder für Schaltnetzteilanwendungen gelten: Hier wird oft die gleiche Spule je nach Verwendungszweck unterschiedlich spezifiziert. Dies liegt daran, dass man bei der Entstöranwendung eben kaum Verluste im Kern hat und somit aufgrund der geringeren Erwärmung der Draht von einem höheren Strom durchflossen werden kann, ohne dass er überhitzt.

=== Beispiele geeigneter Spulen für Schaltregler ===

[[Datei:Snt_spulen.jpg|thumb|250x250px|Verschiedene Spulen]]

Von links nach rechts:

*Speicherdrosseln: sehr gut geeignet
*Ringkernspulen: je nach Anwendung gut bis sehr gut geeignet
*Widerstandsbauform, Trommelkern: für (sehr) kleine Leistungen geeignet
*Entstörspulen: schlecht geeignet
*Stromkompensierte Drosseln: absolut ungeeignet

Für kleinere Schaltregler in beliebiger Konfiguration (also StepUp, StepDown, invertierend) geeignete Spulen sind z. B. die L-PISxx Serien die z. B. bei Reichelt oder Conrad erhältlich sind, oder vergleichbare Spulen.
Aufgrund des Ferritkerns sind diese Spulen nahezu für alle üblichen Frequenzbereiche geeignet.
Für Stepdownregler unter 100kHz eignen sich auch Eisenpulverringkernspulen z. B. aus dem Material 26. Vor allem bei höheren Strömen sind diese oft deutlich preiswerter als vergleichbare Spulen mit Ferritkern.

=== Spulen selber wickeln, quick & dirty ===

Hier soll eine einfache Methode zur Berechnung von Spulen dargestellt werden. Dabei geht es um Drosseln für Schaltregler (Step up/down) , bzw. Trafos für Sperrwandler (flyback). Diese Spulen müssen Energie speichern, siehe auch den Artikel [[Transformatoren und Spulen#Drosseln | Transformatoren und Spulen]]. Damit hat man schell und einfach seine passende Spule berechnet und gewickelt. Es sei jedoch erwähnt, dass dies nur eine quick & dirty Lösung ist, welche nicht alle Feinheiten von Spulen abdeckt. Für Hobbyanwender wird es aber meist zu befriedigenden Ergebnissen führen.

Vereinfacht kann man sagen, dass die Engergiespeicherfähigkeit einer Spule durch den magnetischen Kern bestimmt wird. Die Windungszahl hat keinen Einfluss! Denn ein und der selbe Kern kann die gleiche Energie bei wenig Windungen/Induktivität und viel Strom (großer Sättigungsstrom) oder vielen Windungen und wenig Strom speichern. Wenn eine Spule mit 20 Windungen bei 1A sättigt, dann sättigt sie bei 200 Windungen schon bei 0,1A. Die Windungszahl hat sich verzehnfach, die Induktivität aber verhundertfacht und der Sättigungsstrom ist auf 1/10tel gesunken. Die Energie bleibt aber gleich, wie die nachfolgende Formel zeigt.

Zunächst muss man die benötigte Speicherkapazität berechnen. nehmen wir als Beispiel einen Step Up Schaltregler, welcher eine Spule von 330µH und 2,5A benötigt. Der Energiegehalt berechnet sich aus.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2 = \frac{1}{2} \cdot 330 \mu H \cdot (2,5A)^2 = 1,03 mJ</math>

Hätten wir diese Spule mit 20 Windungen auf einen Kern gewickelt, könnten wir jetzt das Gedankenexperiment nachvollziehen. Wir erhöhen die Windungszahl auf 200, daraus resultiert eine Induktivität von 33mH und ein Sättigungsstrom von 250mA. Der maximale Energiegehalt wäre jedoch identisch.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot 33 mH \cdot (0,25A)^2 = 1,03 mJ</math>

Die maximal speicherbare Energie in einer Spule, unabhängig von ihrer Form (Ringkern, Schalenkern) berechnet sich aus.

<math>E_{max} = \frac{1}{2} \cdot A_L \cdot (\frac{B_{sat} \cdot l_e}{\mu _r \cdot \mu_0})^2</math>

* <math>\!\, A_L</math> Induktivitätskonstante des Kerns
* <math>\!\, B_{sat}</math> Sättigungsflussdichte, ca. 0,3T für Ferrit und ca. 0,5T für Eisenpulver, ggf. im Datenblatt nachschauen
* <math>\!\, l_e</math> effektive magnetische Pfadlänge
* <math>\!\, \mu _r</math> relative bzw. effektive [http://de.wikipedia.org/wiki/Permeabilität_(Magnetismus) Permeabilität]
* <math>\!\, \mu 0</math> [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante Permeabilität des Vakuums], <math>\!\, 4 \pi \cdot 10^{-7} \frac{H}{m}= 1,2566 \cdot 10^{-6} \frac{H}{m}</math>

Die Werte für <math>\!\, A_L, l_e</math> und <math>\!\, \mu _r</math> sind im Datenblatt des Kerns zu finden. Daraus kann man zunächst berechnen, ob der Kern überhaupt in Frage kommt. Wie man sieht steht die Permeabilität im Nenner des Bruchs, d.h. Kerne mit geringer Permeabilität können mehr Energie speichern als Kerne mit hoher Permeabilität! Bei Ringkernen muss das Material stimmen, bei Schalenkernen kann man einen Luftspalt einfügen. Pi mal Daumen wird man in der Praxis für Speicherdrosseln ein <math>\!\, \mu _r</math> von ca. 50-200 anstreben wollen. Der zweite Schritt ist fast zu einfach, die Berechnung der Windungszahl.

<math>N = \sqrt{\frac{L}{A_L}} </math>

Beachten muss man, welcher Drahtdurchmesser dabei möglich ist. Dabei hilft der [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Mini Ringkern-Rechner]. Dieser rechnet auch gleich die Drahtlänge aus, und im Menü kann man noch die Berechnung des ohmschen WIderstands des Drahtes durchführen. Dabei sollte man mit 80-100°C Drahttemperatur rechnen, um auf der sicheren Seite zu bleiben. Als Orientierung sollte die Stromdichte 2-5A/mm^2 nicht übersteigen, bei einlagig gewickelten Ringkernen und guter Kühlung ggf. auch höher (10 A/mm^2).

<math>S = \frac{4 \cdot I}{\pi \cdot d^2}</math>

* S Stromdichte
* d Drahtdurchmesser

=== Kerne recyceln ===

Oft werden Kerne, vor allem Ringkerne, aus alten Netzteilen recycelt. Zu denen hat man kein Datenblatt. Aber auch hier gibt es Abhilfe. Man wickelt auf den Kern ca. 10..30 Windungen (mehr Windungen verringern den Messfehler) mit dünnem Draht, möglichst über den ganzen Wickelbereich bzw. Ringkern verteilt, und misst mittels LC-Meter die Induktivität. Damit kann man den <math>\!\, A_L</math>-Wert berechnen.

<math>A_L = \frac{L}{N^2} </math>

Die mittlere magnetische Pfadlänge ist beim Ringkern einfach der mittlere Umfang, berechenbar durch

<math>l_e = \frac {\pi}{2} \cdot (d_a + d_i)</math>

* <math>\!\, d_a </math> Außendurchmesser
* <math>\!\, d_i </math> Innendurchmesser

Bei anderen Kernformen muss man die mittlere magnetische Pfadlänge kreativ schätzen, indem man gedanklich in den Schenkeln mittig eine geschlossene (Feld)Linie zieht. Damit kann man <math>\!\, A_L</math> auch näherungsweise berechnen. Dazu muss man unterscheiden, ob der Kern einheitlich aus einem Material besteht oder einen Luftspalt hat.

<math>A_L = \frac {1}{R_m} </math>

<math>R_{ges} = R_{Eisen} + R_{Luftspalt} </math>

<math>R_{Eisen} = \frac {l_{Eisen}}{\mu_r \cdot \mu_0 \cdot A} </math>

<math>R_{Luftspalt} = \frac {l_{Luftspalt}}{\mu_0 \cdot A} </math>

* <math>\!\, R_m </math>: Magnetischer Widerstand
* <math>\!\, R_{ges} </math>: Magnetischer Widerstand des gesamten Kerns
* <math>\!\, R_{Eisen} </math>: Magnetischer Widerstand des Eisenkerns
* <math>\!\, R_{Luftspalt} </math>: Magnetischer Widerstand des Luftspalts
* <math>\!\, A </math>: magnetische Querschnittsfläche
* <math>\!\, l_{Eisen} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Eisen
* <math>\!\, l_{Luftspalt} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Luftspalt
* <math>\!\, \mu_0 </math>: [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante magnetische Feldkonstante] = 1,257e-6

Bleibt als letzte Herausforderung <math>\!\, \mu _r</math>. Das berechnet sich aus.

<math>\mu _r = \frac{L \cdot l_e}{N^2 \cdot A \cdot \mu _0}</math>

Diese Formel stimmt in erster Linie für [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t#Induktivit.C3.A4t_einer_Ringspule Ringkerne], bei anderen Kernformen wird der Fehler etwas größer. Zur einfachen Anwendung gibt es alle Formeln in einer praktischen [[media:Drosseln.xls | Exceltabelle]]. Ausserdem gibt es den sehr praktischen [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner], welcher die Berechung vieler verschiedener Kerne sehr schnell ermöglicht. Als letzte Fomel sei die für den Sättigungsstrom genannt, welche direkt den meist gesuchten Wert liefert. Je nach bekannten Daten kann man sie mit verschiedenen Formeln ausrechnen, welche equivalent sind.

<math>I_{sat}= \frac{B_{max} \cdot l_e}{N \cdot \mu _r \cdot \mu _0} = \frac{B_{max} \cdot A}{N \cdot A_L} = \frac{B_{max} \cdot A \cdot N}{L}</math>

== Links ==

* [[Transformatoren und Spulen]]
* [[Platinen-Induktivität]]
* [[MC34063]]
* [http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/9b/Drosseln.xls Exceltabelle] zur Drosselberechnung
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/217508?goto=2171452#2169791 Forumsbeitrag]: Grundlagenfrage zu Speicherspulen - Luftspalt
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/313893?goto=3393636#3393349 Forumsbeitrag]: Drossel für 200A/100Hz-Schweissgerät
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/372156#4205430 Forumsbeitrag]: Energie einer Spule zurückgewinnen

== Weblinks ==

* [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t_%28Bauelement%29 Wikipedia: Induktivität]

[[Kategorie:Bauteile]]
*Tolles [http://www.we-online.de/web/de/passive_bauelemente_-_standard/toolbox_pbs/Component_Selector_1.php Berechnungsprogramm] (Link tot) für Spulen in Schaltreglern der Firma Würth
*[http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html Dimensionierung von Spulen in Schaltreglern]
* [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner]
* [http://www.dos4ever.com/flyback/flyback.html Flyback Converter for dummies], engl. Gute Seite über Sperrwandler und Drosselspulen für Nixieröhren mit einfacher Messung des Sättigungsstroms
* [http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html Spulen und Kondensatoren ausmessen]
* [http://elm-chan.org/works/lchk/report.html Power Inductor Checker] auf ELM ChaN, engl.
* Hersteller
** [http://www.amidon.de/ Amidon]
** [http://www.ferroxcube.com/ Ferroxcube]
** [http://www.micrometals.com/ Micrometals]
** [http://www.epcos.de Epcos], ehemals Siemens

Spule

2022-01-31T21:29:05Z

172.26.13.188: Typo

== Vereinfachte Erklärung ==

Während man sich einen Kondensator wie eine Art Lager für Elektronen vorstellen kann, und einen Widerstand wie ein mehr oder weniger enges Rohr für einen Wasserfluss, ist eine Analogie aus dem täglichen Leben für eine Spule ein Schwungrad. Man hat eine Antriebskraft, mit der man eine Achse in Bewegung setzen möchte, aber auf dieser ist ein großes Schwungrad befestigt. Damit sich die Antriebskraft in der Bewegung der Achse bemerkbar machen kann, muss das Schwungrad mit in Bewegung gesetzt werden, was nur langsam, nach und nach möglich ist, und wenn es sich einmal dreht, möchte es nach dem Beenden der Einwirkung der Antriebskraft zunächst einmal in derselben Richtung weiterlaufen, es kann nicht sofort abgebremst werden, und wenn man versucht, das drehende Schwungrad zu blockieren, wird bei diesem plötzlichen Abbremsen eine gewaltige Kraft freigesetzt.

Eine Spule verhält sich ähnlich. Sie ist stets bestrebt, den Stromfluss aufrecht zu erhalten, sprich sie verzögert eine schnelle Änderung des Stromflusses. Soll der Strom ansteigen, muss zunächst ein Magnetfeld aufgebaut werden, das dauert je nach anliegender Spannung und Induktivität der Spule eine gewisse Zeit. Hier wird Energie gespeichert. Soll der Stromfluss abnehmen, muss das Magnetfeld erst abgebaut werden, hier wird Energie in den Stromkreis zurückgeführt.

Diese Eigenschaft ist sehr wichtig für [[Transformatoren und Spulen]] in Schaltnetzteilen, Filtern und vielen anderen Anwendungen. Das Maß, wieviel Magnetfeld bei einem bestimmten Strom in der Spule gespeichert werden kann, wird mit dem Begriff Induktivität ausgedrückt.

Manchmal ist eine Spule aber auch von Nachteil, wenn die nämlich ungewollt die schnelle Änderung des Stromflusses bremst. Das ist meist dann der Fall, wenn Bauteile zu lange Anschlussdrähte oder Zuleitungen haben. Hier spricht man von Streuinduktivität.

== Berechnungsformeln für Spulen ==

Eine wichtige Formel ist die zur Definition der Induktivität. Das ist der charakteristischste Parameter einer Spule.

<math>L=\frac{U \cdot t}{I}</math>

Diese Formel ist vor allem für die Beschreibung des elektrischen Verhaltens einer Spule mit bekannter Induktivität wichtig. Sie sagt aus, dass wenn man an eine Spule mit 1H eine Spannung von 1V für 1s anlegt, steigt der Strom um 1A (Rampenfunktion).

D.h. die Spule integriert (sammelt) eine an ihren Klemmen anliegende Spannung und baut damit ein Magnetfeld auf. Die Folge davon ist ein Stromfluss durch die Spule. Das ist das Gegenteil eines Kondensators. Dieser integriert (sammelt) einen an seinen Klemmen eingespeisten Strom und baut damit ein elektrisches Feld auf. Die Folge davon ist eine Spannung zwischen den Klemmen.

In praktischen Anwendungen wickelt man [http://de.wikipedia.org/wiki/Spule_%28Elektrotechnik%29 Spulen] meist auf fertige Spulenkörper mit zugehörigen Kernen. Die Induktivität berechnet sich aus

<math>L=A_L \cdot N^2</math>

Der <math>A_L</math>-Wert ist der Kehrwert des [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetischer_Widerstand magnetischen Widerstands] der Spule (der Raum um den Drahtwickel) und beinhaltet sowohl die Geometrie als auch das Material des Kerns. Er wird im Datenblatt des Kerns angegeben, kann aber ggf. auch berechnet werden. Wichtig ist zu wissen, dass die Induktivität quadratisch von der Windungszahl abhängt, d.h. bei doppelter Windungszahl erhält man die vierfache Induktivität.

== Hinweise zur Spulenauswahl ==

=== Allgemeines ===

Vor allem bei Schaltreglern sind folgende Daten der Spulen wichtig:

* Induktivität
* Drahtwiderstand
* Maximaler Strom
* Sättigungsstrom

==== Induktivität ====

Die Induktivität gibt an, wie schnell sich der Strom bei einer anliegenden Spannung ändert. Üblicherweise berechnet man bei der Dimensionierung die minimale Spulengröße die notwendig ist, damit der Ripple des Stromes einen bestimmten Wert (typisch 50% des Ausgangsstroms bei einem StepDown) nicht überschreitet. Eine zu große Induktivität stört bei einem StepDown Regler meist nicht. Bei einem StepUp dagegen darf diese einen bestimmten Wert nicht überschreiten, damit der Regler die gewünschte Leistung liefern kann (siehe Artikel [[Transformatoren und Spulen#Energiespeicherung in Magnetkernen | Transformatoren und Spulen]]). Die Induktivität ist nicht konstant, sondern ändert sich je nach vorhandenem Kern mehr oder weniger mit Frequenz oder Strom.
Vor allem Eisenpulverkerne weisen eine ausgeprägte Abhängigkeit der Induktivität von Frequenz und Strom ab. Die Induktivität mit Nennstrom ist daher meist etwas geringer als die Induktivität ohne Stromfluss. Dies sollte bei der Spulendimensionierung beachtet werden. Aufgrund der starken Stromabhängigkeit erfolgt die Angabe der Induktivität bei Spulen mit Eisenpulverkernen häufig auch bei Nennstrom. Ohne Strombelastung liegt die Induktivität etwa Faktor 1,2-2 darüber. Bei Spulen mit Ferritkern dagegen wird die Induktivität meist ohne Strombelastung spezifiziert.

==== Drahtwiderstand ====

Der Drahtwiderstand beeinflusst vor allem den Wirkungsgrad der Schaltung bzw. begrenzt den maximal zulässigen Effektivwert des Stromes, der durch die Spule fließt. Vor allem bei StepUp Wandlern sollte man sich dem Einfluss des Spulenwiderstands bewusst sein: Möchte man z. B. aus 5V eine höhere Spannung erzeugen und verwendet eine Spule mit 2Ω die mit 0,5A angesteuert wird, dann fallen an dem Drahtwiderstand bereits 1Volt ab. Das entspricht 20% der Eingangsspannung!

==== Maximaler Strom ====

Der maximale Strom wird meist anhand der Erwärmung der Spule durch einen bestimmten Strom bestimmt. Oft ist dies der Punkt bei der sich die Spule um z. B. 40°C erwärmt. Häufig wird dies mit Gleichspannung gemessen oder bei einer niedrigen Frequenz deren Effektivwert angegeben wird. Bei Verwendung der Spule in einem Schaltregler reduziert sich dieser Wert daher um bis zu 50%, da einerseits der Sättigungsstrom beachtet werden muss und andererseits auch der Kern innerhalb der Spule durch den Wechselstromanteil sich auch erwärmt. Vor allem Eisenpulverkerne besitzen teilweise recht hohe Kernverluste, die bei einer üblichen Dimensionierung im gleichen Bereich wie die Verluste durch den Drahtwiderstand liegen. Der Spitzenstrom darf diesen Stromwert allerdings übersteigen, solange der Effektivwert bzw. die Erwärmung im zulässigen Bereich liegt.

==== Sättigungsstrom ====

Der Sättigungsstrom ist fast schon das wichtigste Kriterium bei der Spulenauswahl, denn wenn dieser Wert zu gering ist, ist die Spule unbrauchbar für die Schaltung. Wie bei der Induktivität schon geschrieben, ist diese mehr oder weniger abhängig vom Spulenstrom. Der Sättigungsstrom, der bei Spulen für Schaltregler immer angegeben ist, gibt meist den Strom an, bei dem die Induktivität um 10-40% gegenüber der Nenninduktivität gefallen ist. Erhöht man den Strom weiter, nimmt die Induktivität je nach Kernmaterial und mechanischem Aufbau schnell ab, eine Verringerung um den Faktor 10 ist keine Seltenheit.

Der Sättigungsstrom wird bei einem ordentlich dimensionierten Schaltregler nie überschritten werden, da die Strombegrenzung vorher anspricht. Bei einem schlechten Design spricht die Strombegrenzung dagegen erst durch den hohen Strom an, wenn die Spule in die Sättigung geht. Dies führt nur zu unnötigen Verlusten und sollte daher vermieden werden.

Für den [[MC34063]] heißt das konkret, dass der Strombegrenzungswiderstand Rsc auf einen Wert unterhalb des Sättigungsstromes dimensioniert werden muss!
Da die Induktivität einer Spule in der Sättigung minimal ist, kann diese auch keine weitere Energie speichern. Ein Großteil der in die Spule fließenden Energie wird daher im Drahtwiderstand bzw. im Schalttransistor in Wärme umgesetzt was den Wirkungsgrad stark reduziert und eventuell die Regelung des Schaltreglers durcheinander bringt.

Bei einer typischen Spule für Schaltnetzteile liegt der Sättigungsstrom etwa Faktor 1,5-2 über dem Nennstrom. Dies erlaubt den Nennstrom voll auszunutzen, da der Stromripple bei der üblichen Spulendimensionierung bei etwa 50% des Nennstroms, der Spitzenstrom also bei etwa 1,5x Nennstrom liegt.

Der durch den Begrenzungswiderstand definierte Strom kann auch im Leerlauf ohne Last auftreten, geringe Last schützt also nicht vor Sättigung!

=== Ferritkern vs. Eisenpulverringkern ===

Wenn in einer Spule aufgrund der Anwendung eine nennenswerte Menge Energie gespeichert werden muss, benötigt sie einen Luftspalt. Der Großteil der Energie wird dann nicht mehr direkt im Kernmaterial (welches sättigen kann), sondern im Luftspalt gespeichert. Je größer der Luftspalt, desto mehr Energie kann die Spule speichern, allerdings benötigt man mehr Windungen um eine bestimmte Induktivität zu erreichen. Das gilt für Sperrwandler sowie Speicherdrosseln in Flusswandlern. Echte Trafos, wie z. B. im Übertrager eines Flusswandlers benötigen keinen Luftspalt.

Die in Übertragern oder stromkompensierten Drosseln eingesetzten Ferritringkerne besitzen keinen Luftspalt. Daher können sie kaum Energie speichern, sind daher auch nicht für Speicherdrosseln oder Sperrwandler geeignet. Dafür erreichen diese mit wenigen Windungen schnell Induktivitäten im mH Bereich, wozu andere Spulen etliche 100 Windungen benötigen.
Eisenpulverringkerne gehen einen anderen Weg: Hier stellen die minimalen, mit Kunststoff gefüllten Zwischenräume zwischen den einzelnen Eisenteilchen bereits den Luftspalt dar, weshalb hier kein zusätzlicher Luftspalt erforderlich ist.
Die hierfür verwendeten Materialien besitzen allerdings deutlich höhere Ummagnetisierungsverluste als Ferrit, weshalb Eisenpulverkerne üblicherweise nur für niedrige Frequenzen eingesetzt werden. Das am weitesten verbreitete Material sind die gelb-weiß markierten Ringkerne mit dem Materialcode 26. Dieses zeichnet sich vor allem durch die niedrigen Kosten aus. Der Einsatzbereich liegt entweder in Entstördrosseln für Gleichstrom- oder 50Hz Anwendungen oder in Schaltnetzteilen bis 100kHz. Für höhere Frequenzen sind auch bessere, und natürlich teurere Materialien, erhältlich.
Dieser Spulentyp ist vor allem für Abwärtswandler sinnvoll, da Eisenpulverkerne kein Problem mit hohen DC Strömen, allerdings mit hohen AC Anteilen aufgrund ihrer höheren Kernverluste haben. Da der Stromripple bei diesem Wandlertyp meist kleiner als der DC Strom ist, sind beide Bedingungen erfüllt. Allerdings sollte man beachten, dass die Induktivität einer Eisenpulverringkernspule stark von der Frequenz, dem Strom und auch vom Alter abhängig ist! Je nach Temperatur altern Eisenpulverringkerne mehr oder weniger schnell und die Spule verliert dabei an Induktivität.

Die Dimensionierung einer Eisenpulverringkernspule ist nicht ganz einfach, da hier sehr viele Faktoren beachtet werden müssen. Die Berechnung der Kernverluste ist auch aufwendig, einige Hersteller liefern dafür aber Formeln oder Berechnungsprogramme, so wie z. B. Micrometals:
[http://www.micrometals.com/software_index.html Berechnungsprogramm für Eisenpulverringkerne].
Vor allem Anfängern wird aber von der eigenen Dimensionierung von Eisenpulverringkernspulen abgeraten. Etliche Hersteller (wie z. B. Talema) haben fertige Ringkernspulen im Programm die bei verschiedenen Anbietern auch für Normalverbraucher erhältlich sind (z. B. bei elpro, DARISUS und vielen anderen).

Zusammenfassend lässt sich sagen:
<math>B_{max}</math> ist bei Eisenpulver höher als bei Ferrit (ca. 0,5T bei Eisenpulver und ca. 0,3T bei Ferrit), was bei gleicher Energiekapazität zu kompakteren Spulen führt. Demgegenüber sind die spezifischen Kernverluste (<math>P_{V_{Kern}} \sim \Delta B \cdot f </math>) von Eisenpulver höher, so dass es nur bei relativ niedrigen Frequenzen und kleinen Flussdichteänderungen Vorteile bringt.

=== Speicherspulen vs. Entstörspulen ===

Nicht selten machen vor allem Anfänger den Fehler, die nächstbeste Spule mit einigermaßen passender Induktivität einzusetzen, ohne darauf zu achten, dass die Spule eigentlich als Entstörspule entwickelt wurde. Dies gilt vor allem für die Funkentstördrosseln der Baureihe MESC/MISC/77A die z. B. bei Reichelt erhältlich sind. Die Schaltungen funktionieren zwar einigermaßen, allerdings ist der Wirkungsgrad deutlich geringer als er es mit einer guten Spule wäre.
Dies liegt vor allem am Aufbau der Spule sowie deren vorhandenem Kern. Funkentstördrosseln sind dafür ausgelegt von einem niederfrequenten Strom durchflossen zu werden und einen, im Vergleich zum Nutzstrom niedrigen Störstrom mit hoher Frequenz abzublocken. Dadurch entstehen kaum Verluste im Kern, da das Magnetfeld konstant ist bzw. sich durch den niederfrequenten Strom nur sehr langsam ändert. Der Kern ist also nicht dafür ausgelegt verlustarm zu sein, bzw. es ist sogar erwünscht wenn er bei hohen Frequenzen gewisse Verluste aufweist, um Resonanzen innerhalb der Spule zu verhindern. Weiterhin kommt das Problem hinzu, dass aufgrund der großen Länge der Spule die Feldlinien außerhalb der Spule den magnetischen Kreis schließen und sich so ein deutliches Magnetfeld um die Spule herum aufbaut (Streufeld), diese arbeitet quasi wie eine Ferritstabantenne und erzeugt beträchtliche EMV Störungen! Speziell für Schaltnetzteile ausgelegte Spulen besitzen daher nicht selten einen entsprechenden mechanischen Aufbau um die Feldlinien möglichst innerhalb bzw. sehr nahe an der Spule zu halten um diese Störungen zu minimieren.

Besonders bei Spulen mit Eisenpulverringkernen sollte man genau nachschauen ob die Angaben für Entstöranwendungen oder für Schaltnetzteilanwendungen gelten: Hier wird oft die gleiche Spule je nach Verwendungszweck unterschiedlich spezifiziert. Dies liegt daran, dass man bei der Entstöranwendung eben kaum Verluste im Kern hat und somit aufgrund der geringeren Erwärmung der Draht von einem höheren Strom durchflossen werden kann, ohne dass er überhitzt.

=== Beispiele geeigneter Spulen für Schaltregler ===

[[Datei:Snt_spulen.jpg|thumb|250x250px|Verschiedene Spulen]]

Von links nach rechts:

*Speicherdrosseln: sehr gut geeignet
*Ringkernspulen: je nach Anwendung gut bis sehr gut geeignet
*Widerstandsbauform, Trommelkern: für (sehr) kleine Leistungen geeignet
*Entstörspulen: schlecht geeignet
*Stromkompensierte Drosseln: absolut ungeeignet

Für kleinere Schaltregler in beliebiger Konfiguration (also StepUp, StepDown, invertierend) geeignete Spulen sind z. B. die L-PISxx Serien die z. B. bei Reichelt oder Conrad erhältlich sind, oder vergleichbare Spulen.
Aufgrund des Ferritkerns sind diese Spulen nahezu für alle üblichen Frequenzbereiche geeignet.
Für Stepdownregler unter 100kHz eignen sich auch Eisenpulverringkernspulen z. B. aus dem Material 26. Vor allem bei höheren Strömen sind diese oft deutlich preiswerter als vergleichbare Spulen mit Ferritkern.

=== Spulen selber wickeln, quick & dirty ===

Hier soll eine einfache Methode zur Berechnung von Spulen dargestellt werden. Dabei geht es um Drosseln für Schaltregler (Step up/down) , bzw. Trafos für Sperrwandler (flyback). Diese Spulen müssen Energie speichern, siehe auch den Artikel [[Transformatoren und Spulen#Drosseln | Transformatoren und Spulen]]. Damit hat man schell und einfach seine passende Spule berechnet und gewickelt. Es sei jedoch erwähnt, dass dies nur eine quick & dirty Lösung ist, welche nicht alle Feinheiten von Spulen abdeckt. Für Hobbyanwender wird es aber meist zu befriedigenden Ergebnissen führen.

Vereinfacht kann man sagen, dass die Engergiespeicherfähigkeit einer Spule durch den magnetischen Kern bestimmt wird. Die Windungszahl hat keinen Einfluss! Denn ein und der selbe Kern kann die gleiche Energie bei wenig Windungen/Induktivität und viel Strom (großer Sättigungsstrom) oder vielen Windungen und wenig Strom speichern. Wenn eine Spule mit 20 Windungen bei 1A sättigt, dann sättigt sie bei 200 Windungen schon bei 0,1A. Die Windungszahl hat sich verzehnfach, die Induktivität aber verhundertfacht und der Sättigungsstrom ist auf 1/10tel gesunken. Die Energie bleibt aber gleich, wie die nachfolgende Formel zeigt.

Zunächst muss man die benötigte Speicherkapazität berechnen. nehmen wir als Beispiel einen Step Up Schaltregler, welcher eine Spule von 330µH und 2,5A benötigt. Der Energiegehalt berechnet sich aus.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2 = \frac{1}{2} \cdot 330 \mu H \cdot (2,5A)^2 = 1,03 mJ</math>

Hätten wir diese Spule mit 20 Windungen auf einen Kern gewickelt, könnten wir jetzt das Gedankenexperiment nachvollziehen. Wir erhöhen die Windungszahl auf 200, daraus resultiert eine Induktivität von 33mH und ein Sättigungsstrom von 250mA. Der maximale Energiegehalt wäre jedoch identisch.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot 33 mH \cdot (0,25A)^2 = 1,03 mJ</math>

Die maximal speicherbare Energie in einer Spule, unabhängig von ihrer Form (Ringkern, Schalenkern) berechnet sich aus.

<math>E_{max} = \frac{1}{2} \cdot A_L \cdot (\frac{B_{sat} \cdot l_e}{\mu _r \cdot \mu_0})^2</math>

* <math>\!\, A_L</math> Induktivitätskonstante des Kerns
* <math>\!\, B_{sat}</math> Sättigungsflußdichte, ca. 0,3T für Ferrit und ca. 0,5T für Eisenpulver, ggf. im Datenblatt nachschauen
* <math>\!\, l_e</math> effektive magnetische Pfadlänge
* <math>\!\, \mu _r</math> relative bzw. effektive [http://de.wikipedia.org/wiki/Permeabilität_(Magnetismus) Permeabilität]
* <math>\!\, \mu 0</math> [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante Permeabilität des Vakuums], <math>\!\, 4 \pi \cdot 10^{-7} \frac{H}{m}= 1,2566 \cdot 10^{-6} \frac{H}{m}</math>

Die Werte für <math>\!\, A_L, l_e</math> und <math>\!\, \mu _r</math> sind im Datenblatt des Kerns zu finden. Daraus kann man zunächst berechnen, ob der Kern überhaupt in Frage kommt. Wie man sieht steht die Permeabilität im Nenner des Bruchs, d.h. Kerne mit geringer Permeabilität können mehr Energie speichern als Kerne mit hoher Permeabilität! Bei Ringkernen muss das Material stimmen, bei Schalenkernen kann man einen Luftspalt einfügen. Pi mal Daumen wird man in der Praxis für Speicherdrosseln ein <math>\!\, \mu _r</math> von ca. 50-200 anstreben wollen. Der zweite Schritt ist fast zu einfach, die Berechnung der Windungszahl.

<math>N = \sqrt{\frac{L}{A_L}} </math>

Beachten muss man, welcher Drahtdurchmesser dabei möglich ist. Dabei hilft der [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Mini Ringkern-Rechner]. Dieser rechnet auch gleich die Drahtlänge aus, und im Menü kann man noch die Berechnung des ohmschen WIderstands des Drahtes durchführen. Dabei sollte man mit 80-100°C Drahttemperatur rechnen, um auf der sicheren Seite zu bleiben. Als Orientierung sollte die Stromdichte 2-5A/mm^2 nicht übersteigen, bei einlagig gewickelten Ringkernen und guter Kühlung ggf. auch höher (10 A/mm^2).

<math>S = \frac{4 \cdot I}{\pi \cdot d^2}</math>

* S Stromdichte
* d Drahtdurchmesser

=== Kerne recyceln ===

Oft werden Kerne, vor allem Ringkerne, aus alten Netzteilen recycelt. Zu denen hat man kein Datenblatt. Aber auch hier gibt es Abhilfe. Man wickelt auf den Kern ca. 10..30 Windungen (mehr Windungen verringern den Messfehler) mit dünnem Draht, möglichst über den ganzen Wickelbereich bzw. Ringkern verteilt, und misst mittels LC-Meter die Induktivität. Damit kann man den <math>\!\, A_L</math>-Wert berechnen.

<math>A_L = \frac{L}{N^2} </math>

Die mittlere magnetische Pfadlänge ist beim Ringkern einfach der mittlere Umfang, berechenbar durch

<math>l_e = \frac {\pi}{2} \cdot (d_a + d_i)</math>

* <math>\!\, d_a </math> Außendurchmesser
* <math>\!\, d_i </math> Innendurchmesser

Bei anderen Kernformen muss man die mittlere magnetische Pfadlänge kreativ schätzen, indem man gedanklich in den Schenkeln mittig eine geschlossene (Feld)Linie zieht. Damit kann man <math>\!\, A_L</math> auch näherungsweise berechnen. Dazu muss man unterscheiden, ob der Kern einheitlich aus einem Material besteht oder einen Luftspalt hat.

<math>A_L = \frac {1}{R_m} </math>

<math>R_{ges} = R_{Eisen} + R_{Luftspalt} </math>

<math>R_{Eisen} = \frac {l_{Eisen}}{\mu_r \cdot \mu_0 \cdot A} </math>

<math>R_{Luftspalt} = \frac {l_{Luftspalt}}{\mu_0 \cdot A} </math>

* <math>\!\, R_m </math>: Magnetischer Widerstand
* <math>\!\, R_{ges} </math>: Magnetischer Widerstand des gesamten Kerns
* <math>\!\, R_{Eisen} </math>: Magnetischer Widerstand des Eisenkerns
* <math>\!\, R_{Luftspalt} </math>: Magnetischer Widerstand des Luftspalts
* <math>\!\, A </math>: magnetische Querschnittsfläche
* <math>\!\, l_{Eisen} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Eisen
* <math>\!\, l_{Luftspalt} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Luftspalt
* <math>\!\, \mu_0 </math>: [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante magnetische Feldkonstante] = 1,257e-6

Bleibt als letzte Herausforderung <math>\!\, \mu _r</math>. Das berechnet sich aus.

<math>\mu _r = \frac{L \cdot l_e}{N^2 \cdot A \cdot \mu _0}</math>

Diese Formel stimmt in erster Linie für [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t#Induktivit.C3.A4t_einer_Ringspule Ringkerne], bei anderen Kernformen wird der Fehler etwas größer. Zur einfachen Anwendung gibt es alle Formeln in einer praktischen [[media:Drosseln.xls | Exceltabelle]]. Ausserdem gibt es den sehr praktischen [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner], welcher die Berechung vieler verschiedener Kerne sehr schnell ermöglicht. Als letzte Fomel sei die für den Sättigungsstrom genannt, welche direkt den meist gesuchten Wert liefert. Je nach bekannten Daten kann man sie mit verschiedenen Formeln ausrechnen, welche equivalent sind.

<math>I_{sat}= \frac{B_{max} \cdot l_e}{N \cdot \mu _r \cdot \mu _0} = \frac{B_{max} \cdot A}{N \cdot A_L} = \frac{B_{max} \cdot A \cdot N}{L}</math>

== Links ==

* [[Transformatoren und Spulen]]
* [[Platinen-Induktivität]]
* [[MC34063]]
* [http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/9b/Drosseln.xls Exceltabelle] zur Drosselberechnung
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/217508?goto=2171452#2169791 Forumsbeitrag]: Grundlagenfrage zu Speicherspulen - Luftspalt
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/313893?goto=3393636#3393349 Forumsbeitrag]: Drossel für 200A/100Hz-Schweissgerät
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/372156#4205430 Forumsbeitrag]: Energie einer Spule zurückgewinnen

== Weblinks ==

* [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t_%28Bauelement%29 Wikipedia: Induktivität]

[[Kategorie:Bauteile]]
*Tolles [http://www.we-online.de/web/de/passive_bauelemente_-_standard/toolbox_pbs/Component_Selector_1.php Berechnungsprogramm] (Link tot) für Spulen in Schaltreglern der Firma Würth
*[http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html Dimensionierung von Spulen in Schaltreglern]
* [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner]
* [http://www.dos4ever.com/flyback/flyback.html Flyback Converter for dummies], engl. Gute Seite über Sperrwandler und Drosselspulen für Nixieröhren mit einfacher Messung des Sättigungsstroms
* [http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html Spulen und Kondensatoren ausmessen]
* [http://elm-chan.org/works/lchk/report.html Power Inductor Checker] auf ELM ChaN, engl.
* Hersteller
** [http://www.amidon.de/ Amidon]
** [http://www.ferroxcube.com/ Ferroxcube]
** [http://www.micrometals.com/ Micrometals]
** [http://www.epcos.de Epcos], ehemals Siemens

Spule

2022-01-31T21:28:37Z

172.26.13.188: Typo

== Vereinfachte Erklärung ==

Während man sich einen Kondensator wie eine Art Lager für Elektronen vorstellen kann, und einen Widerstand wie ein mehr oder weniger enges Rohr für einen Wasserfluss, ist eine Analogie aus dem täglichen Leben für eine Spule ein Schwungrad. Man hat eine Antriebskraft, mit der man eine Achse in Bewegung setzen möchte, aber auf dieser ist ein großes Schwungrad befestigt. Damit sich die Antriebskraft in der Bewegung der Achse bemerkbar machen kann, muss das Schwungrad mit in Bewegung gesetzt werden, was nur langsam, nach und nach möglich ist, und wenn es sich einmal dreht, möchte es nach dem Beenden der Einwirkung der Antriebskraft zunächst einmal in derselben Richtung weiterlaufen, es kann nicht sofort abgebremst werden, und wenn man versucht, das drehende Schwungrad zu blockieren, wird bei diesem plötzlichen Abbremsen eine gewaltige Kraft freigesetzt.

Eine Spule verhält sich ähnlich. Sie ist stets bestrebt, den Stromfluss aufrecht zu erhalten, sprich sie verzögert eine schnelle Änderung des Stromflusses. Soll der Strom ansteigen, muss zunächst ein Magnetfeld aufgebaut werden, das dauert je nach anliegender Spannung und Induktivität der Spule eine gewisse Zeit. Hier wird Energie gespeichert. Soll der Stromfluss abnehmen, muss das Magnetfeld erst abgebaut werden, hier wird Energie in den Stromkreis zurückgeführt.

Diese Eigenschaft ist sehr wichtig für [[Transformatoren und Spulen]] in Schaltnetzteilen, Filtern und vielen anderen Anwendungen. Das Maß, wieviel Magnetfeld bei einem bestimmten Strom in der Spule gespeichert werden kann, wird mit dem Begriff Induktivität ausgedrückt.

Manchmal ist eine Spule aber auch von Nachteil, wenn die nämlich ungewollt die schnelle Änderung des Stromflusses bremst. Das ist meist dann der Fall, wenn Bauteile zu lange Anschlussdrähte oder Zuleitungen haben. Hier spricht man von Streuinduktivität.

== Berechnungsformeln für Spulen ==

Eine wichtige Formel ist die zur Definition der Induktivität. Das ist der charakteristischste Parameter einer Spule.

<math>L=\frac{U \cdot t}{I}</math>

Diese Formel ist vor allem für die Beschreibung des elektrischen Verhaltens einer Spule mit bekannter Induktivität wichtig. Sie sagt aus, dass wenn man an eine Spule mit 1H eine Spannung von 1V für 1s anlegt, steigt der Strom um 1A (Rampenfunktion).

D.h. die Spule integriert (sammelt) eine an ihren Klemmen anliegende Spannung und baut damit ein Magnetfeld auf. Die Folge davon ist ein Stromfluss durch die Spule. Das ist das Gegenteil eines Kondensators. Dieser integriert (sammelt) einen an seinen Klemmen eingespeisten Strom und baut damit ein elektrisches Feld auf. Die Folge davon ist eine Spannung zwischen den Klemmen.

In praktischen Anwendungen wickelt man [http://de.wikipedia.org/wiki/Spule_%28Elektrotechnik%29 Spulen] meist auf fertige Spulenkörper mit zugehörigen Kernen. Die Induktivität berechnet sich aus

<math>L=A_L \cdot N^2</math>

Der <math>A_L</math>-Wert ist der Kehrwert des [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetischer_Widerstand magnetischen Widerstands] der Spule (der Raum um den Drahtwickel) und beinhaltet sowohl die Geometrie als auch das Material des Kerns. Er wird im Datenblatt des Kerns angegeben, kann aber ggf. auch berechnet werden. Wichtig ist zu wissen, dass die Induktivität quadratisch von der Windungszahl abhängt, d.h. bei doppelter Windungszahl erhält man die vierfache Induktivität.

== Hinweise zur Spulenauswahl ==

=== Allgemeines ===

Vor allem bei Schaltreglern sind folgende Daten der Spulen wichtig:

* Induktivität
* Drahtwiderstand
* Maximaler Strom
* Sättigungsstrom

==== Induktivität ====

Die Induktivität gibt an, wie schnell sich der Strom bei einer anliegenden Spannung ändert. Üblicherweise berechnet man bei der Dimensionierung die minimale Spulengröße die notwendig ist, damit der Ripple des Stromes einen bestimmten Wert (typisch 50% des Ausgangsstroms bei einem StepDown) nicht überschreitet. Eine zu große Induktivität stört bei einem StepDown Regler meist nicht. Bei einem StepUp dagegen darf diese einen bestimmten Wert nicht überschreiten, damit der Regler die gewünschte Leistung liefern kann (siehe Artikel [[Transformatoren und Spulen#Energiespeicherung in Magnetkernen | Transformatoren und Spulen]]). Die Induktivität ist nicht konstant, sondern ändert sich je nach vorhandenem Kern mehr oder weniger mit Frequenz oder Strom.
Vor allem Eisenpulverkerne weisen eine ausgeprägte Abhängigkeit der Induktivität von Frequenz und Strom ab. Die Induktivität mit Nennstrom ist daher meist etwas geringer als die Induktivität ohne Stromfluss. Dies sollte bei der Spulendimensionierung beachtet werden. Aufgrund der starken Stromabhängigkeit erfolgt die Angabe der Induktivität bei Spulen mit Eisenpulverkernen häufig auch bei Nennstrom. Ohne Strombelastung liegt die Induktivität etwa Faktor 1,2-2 darüber. Bei Spulen mit Ferritkern dagegen wird die Induktivität meist ohne Strombelastung spezifiziert.

==== Drahtwiderstand ====

Der Drahtwiderstand beeinflusst vor allem den Wirkungsgrad der Schaltung bzw. begrenzt den maximal zulässigen Effektivwert des Stromes, der durch die Spule fließt. Vor allem bei StepUp Wandlern sollte man sich dem Einfluss des Spulenwiderstands bewusst sein: Möchte man z. B. aus 5V eine höhere Spannung erzeugen und verwendet eine Spule mit 2Ω die mit 0,5A angesteuert wird, dann fallen an dem Drahtwiderstand bereits 1Volt ab. Das entspricht 20% der Eingangsspannung!

==== Maximaler Strom ====

Der maximale Strom wird meist anhand der Erwärmung der Spule durch einen bestimmten Strom bestimmt. Oft ist dies der Punkt bei der sich die Spule um z. B. 40°C erwärmt. Häufig wird dies mit Gleichspannung gemessen oder bei einer niedrigen Frequenz deren Effektivwert angegeben wird. Bei Verwendung der Spule in einem Schaltregler reduziert sich dieser Wert daher um bis zu 50%, da einerseits der Sättigungsstrom beachtet werden muss und andererseits auch der Kern innerhalb der Spule durch den Wechselstromanteil sich auch erwärmt. Vor allem Eisenpulverkerne besitzen teilweise recht hohe Kernverluste, die bei einer üblichen Dimensionierung im gleichen Bereich wie die Verluste durch den Drahtwiderstand liegen. Der Spitzenstrom darf diesen Stromwert allerdings übersteigen, solange der Effektivwert bzw. die Erwärmung im zulässigen Bereich liegt.

==== Sättigungsstrom ====

Der Sättigungsstrom ist fast schon das wichtigste Kriterium bei der Spulenauswahl, denn wenn dieser Wert zu gering ist, ist die Spule unbrauchbar für die Schaltung. Wie bei der Induktivität schon geschrieben, ist diese mehr oder weniger abhängig vom Spulenstrom. Der Sättigungsstrom, der bei Spulen für Schaltregler immer angegeben ist, gibt meist den Strom an, bei dem die Induktivität um 10-40% gegenüber der Nenninduktivität gefallen ist. Erhöht man den Strom weiter, nimmt die Induktivität je nach Kernmaterial und mechanischem Aufbau schnell ab, eine Verringerung um den Faktor 10 ist keine Seltenheit.

Der Sättigungsstrom wird bei einem ordentlich dimensionierten Schaltregler nie überschritten werden, da die Strombegrenzung vorher anspricht. Bei einem schlechten Design spricht die Strombegrenzung dagegen erst durch den hohen Strom an, wenn die Spule in die Sättigung geht. Dies führt nur zu unnötigen Verlusten und sollte daher vermieden werden.

Für den [[MC34063]] heißt das konkret, dass der Strombegrenzungswiderstand Rsc auf einen Wert unterhalb des Sättigungsstromes dimensioniert werden muss!
Da die Induktivität einer Spule in der Sättigung minimal ist, kann diese auch keine weitere Energie speichern. Ein Großteil der in die Spule fließenden Energie wird daher im Drahtwiderstand bzw. im Schalttransistor in Wärme umgesetzt was den Wirkungsgrad stark reduziert und eventuell die Regelung des Schaltreglers durcheinander bringt.

Bei einer typischen Spule für Schaltnetzteile liegt der Sättigungsstrom etwa Faktor 1,5-2 über dem Nennstrom. Dies erlaubt den Nennstrom voll auszunutzen, da der Stromripple bei der üblichen Spulendimensionierung bei etwa 50% des Nennstroms, der Spitzenstrom also bei etwa 1,5x Nennstrom liegt.

Der durch den Begrenzungswiderstand definierte Strom kann auch im Leerlauf ohne Last auftreten, geringe Last schützt also nicht vor Sättigung!

=== Ferritkern vs. Eisenpulverringkern ===

Wenn in einer Spule aufgrund der Anwendung eine nennenswerte Menge Energie gespeichert werden muss, benötigt sie einen Luftspalt. Der Großteil der Energie wird dann nicht mehr direkt im Kernmaterial (welches sättigen kann), sondern im Luftspalt gespeichert. Je größer der Luftspalt, desto mehr Energie kann die Spule speichern, allerdings benötigt man mehr Windungen um eine bestimmte Induktivität zu erreichen. Das gilt für Sperrwandler sowie Speicherdrosseln in Flusswandlern. Echte Trafos, wie z. B. im Übertrager eines Flusswandlers benötigen keinen Luftspalt.

Die in Übertragern oder stromkompensierten Drosseln eingesetzten Ferritringkerne besitzen keinen Luftspalt. Daher können sie kaum Energie speichern, sind daher auch nicht für Speicherdrosseln oder Sperrwandler geeignet. Dafür erreichen diese mit wenigen Windungen schnell Induktivitäten im mH Bereich, wozu andere Spulen etliche 100 Windungen benötigen.
Eisenpulverringkerne gehen einen anderen Weg: Hier stellen die minimalen, mit Kunststoff gefüllten Zwischenräume zwischen den einzelnen Eisenteilchen bereits den Luftspalt dar, weshalb hier kein zusätzlicher Luftspalt erforderlich ist.
Die hierfür verwendeten Materialien besitzen allerdings deutlich höhere Ummagnetisierungsverluste als Ferrit, weshalb Eisenpulverkerne üblicherweise nur für niedrige Frequenzen eingesetzt werden. Das am weitesten verbreitete Material sind die gelb-weiß markierten Ringkerne mit dem Materialcode 26. Dieses zeichnet sich vor allem durch die niedrigen Kosten aus. Der Einsatzbereich liegt entweder in Entstördrosseln für Gleichstrom- oder 50Hz Anwendungen oder in Schaltnetzteilen bis 100kHz. Für höhere Frequenzen sind auch bessere, und natürlich teurere Materialien, erhältlich.
Dieser Spulentyp ist vor allem für Abwärtswandler sinnvoll, da Eisenpulverkerne kein Problem mit hohen DC Strömen, allerdings mit hohen AC Anteilen aufgrund ihrer höheren Kernverluste haben. Da der Stromripple bei diesem Wandlertyp meist kleiner als der DC Strom ist, sind beide Bedingungen erfüllt. Allerdings sollte man beachten, dass die Induktivität einer Eisenpulverringkernspule stark von der Frequenz, dem Strom und auch vom Alter abhängig ist! Je nach Temperatur altern Eisenpulverringkerne mehr oder weniger schnell und die Spule verliert dabei an Induktivität.

Die Dimensionierung einer Eisenpulverringkernspule ist nicht ganz einfach, da hier sehr viele Faktoren beachtet werden müssen. Die Berechnung der Kernverluste ist auch aufwendig, einige Hersteller liefern dafür aber Formeln oder Berechnungsprogramme, so wie z. B. Micrometals:
[http://www.micrometals.com/software_index.html Berechnungsprogramm für Eisenpulverringkerne].
Vor allem Anfängern wird aber von der eigenen Dimensionierung von Eisenpulverringkernspulen abgeraten. Etliche Hersteller (wie z. B. Talema) haben fertige Ringkernspulen im Programm die bei verschiedenen Anbietern auch für Normalverbraucher erhältlich sind (z. B. bei elpro, DARISUS und vielen anderen).

Zusammenfassend lässt sich sagen:
<math>B_{max}</math> ist bei Eisenpulver höher als bei Ferrit (ca. 0,5T bei Eisenpulver und ca. 0,3T bei Ferrit), was bei gleicher Energiekapazität zu kompakteren Spulen führt. Demgegenüber sind die spezifischen Kernverluste (<math>P_{V_{Kern}} \sim \Delta B \cdot f </math>) von Eisenpulver höher, so dass es nur bei relativ niedrigen Frequenzen und kleinen Flussdichteänderungen Vorteile bringt.

=== Speicherspulen vs. Entstörspulen ===

Nicht selten machen vor allem Anfänger den Fehler, die nächstbeste Spule mit einigermaßen passender Induktivität einzusetzen, ohne darauf zu achten, dass die Spule eigentlich als Entstörspule entwickelt wurde. Dies gilt vor allem für die Funkentstördrosseln der Baureihe MESC/MISC/77A die z. B. bei Reichelt erhältlich sind. Die Schaltungen funktionieren zwar einigermaßen, allerdings ist der Wirkungsgrad deutlich geringer als er es mit einer guten Spule wäre.
Dies liegt vor allem am Aufbau der Spule sowie deren vorhandenem Kern. Funkentstördrosseln sind dafür ausgelegt von einem niederfrequenten Strom durchflossen zu werden und einen, im Vergleich zum Nutzstrom niedrigen Störstrom mit hoher Frequenz abzublocken. Dadurch entstehen kaum Verluste im Kern, da das Magnetfeld konstant ist bzw. sich durch den niederfrequenten Strom nur sehr langsam ändert. Der Kern ist also nicht dafür ausgelegt verlustarm zu sein, bzw. es ist sogar erwünscht wenn er bei hohen Frequenzen gewisse Verluste aufweist, um Resonanzen innerhalb der Spule zu verhindern. Weiterhin kommt das Problem hinzu, dass aufgrund der großen Länge der Spule die Feldlinien außerhalb der Spule den magnetischen Kreis schließen und sich so ein deutliches Magnetfeld um die Spule herum aufbaut (Streufeld), diese arbeitet quasi wie eine Ferritstabantenne und erzeugt beträchtliche EMV Störungen! Speziell für Schaltnetzteile ausgelegte Spulen besitzen daher nicht selten einen entsprechenden mechanischen Aufbau um die Feldlinien möglichst innerhalb bzw. sehr nahe an der Spule zu halten um diese Störungen zu minimieren.

Besonders bei Spulen mit Eisenpulverringkernen sollte man genau nachschauen ob die Angaben für Entstöranwendungen oder für Schaltnetzteilanwendungen gelten: Hier wird oft die gleiche Spule je nach Verwendungszweck unterschiedlich spezifiziert. Dies liegt daran, dass man bei der Entstöranwendung eben kaum Verluste im Kern hat und somit aufgrund der geringeren Erwärmung der Draht von einem höheren Strom durchflossen werden kann, ohne dass er überhitzt.

=== Beispiele geeigneter Spulen für Schaltregler ===

[[Datei:Snt_spulen.jpg|thumb|250x250px|Verschiedene Spulen]]

Von links nach rechts:

*Speicherdrosseln: sehr gut geeignet
*Ringkernspulen: je nach Anwendung gut bis sehr gut geeignet
*Widerstandsbauform, Trommelkern: für (sehr) kleine Leistungen geeignet
*Entstörspulen: schlecht geeignet
*Stromkompensierte Drosseln: absolut ungeeignet

Für kleinere Schaltregler in beliebiger Konfiguration (also StepUp, StepDown, invertierend) geeignete Spulen sind z. B. die L-PISxx Serien die z. B. bei Reichelt oder Conrad erhältlich sind, oder vergleichbare Spulen.
Aufgrund des Ferritkerns sind diese Spulen nahezu für alle üblichen Frequenzbereiche geeignet.
Für Stepdownregler unter 100kHz eignen sich auch Eisenpulverringkernspulen z. B. aus dem Material 26. Vor allem bei höheren Strömen sind diese oft deutlich preiswerter als vergleichbare Spulen mit Ferritkern.

=== Spulen selber wickeln, quick & dirty ===

Hier soll eine einfache Methode zur Berechnung von Spulen dargestellt werden. Dabei geht es um Drosseln für Schaltregler (Step up/down) , bzw. Trafos für Sperrwandler (flyback). Diese Spulen müssen Energie speichern, siehe auch den Artikel [[Transformatoren und Spulen#Drosseln | Transformatoren und Spulen]]. Damit hat man schell und einfach seine passende Spule berechnet und gewickelt. Es sei jedoch erwähnt, dass dies nur eine quick & dirty Lösung ist, welche nicht alle Feinheiten von Spulen abdeckt. Für Hobbyanwender wird es aber meist zu befriedigenden Ergebnissen führen.

Vereinfacht kann man sagen, daß die Engergiespeicherfähigkeit einer Spule durch den magnetischen Kern bestimmt wird. Die Windungszahl hat keinen Einfluß! Denn ein und der selbe Kern kann die gleiche Energie bei wenig Windungen/Induktivität und viel Strom (großer Sättigungsstrom) oder vielen Windungen und wenig Strom speichern. Wenn eine Spule mit 20 Windungen bei 1A sättigt, dann sättigt sie bei 200 Windungen schon bei 0,1A. Die Windungszahl hat sich verzehnfach, die Induktivität aber verhundertfacht und der Sättigungsstrom ist auf 1/10tel gesunken. Die Energie bleibt aber gleich, wie die nachfolgende Formel zeigt.

Zunächst muss man die benötigte Speicherkapazität berechnen. nehmen wir als Beispiel einen Step Up Schaltregler, welcher eine Spule von 330µH und 2,5A benötigt. Der Energiegehalt berechnet sich aus.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2 = \frac{1}{2} \cdot 330 \mu H \cdot (2,5A)^2 = 1,03 mJ</math>

Hätten wir diese Spule mit 20 Windungen auf einen Kern gewickelt, könnten wir jetzt das Gedankenexperiment nachvollziehen. Wir erhöhen die Windungszahl auf 200, daraus resultiert eine Induktivität von 33mH und ein Sättigungsstrom von 250mA. Der maximale Energiegehalt wäre jedoch identisch.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot 33 mH \cdot (0,25A)^2 = 1,03 mJ</math>

Die maximal speicherbare Energie in einer Spule, unabhängig von ihrer Form (Ringkern, Schalenkern) berechnet sich aus.

<math>E_{max} = \frac{1}{2} \cdot A_L \cdot (\frac{B_{sat} \cdot l_e}{\mu _r \cdot \mu_0})^2</math>

* <math>\!\, A_L</math> Induktivitätskonstante des Kerns
* <math>\!\, B_{sat}</math> Sättigungsflußdichte, ca. 0,3T für Ferrit und ca. 0,5T für Eisenpulver, ggf. im Datenblatt nachschauen
* <math>\!\, l_e</math> effektive magnetische Pfadlänge
* <math>\!\, \mu _r</math> relative bzw. effektive [http://de.wikipedia.org/wiki/Permeabilität_(Magnetismus) Permeabilität]
* <math>\!\, \mu 0</math> [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante Permeabilität des Vakuums], <math>\!\, 4 \pi \cdot 10^{-7} \frac{H}{m}= 1,2566 \cdot 10^{-6} \frac{H}{m}</math>

Die Werte für <math>\!\, A_L, l_e</math> und <math>\!\, \mu _r</math> sind im Datenblatt des Kerns zu finden. Daraus kann man zunächst berechnen, ob der Kern überhaupt in Frage kommt. Wie man sieht steht die Permeabilität im Nenner des Bruchs, d.h. Kerne mit geringer Permeabilität können mehr Energie speichern als Kerne mit hoher Permeabilität! Bei Ringkernen muss das Material stimmen, bei Schalenkernen kann man einen Luftspalt einfügen. Pi mal Daumen wird man in der Praxis für Speicherdrosseln ein <math>\!\, \mu _r</math> von ca. 50-200 anstreben wollen. Der zweite Schritt ist fast zu einfach, die Berechnung der Windungszahl.

<math>N = \sqrt{\frac{L}{A_L}} </math>

Beachten muss man, welcher Drahtdurchmesser dabei möglich ist. Dabei hilft der [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Mini Ringkern-Rechner]. Dieser rechnet auch gleich die Drahtlänge aus, und im Menü kann man noch die Berechnung des ohmschen WIderstands des Drahtes durchführen. Dabei sollte man mit 80-100°C Drahttemperatur rechnen, um auf der sicheren Seite zu bleiben. Als Orientierung sollte die Stromdichte 2-5A/mm^2 nicht übersteigen, bei einlagig gewickelten Ringkernen und guter Kühlung ggf. auch höher (10 A/mm^2).

<math>S = \frac{4 \cdot I}{\pi \cdot d^2}</math>

* S Stromdichte
* d Drahtdurchmesser

=== Kerne recyceln ===

Oft werden Kerne, vor allem Ringkerne, aus alten Netzteilen recycelt. Zu denen hat man kein Datenblatt. Aber auch hier gibt es Abhilfe. Man wickelt auf den Kern ca. 10..30 Windungen (mehr Windungen verringern den Messfehler) mit dünnem Draht, möglichst über den ganzen Wickelbereich bzw. Ringkern verteilt, und misst mittels LC-Meter die Induktivität. Damit kann man den <math>\!\, A_L</math>-Wert berechnen.

<math>A_L = \frac{L}{N^2} </math>

Die mittlere magnetische Pfadlänge ist beim Ringkern einfach der mittlere Umfang, berechenbar durch

<math>l_e = \frac {\pi}{2} \cdot (d_a + d_i)</math>

* <math>\!\, d_a </math> Außendurchmesser
* <math>\!\, d_i </math> Innendurchmesser

Bei anderen Kernformen muss man die mittlere magnetische Pfadlänge kreativ schätzen, indem man gedanklich in den Schenkeln mittig eine geschlossene (Feld)Linie zieht. Damit kann man <math>\!\, A_L</math> auch näherungsweise berechnen. Dazu muss man unterscheiden, ob der Kern einheitlich aus einem Material besteht oder einen Luftspalt hat.

<math>A_L = \frac {1}{R_m} </math>

<math>R_{ges} = R_{Eisen} + R_{Luftspalt} </math>

<math>R_{Eisen} = \frac {l_{Eisen}}{\mu_r \cdot \mu_0 \cdot A} </math>

<math>R_{Luftspalt} = \frac {l_{Luftspalt}}{\mu_0 \cdot A} </math>

* <math>\!\, R_m </math>: Magnetischer Widerstand
* <math>\!\, R_{ges} </math>: Magnetischer Widerstand des gesamten Kerns
* <math>\!\, R_{Eisen} </math>: Magnetischer Widerstand des Eisenkerns
* <math>\!\, R_{Luftspalt} </math>: Magnetischer Widerstand des Luftspalts
* <math>\!\, A </math>: magnetische Querschnittsfläche
* <math>\!\, l_{Eisen} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Eisen
* <math>\!\, l_{Luftspalt} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Luftspalt
* <math>\!\, \mu_0 </math>: [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante magnetische Feldkonstante] = 1,257e-6

Bleibt als letzte Herausforderung <math>\!\, \mu _r</math>. Das berechnet sich aus.

<math>\mu _r = \frac{L \cdot l_e}{N^2 \cdot A \cdot \mu _0}</math>

Diese Formel stimmt in erster Linie für [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t#Induktivit.C3.A4t_einer_Ringspule Ringkerne], bei anderen Kernformen wird der Fehler etwas größer. Zur einfachen Anwendung gibt es alle Formeln in einer praktischen [[media:Drosseln.xls | Exceltabelle]]. Ausserdem gibt es den sehr praktischen [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner], welcher die Berechung vieler verschiedener Kerne sehr schnell ermöglicht. Als letzte Fomel sei die für den Sättigungsstrom genannt, welche direkt den meist gesuchten Wert liefert. Je nach bekannten Daten kann man sie mit verschiedenen Formeln ausrechnen, welche equivalent sind.

<math>I_{sat}= \frac{B_{max} \cdot l_e}{N \cdot \mu _r \cdot \mu _0} = \frac{B_{max} \cdot A}{N \cdot A_L} = \frac{B_{max} \cdot A \cdot N}{L}</math>

== Links ==

* [[Transformatoren und Spulen]]
* [[Platinen-Induktivität]]
* [[MC34063]]
* [http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/9b/Drosseln.xls Exceltabelle] zur Drosselberechnung
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/217508?goto=2171452#2169791 Forumsbeitrag]: Grundlagenfrage zu Speicherspulen - Luftspalt
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/313893?goto=3393636#3393349 Forumsbeitrag]: Drossel für 200A/100Hz-Schweissgerät
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/372156#4205430 Forumsbeitrag]: Energie einer Spule zurückgewinnen

== Weblinks ==

* [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t_%28Bauelement%29 Wikipedia: Induktivität]

[[Kategorie:Bauteile]]
*Tolles [http://www.we-online.de/web/de/passive_bauelemente_-_standard/toolbox_pbs/Component_Selector_1.php Berechnungsprogramm] (Link tot) für Spulen in Schaltreglern der Firma Würth
*[http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html Dimensionierung von Spulen in Schaltreglern]
* [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner]
* [http://www.dos4ever.com/flyback/flyback.html Flyback Converter for dummies], engl. Gute Seite über Sperrwandler und Drosselspulen für Nixieröhren mit einfacher Messung des Sättigungsstroms
* [http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html Spulen und Kondensatoren ausmessen]
* [http://elm-chan.org/works/lchk/report.html Power Inductor Checker] auf ELM ChaN, engl.
* Hersteller
** [http://www.amidon.de/ Amidon]
** [http://www.ferroxcube.com/ Ferroxcube]
** [http://www.micrometals.com/ Micrometals]
** [http://www.epcos.de Epcos], ehemals Siemens

Spule

2022-01-31T21:27:31Z

172.26.13.188: Typo

== Vereinfachte Erklärung ==

Während man sich einen Kondensator wie eine Art Lager für Elektronen vorstellen kann, und einen Widerstand wie ein mehr oder weniger enges Rohr für einen Wasserfluss, ist eine Analogie aus dem täglichen Leben für eine Spule ein Schwungrad. Man hat eine Antriebskraft, mit der man eine Achse in Bewegung setzen möchte, aber auf dieser ist ein großes Schwungrad befestigt. Damit sich die Antriebskraft in der Bewegung der Achse bemerkbar machen kann, muss das Schwungrad mit in Bewegung gesetzt werden, was nur langsam, nach und nach möglich ist, und wenn es sich einmal dreht, möchte es nach dem Beenden der Einwirkung der Antriebskraft zunächst einmal in derselben Richtung weiterlaufen, es kann nicht sofort abgebremst werden, und wenn man versucht, das drehende Schwungrad zu blockieren, wird bei diesem plötzlichen Abbremsen eine gewaltige Kraft freigesetzt.

Eine Spule verhält sich ähnlich. Sie ist stets bestrebt, den Stromfluss aufrecht zu erhalten, sprich sie verzögert eine schnelle Änderung des Stromflusses. Soll der Strom ansteigen, muss zunächst ein Magnetfeld aufgebaut werden, das dauert je nach anliegender Spannung und Induktivität der Spule eine gewisse Zeit. Hier wird Energie gespeichert. Soll der Stromfluss abnehmen, muss das Magnetfeld erst abgebaut werden, hier wird Energie in den Stromkreis zurückgeführt.

Diese Eigenschaft ist sehr wichtig für [[Transformatoren und Spulen]] in Schaltnetzteilen, Filtern und vielen anderen Anwendungen. Das Maß, wieviel Magnetfeld bei einem bestimmten Strom in der Spule gespeichert werden kann, wird mit dem Begriff Induktivität ausgedrückt.

Manchmal ist eine Spule aber auch von Nachteil, wenn die nämlich ungewollt die schnelle Änderung des Stromflusses bremst. Das ist meist dann der Fall, wenn Bauteile zu lange Anschlussdrähte oder Zuleitungen haben. Hier spricht man von Streuinduktivität.

== Berechnungsformeln für Spulen ==

Eine wichtige Formel ist die zur Definition der Induktivität. Das ist der charakteristischste Parameter einer Spule.

<math>L=\frac{U \cdot t}{I}</math>

Diese Formel ist vor allem für die Beschreibung des elektrischen Verhaltens einer Spule mit bekannter Induktivität wichtig. Sie sagt aus, dass wenn man an eine Spule mit 1H eine Spannung von 1V für 1s anlegt, steigt der Strom um 1A (Rampenfunktion).

D.h. die Spule integriert (sammelt) eine an ihren Klemmen anliegende Spannung und baut damit ein Magnetfeld auf. Die Folge davon ist ein Stromfluß durch die Spule. Das ist das Gegenteil eines Kondensators. Dieser integriert (sammelt) einen an seinen Klemmen eingespeisten Strom und baut damit ein elektrisches Feld auf. Die Folge davon ist eine Spannung zwischen den Klemmen.

In praktischen Anwendungen wickelt man [http://de.wikipedia.org/wiki/Spule_%28Elektrotechnik%29 Spulen] meist auf fertige Spulenkörper mit zugehörigen Kernen. Die Induktivität berechnet sich aus

<math>L=A_L \cdot N^2</math>

Der <math>A_L</math>-Wert ist der Kehrwert des [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetischer_Widerstand magnetischen Widerstands] der Spule (der Raum um den Drahtwickel) und beinhaltet sowohl die Geometrie als auch das Material des Kerns. Er wird im Datenblatt des Kerns angegeben, kann aber ggf. auch berechnet werden. Wichtig ist zu wissen, dass die Induktivität quadratisch von der Windungszahl abhängt, d.h. bei doppelter Windungszahl erhält man die vierfache Induktivität.

== Hinweise zur Spulenauswahl ==

=== Allgemeines ===

Vor allem bei Schaltreglern sind folgende Daten der Spulen wichtig:

* Induktivität
* Drahtwiderstand
* Maximaler Strom
* Sättigungsstrom

==== Induktivität ====

Die Induktivität gibt an, wie schnell sich der Strom bei einer anliegenden Spannung ändert. Üblicherweise berechnet man bei der Dimensionierung die minimale Spulengröße die notwendig ist, damit der Ripple des Stromes einen bestimmten Wert (typisch 50% des Ausgangsstroms bei einem StepDown) nicht überschreitet. Eine zu große Induktivität stört bei einem StepDown Regler meist nicht. Bei einem StepUp dagegen darf diese einen bestimmten Wert nicht überschreiten, damit der Regler die gewünschte Leistung liefern kann (siehe Artikel [[Transformatoren und Spulen#Energiespeicherung in Magnetkernen | Transformatoren und Spulen]]). Die Induktivität ist nicht konstant, sondern ändert sich je nach vorhandenem Kern mehr oder weniger mit Frequenz oder Strom.
Vor allem Eisenpulverkerne weisen eine ausgeprägte Abhängigkeit der Induktivität von Frequenz und Strom ab. Die Induktivität mit Nennstrom ist daher meist etwas geringer als die Induktivität ohne Stromfluss. Dies sollte bei der Spulendimensionierung beachtet werden. Aufgrund der starken Stromabhängigkeit erfolgt die Angabe der Induktivität bei Spulen mit Eisenpulverkernen häufig auch bei Nennstrom. Ohne Strombelastung liegt die Induktivität etwa Faktor 1,2-2 darüber. Bei Spulen mit Ferritkern dagegen wird die Induktivität meist ohne Strombelastung spezifiziert.

==== Drahtwiderstand ====

Der Drahtwiderstand beeinflusst vor allem den Wirkungsgrad der Schaltung bzw. begrenzt den maximal zulässigen Effektivwert des Stromes, der durch die Spule fließt. Vor allem bei StepUp Wandlern sollte man sich dem Einfluss des Spulenwiderstands bewusst sein: Möchte man z. B. aus 5V eine höhere Spannung erzeugen und verwendet eine Spule mit 2Ω die mit 0,5A angesteuert wird, dann fallen an dem Drahtwiderstand bereits 1Volt ab. Das entspricht 20% der Eingangsspannung!

==== Maximaler Strom ====

Der maximale Strom wird meist anhand der Erwärmung der Spule durch einen bestimmten Strom bestimmt. Oft ist dies der Punkt bei der sich die Spule um z. B. 40°C erwärmt. Häufig wird dies mit Gleichspannung gemessen oder bei einer niedrigen Frequenz deren Effektivwert angegeben wird. Bei Verwendung der Spule in einem Schaltregler reduziert sich dieser Wert daher um bis zu 50%, da einerseits der Sättigungsstrom beachtet werden muss und andererseits auch der Kern innerhalb der Spule durch den Wechselstromanteil sich auch erwärmt. Vor allem Eisenpulverkerne besitzen teilweise recht hohe Kernverluste, die bei einer üblichen Dimensionierung im gleichen Bereich wie die Verluste durch den Drahtwiderstand liegen. Der Spitzenstrom darf diesen Stromwert allerdings übersteigen, solange der Effektivwert bzw. die Erwärmung im zulässigen Bereich liegt.

==== Sättigungsstrom ====

Der Sättigungsstrom ist fast schon das wichtigste Kriterium bei der Spulenauswahl, denn wenn dieser Wert zu gering ist, ist die Spule unbrauchbar für die Schaltung. Wie bei der Induktivität schon geschrieben, ist diese mehr oder weniger abhängig vom Spulenstrom. Der Sättigungsstrom, der bei Spulen für Schaltregler immer angegeben ist, gibt meist den Strom an, bei dem die Induktivität um 10-40% gegenüber der Nenninduktivität gefallen ist. Erhöht man den Strom weiter, nimmt die Induktivität je nach Kernmaterial und mechanischem Aufbau schnell ab, eine Verringerung um den Faktor 10 ist keine Seltenheit.

Der Sättigungsstrom wird bei einem ordentlich dimensionierten Schaltregler nie überschritten werden, da die Strombegrenzung vorher anspricht. Bei einem schlechten Design spricht die Strombegrenzung dagegen erst durch den hohen Strom an, wenn die Spule in die Sättigung geht. Dies führt nur zu unnötigen Verlusten und sollte daher vermieden werden.

Für den [[MC34063]] heißt das konkret, dass der Strombegrenzungswiderstand Rsc auf einen Wert unterhalb des Sättigungsstromes dimensioniert werden muss!
Da die Induktivität einer Spule in der Sättigung minimal ist, kann diese auch keine weitere Energie speichern. Ein Großteil der in die Spule fließenden Energie wird daher im Drahtwiderstand bzw. im Schalttransistor in Wärme umgesetzt was den Wirkungsgrad stark reduziert und eventuell die Regelung des Schaltreglers durcheinander bringt.

Bei einer typischen Spule für Schaltnetzteile liegt der Sättigungsstrom etwa Faktor 1,5-2 über dem Nennstrom. Dies erlaubt den Nennstrom voll auszunutzen, da der Stromripple bei der üblichen Spulendimensionierung bei etwa 50% des Nennstroms, der Spitzenstrom also bei etwa 1,5x Nennstrom liegt.

Der durch den Begrenzungswiderstand definierte Strom kann auch im Leerlauf ohne Last auftreten, geringe Last schützt also nicht vor Sättigung!

=== Ferritkern vs. Eisenpulverringkern ===

Wenn in einer Spule aufgrund der Anwendung eine nennenswerte Menge Energie gespeichert werden muss, benötigt sie einen Luftspalt. Der Großteil der Energie wird dann nicht mehr direkt im Kernmaterial (welches sättigen kann), sondern im Luftspalt gespeichert. Je größer der Luftspalt, desto mehr Energie kann die Spule speichern, allerdings benötigt man mehr Windungen um eine bestimmte Induktivität zu erreichen. Das gilt für Sperrwandler sowie Speicherdrosseln in Flußwandlern. Echte Trafos, wie z. B. im Übertrager eines Flusswandlers benötigen keinen Luftspalt.

Die in Übertragern oder stromkompensierten Drosseln eingesetzten Ferritringkerne besitzen keinen Luftspalt. Daher können sie kaum Energie speichern, sind daher auch nicht für Speicherdrosseln oder Sperrwandler geeignet. Dafür erreichen diese mit wenigen Windungen schnell Induktivitäten im mH Bereich, wozu andere Spulen etliche 100 Windungen benötigen.
Eisenpulverringkerne gehen einen anderen Weg: Hier stellen die minimalen, mit Kunststoff gefüllten Zwischenräume zwischen den einzelnen Eisenteilchen bereits den Luftspalt dar, weshalb hier kein zusätzlicher Luftspalt erforderlich ist.
Die hierfür verwendeten Materialien besitzen allerdings deutlich höhere Ummagnetisierungsverluste als Ferrit, weshalb Eisenpulverkerne üblicherweise nur für niedrige Frequenzen eingesetzt werden. Das am weitesten verbreitete Material sind die gelb-weiß markierten Ringkerne mit dem Materialcode 26. Dieses zeichnet sich vor allem durch die niedrigen Kosten aus. Der Einsatzbereich liegt entweder in Entstördrosseln für Gleichstrom- oder 50Hz Anwendungen oder in Schaltnetzteilen bis 100kHz. Für höhere Frequenzen sind auch bessere, und natürlich teurere Materialien, erhältlich.
Dieser Spulentyp ist vor allem für Abwärtswandler sinnvoll, da Eisenpulverkerne kein Problem mit hohen DC Strömen, allerdings mit hohen AC Anteilen aufgrund ihrer höheren Kernverluste haben. Da der Stromripple bei diesem Wandlertyp meist kleiner als der DC Strom ist, sind beide Bedingungen erfüllt. Allerdings sollte man beachten, dass die Induktivität einer Eisenpulverringkernspule stark von der Frequenz, dem Strom und auch vom Alter abhängig ist! Je nach Temperatur altern Eisenpulverringkerne mehr oder weniger schnell und die Spule verliert dabei an Induktivität.

Die Dimensionierung einer Eisenpulverringkernspule ist nicht ganz einfach, da hier sehr viele Faktoren beachtet werden müssen. Die Berechnung der Kernverluste ist auch aufwendig, einige Hersteller liefern dafür aber Formeln oder Berechnungsprogramme, so wie z. B. Micrometals:
[http://www.micrometals.com/software_index.html Berechnungsprogramm für Eisenpulverringkerne].
Vor allem Anfängern wird aber von der eigenen Dimensionierung von Eisenpulverringkernspulen abgeraten. Etliche Hersteller (wie z. B. Talema) haben fertige Ringkernspulen im Programm die bei verschiedenen Anbietern auch für Normalverbraucher erhältlich sind (z. B. bei elpro, DARISUS und vielen anderen).

Zusammenfassend lässt sich sagen:
<math>B_{max}</math> ist bei Eisenpulver höher als bei Ferrit (ca. 0,5T bei Eisenpulver und ca. 0,3T bei Ferrit), was bei gleicher Energiekapazität zu kompakteren Spulen führt. Demgegenüber sind die spezifischen Kernverluste (<math>P_{V_{Kern}} \sim \Delta B \cdot f </math>) von Eisenpulver höher, so dass es nur bei relativ niedrigen Frequenzen und kleinen Flußdichteänderungen Vorteile bringt.

=== Speicherspulen vs. Entstörspulen ===

Nicht selten machen vor allem Anfänger den Fehler, die nächstbeste Spule mit einigermaßen passender Induktivität einzusetzen, ohne darauf zu achten, dass die Spule eigentlich als Entstörspule entwickelt wurde. Dies gilt vor allem für die Funkentstördrosseln der Baureihe MESC/MISC/77A die z. B. bei Reichelt erhältlich sind. Die Schaltungen funktionieren zwar einigermaßen, allerdings ist der Wirkungsgrad deutlich geringer als er es mit einer guten Spule wäre.
Dies liegt vor allem am Aufbau der Spule sowie deren vorhandenem Kern. Funkentstördrosseln sind dafür ausgelegt von einem niederfrequenten Strom durchflossen zu werden und einen, im Vergleich zum Nutzstrom niedrigen Störstrom mit hoher Frequenz abzublocken. Dadurch entstehen kaum Verluste im Kern, da das Magnetfeld konstant ist bzw. sich durch den niederfrequenten Strom nur sehr langsam ändert. Der Kern ist also nicht dafür ausgelegt verlustarm zu sein, bzw. es ist sogar erwünscht wenn er bei hohen Frequenzen gewisse Verluste aufweist, um Resonanzen innerhalb der Spule zu verhindern. Weiterhin kommt das Problem hinzu, dass aufgrund der großen Länge der Spule die Feldlinien außerhalb der Spule den magnetischen Kreis schließen und sich so ein deutliches Magnetfeld um die Spule herum aufbaut (Streufeld), diese arbeitet quasi wie eine Ferritstabantenne und erzeugt beträchtliche EMV Störungen! Speziell für Schaltnetzteile ausgelegte Spulen besitzen daher nicht selten einen entsprechenden mechanischen Aufbau um die Feldlinien möglichst innerhalb bzw. sehr nahe an der Spule zu halten um diese Störungen zu minimieren.

Besonders bei Spulen mit Eisenpulverringkernen sollte man genau nachschauen ob die Angaben für Entstöranwendungen oder für Schaltnetzteilanwendungen gelten: Hier wird oft die gleiche Spule je nach Verwendungszweck unterschiedlich spezifiziert. Dies liegt daran, dass man bei der Entstöranwendung eben kaum Verluste im Kern hat und somit aufgrund der geringeren Erwärmung der Draht von einem höheren Strom durchflossen werden kann, ohne dass er überhitzt.

=== Beispiele geeigneter Spulen für Schaltregler ===

[[Datei:Snt_spulen.jpg|thumb|250x250px|Verschiedene Spulen]]

Von links nach rechts:

*Speicherdrosseln: sehr gut geeignet
*Ringkernspulen: je nach Anwendung gut bis sehr gut geeignet
*Widerstandsbauform, Trommelkern: für (sehr) kleine Leistungen geeignet
*Entstörspulen: schlecht geeignet
*Stromkompensierte Drosseln: absolut ungeeignet

Für kleinere Schaltregler in beliebiger Konfiguration (also StepUp, StepDown, invertierend) geeignete Spulen sind z. B. die L-PISxx Serien die z. B. bei Reichelt oder Conrad erhältlich sind, oder vergleichbare Spulen.
Aufgrund des Ferritkerns sind diese Spulen nahezu für alle üblichen Frequenzbereiche geeignet.
Für Stepdownregler unter 100kHz eignen sich auch Eisenpulverringkernspulen z. B. aus dem Material 26. Vor allem bei höheren Strömen sind diese oft deutlich preiswerter als vergleichbare Spulen mit Ferritkern.

=== Spulen selber wickeln, quick & dirty ===

Hier soll eine einfache Methode zur Berechnung von Spulen dargestellt werden. Dabei geht es um Drosseln für Schaltregler (Step up/down) , bzw. Trafos für Sperrwandler (flyback). Diese Spulen müssen Energie speichern, siehe auch den Artikel [[Transformatoren und Spulen#Drosseln | Transformatoren und Spulen]]. Damit hat man schell und einfach seine passende Spule berechnet und gewickelt. Es sei jedoch erwähnt, dass dies nur eine quick & dirty Lösung ist, welche nicht alle Feinheiten von Spulen abdeckt. Für Hobbyanwender wird es aber meist zu befriedigenden Ergebnissen führen.

Vereinfacht kann man sagen, daß die Engergiespeicherfähigkeit einer Spule durch den magnetischen Kern bestimmt wird. Die Windungszahl hat keinen Einfluß! Denn ein und der selbe Kern kann die gleiche Energie bei wenig Windungen/Induktivität und viel Strom (großer Sättigungsstrom) oder vielen Windungen und wenig Strom speichern. Wenn eine Spule mit 20 Windungen bei 1A sättigt, dann sättigt sie bei 200 Windungen schon bei 0,1A. Die Windungszahl hat sich verzehnfach, die Induktivität aber verhundertfacht und der Sättigungsstrom ist auf 1/10tel gesunken. Die Energie bleibt aber gleich, wie die nachfolgende Formel zeigt.

Zunächst muss man die benötigte Speicherkapazität berechnen. nehmen wir als Beispiel einen Step Up Schaltregler, welcher eine Spule von 330µH und 2,5A benötigt. Der Energiegehalt berechnet sich aus.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2 = \frac{1}{2} \cdot 330 \mu H \cdot (2,5A)^2 = 1,03 mJ</math>

Hätten wir diese Spule mit 20 Windungen auf einen Kern gewickelt, könnten wir jetzt das Gedankenexperiment nachvollziehen. Wir erhöhen die Windungszahl auf 200, daraus resultiert eine Induktivität von 33mH und ein Sättigungsstrom von 250mA. Der maximale Energiegehalt wäre jedoch identisch.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot 33 mH \cdot (0,25A)^2 = 1,03 mJ</math>

Die maximal speicherbare Energie in einer Spule, unabhängig von ihrer Form (Ringkern, Schalenkern) berechnet sich aus.

<math>E_{max} = \frac{1}{2} \cdot A_L \cdot (\frac{B_{sat} \cdot l_e}{\mu _r \cdot \mu_0})^2</math>

* <math>\!\, A_L</math> Induktivitätskonstante des Kerns
* <math>\!\, B_{sat}</math> Sättigungsflußdichte, ca. 0,3T für Ferrit und ca. 0,5T für Eisenpulver, ggf. im Datenblatt nachschauen
* <math>\!\, l_e</math> effektive magnetische Pfadlänge
* <math>\!\, \mu _r</math> relative bzw. effektive [http://de.wikipedia.org/wiki/Permeabilität_(Magnetismus) Permeabilität]
* <math>\!\, \mu 0</math> [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante Permeabilität des Vakuums], <math>\!\, 4 \pi \cdot 10^{-7} \frac{H}{m}= 1,2566 \cdot 10^{-6} \frac{H}{m}</math>

Die Werte für <math>\!\, A_L, l_e</math> und <math>\!\, \mu _r</math> sind im Datenblatt des Kerns zu finden. Daraus kann man zunächst berechnen, ob der Kern überhaupt in Frage kommt. Wie man sieht steht die Permeabilität im Nenner des Bruchs, d.h. Kerne mit geringer Permeabilität können mehr Energie speichern als Kerne mit hoher Permeabilität! Bei Ringkernen muss das Material stimmen, bei Schalenkernen kann man einen Luftspalt einfügen. Pi mal Daumen wird man in der Praxis für Speicherdrosseln ein <math>\!\, \mu _r</math> von ca. 50-200 anstreben wollen. Der zweite Schritt ist fast zu einfach, die Berechnung der Windungszahl.

<math>N = \sqrt{\frac{L}{A_L}} </math>

Beachten muss man, welcher Drahtdurchmesser dabei möglich ist. Dabei hilft der [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Mini Ringkern-Rechner]. Dieser rechnet auch gleich die Drahtlänge aus, und im Menü kann man noch die Berechnung des ohmschen WIderstands des Drahtes durchführen. Dabei sollte man mit 80-100°C Drahttemperatur rechnen, um auf der sicheren Seite zu bleiben. Als Orientierung sollte die Stromdichte 2-5A/mm^2 nicht übersteigen, bei einlagig gewickelten Ringkernen und guter Kühlung ggf. auch höher (10 A/mm^2).

<math>S = \frac{4 \cdot I}{\pi \cdot d^2}</math>

* S Stromdichte
* d Drahtdurchmesser

=== Kerne recyceln ===

Oft werden Kerne, vor allem Ringkerne, aus alten Netzteilen recycelt. Zu denen hat man kein Datenblatt. Aber auch hier gibt es Abhilfe. Man wickelt auf den Kern ca. 10..30 Windungen (mehr Windungen verringern den Messfehler) mit dünnem Draht, möglichst über den ganzen Wickelbereich bzw. Ringkern verteilt, und misst mittels LC-Meter die Induktivität. Damit kann man den <math>\!\, A_L</math>-Wert berechnen.

<math>A_L = \frac{L}{N^2} </math>

Die mittlere magnetische Pfadlänge ist beim Ringkern einfach der mittlere Umfang, berechenbar durch

<math>l_e = \frac {\pi}{2} \cdot (d_a + d_i)</math>

* <math>\!\, d_a </math> Außendurchmesser
* <math>\!\, d_i </math> Innendurchmesser

Bei anderen Kernformen muss man die mittlere magnetische Pfadlänge kreativ schätzen, indem man gedanklich in den Schenkeln mittig eine geschlossene (Feld)Linie zieht. Damit kann man <math>\!\, A_L</math> auch näherungsweise berechnen. Dazu muss man unterscheiden, ob der Kern einheitlich aus einem Material besteht oder einen Luftspalt hat.

<math>A_L = \frac {1}{R_m} </math>

<math>R_{ges} = R_{Eisen} + R_{Luftspalt} </math>

<math>R_{Eisen} = \frac {l_{Eisen}}{\mu_r \cdot \mu_0 \cdot A} </math>

<math>R_{Luftspalt} = \frac {l_{Luftspalt}}{\mu_0 \cdot A} </math>

* <math>\!\, R_m </math>: Magnetischer Widerstand
* <math>\!\, R_{ges} </math>: Magnetischer Widerstand des gesamten Kerns
* <math>\!\, R_{Eisen} </math>: Magnetischer Widerstand des Eisenkerns
* <math>\!\, R_{Luftspalt} </math>: Magnetischer Widerstand des Luftspalts
* <math>\!\, A </math>: magnetische Querschnittsfläche
* <math>\!\, l_{Eisen} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Eisen
* <math>\!\, l_{Luftspalt} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Luftspalt
* <math>\!\, \mu_0 </math>: [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante magnetische Feldkonstante] = 1,257e-6

Bleibt als letzte Herausforderung <math>\!\, \mu _r</math>. Das berechnet sich aus.

<math>\mu _r = \frac{L \cdot l_e}{N^2 \cdot A \cdot \mu _0}</math>

Diese Formel stimmt in erster Linie für [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t#Induktivit.C3.A4t_einer_Ringspule Ringkerne], bei anderen Kernformen wird der Fehler etwas größer. Zur einfachen Anwendung gibt es alle Formeln in einer praktischen [[media:Drosseln.xls | Exceltabelle]]. Ausserdem gibt es den sehr praktischen [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner], welcher die Berechung vieler verschiedener Kerne sehr schnell ermöglicht. Als letzte Fomel sei die für den Sättigungsstrom genannt, welche direkt den meist gesuchten Wert liefert. Je nach bekannten Daten kann man sie mit verschiedenen Formeln ausrechnen, welche equivalent sind.

<math>I_{sat}= \frac{B_{max} \cdot l_e}{N \cdot \mu _r \cdot \mu _0} = \frac{B_{max} \cdot A}{N \cdot A_L} = \frac{B_{max} \cdot A \cdot N}{L}</math>

== Links ==

* [[Transformatoren und Spulen]]
* [[Platinen-Induktivität]]
* [[MC34063]]
* [http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/9b/Drosseln.xls Exceltabelle] zur Drosselberechnung
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/217508?goto=2171452#2169791 Forumsbeitrag]: Grundlagenfrage zu Speicherspulen - Luftspalt
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/313893?goto=3393636#3393349 Forumsbeitrag]: Drossel für 200A/100Hz-Schweissgerät
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/372156#4205430 Forumsbeitrag]: Energie einer Spule zurückgewinnen

== Weblinks ==

* [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t_%28Bauelement%29 Wikipedia: Induktivität]

[[Kategorie:Bauteile]]
*Tolles [http://www.we-online.de/web/de/passive_bauelemente_-_standard/toolbox_pbs/Component_Selector_1.php Berechnungsprogramm] (Link tot) für Spulen in Schaltreglern der Firma Würth
*[http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html Dimensionierung von Spulen in Schaltreglern]
* [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner]
* [http://www.dos4ever.com/flyback/flyback.html Flyback Converter for dummies], engl. Gute Seite über Sperrwandler und Drosselspulen für Nixieröhren mit einfacher Messung des Sättigungsstroms
* [http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html Spulen und Kondensatoren ausmessen]
* [http://elm-chan.org/works/lchk/report.html Power Inductor Checker] auf ELM ChaN, engl.
* Hersteller
** [http://www.amidon.de/ Amidon]
** [http://www.ferroxcube.com/ Ferroxcube]
** [http://www.micrometals.com/ Micrometals]
** [http://www.epcos.de Epcos], ehemals Siemens

Spule

2022-01-31T21:26:11Z

172.26.13.188: Typo

== Vereinfachte Erklärung ==

Während man sich einen Kondensator wie eine Art Lager für Elektronen vorstellen kann, und einen Widerstand wie ein mehr oder weniger enges Rohr für einen Wasserfluß, ist eine Analogie aus dem täglichen Leben für eine Spule ein Schwungrad. Man hat eine Antriebskraft, mit der man eine Achse in Bewegung setzen möchte, aber auf dieser ist ein großes Schwungrad befestigt. Damit sich die Antriebskraft in der Bewegung der Achse bemerkbar machen kann, muss das Schwungrad mit in Bewegung gesetzt werden, was nur langsam, nach und nach möglich ist, und wenn es sich einmal dreht, möchte es nach dem Beenden der Einwirkung der Antriebskraft zunächst einmal in derselben Richtung weiterlaufen, es kann nicht sofort abgebremst werden, und wenn man versucht, das drehende Schwungrad zu blockieren, wird bei diesem plötzlichen Abbremsen eine gewaltige Kraft freigesetzt.

Eine Spule verhält sich ähnlich. Sie ist stets bestrebt, den Stromfluß aufrecht zu erhalten, sprich sie verzögert eine schnelle Änderung des Stromflusses. Soll der Strom ansteigen, muss zunächst ein Magnetfeld aufgebaut werden, das dauert je nach anliegender Spannung und Induktivität der Spule eine gewisse Zeit. Hier wird Energie gespeichert. Soll der Stromfluß abnehmen, muss das Magnetfeld erst abgebaut werden, hier wird Energie in den Stromkreis zurückgeführt.

Diese Eigenschaft ist sehr wichtig für [[Transformatoren und Spulen]] in Schaltnetzteilen, Filtern und vielen anderen Anwendungen. Das Maß, wieviel Magnetfeld bei einem bestimmten Strom in der Spule gespeichert werden kann, wird mit dem Begriff Induktivität ausgedrückt.

Manchmal ist eine Spule aber auch von Nachteil, wenn die nämlich ungewollt die schnelle Änderung des Stromflusses bremst. Das ist meist dann der Fall, wenn Bauteile zu lange Anschlussdrähte oder Zuleitungen haben. Hier spricht man von Streuinduktivität.

== Berechnungsformeln für Spulen ==

Eine wichtige Formel ist die zur Definition der Induktivität. Das ist der charakteristischste Parameter einer Spule.

<math>L=\frac{U \cdot t}{I}</math>

Diese Formel ist vor allem für die Beschreibung des elektrischen Verhaltens einer Spule mit bekannter Induktivität wichtig. Sie sagt aus, dass wenn man an eine Spule mit 1H eine Spannung von 1V für 1s anlegt, steigt der Strom um 1A (Rampenfunktion).

D.h. die Spule integriert (sammelt) eine an ihren Klemmen anliegende Spannung und baut damit ein Magnetfeld auf. Die Folge davon ist ein Stromfluß durch die Spule. Das ist das Gegenteil eines Kondensators. Dieser integriert (sammelt) einen an seinen Klemmen eingespeisten Strom und baut damit ein elektrisches Feld auf. Die Folge davon ist eine Spannung zwischen den Klemmen.

In praktischen Anwendungen wickelt man [http://de.wikipedia.org/wiki/Spule_%28Elektrotechnik%29 Spulen] meist auf fertige Spulenkörper mit zugehörigen Kernen. Die Induktivität berechnet sich aus

<math>L=A_L \cdot N^2</math>

Der <math>A_L</math>-Wert ist der Kehrwert des [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetischer_Widerstand magnetischen Widerstands] der Spule (der Raum um den Drahtwickel) und beinhaltet sowohl die Geometrie als auch das Material des Kerns. Er wird im Datenblatt des Kerns angegeben, kann aber ggf. auch berechnet werden. Wichtig ist zu wissen, dass die Induktivität quadratisch von der Windungszahl abhängt, d.h. bei doppelter Windungszahl erhält man die vierfache Induktivität.

== Hinweise zur Spulenauswahl ==

=== Allgemeines ===

Vor allem bei Schaltreglern sind folgende Daten der Spulen wichtig:

* Induktivität
* Drahtwiderstand
* Maximaler Strom
* Sättigungsstrom

==== Induktivität ====

Die Induktivität gibt an, wie schnell sich der Strom bei einer anliegenden Spannung ändert. Üblicherweise berechnet man bei der Dimensionierung die minimale Spulengröße die notwendig ist, damit der Ripple des Stromes einen bestimmten Wert (typisch 50% des Ausgangsstroms bei einem StepDown) nicht überschreitet. Eine zu große Induktivität stört bei einem StepDown Regler meist nicht. Bei einem StepUp dagegen darf diese einen bestimmten Wert nicht überschreiten, damit der Regler die gewünschte Leistung liefern kann (siehe Artikel [[Transformatoren und Spulen#Energiespeicherung in Magnetkernen | Transformatoren und Spulen]]. Die Induktivität ist nicht konstant, sondern ändert sich je nach vorhandenem Kern mehr oder weniger mit Frequenz oder Strom.
Vor allem Eisenpulverkerne weisen eine ausgeprägte Abhängigkeit der Induktivität von Frequenz und Strom ab. Die Induktivität mit Nennstrom ist daher meist etwas geringer als die Induktivität ohne Stromfluss. Dies sollte bei der Spulendimensionierung beachtet werden. Aufgrund der starken Stromabhängigkeit erfolgt die Angabe der Induktivität bei Spulen mit Eisenpulverkernen häufig auch bei Nennstrom. Ohne Strombelastung liegt die Induktivität etwa Faktor 1,2-2 darüber. Bei Spulen mit Ferritkern dagegen wird die Induktivität meist ohne Strombelastung spezifiziert.

==== Drahtwiderstand ====

Der Drahtwiderstand beeinflusst vor allem den Wirkungsgrad der Schaltung bzw. begrenzt den maximal zulässigen Effektivwert des Stromes, der durch die Spule fließt. Vor allem bei StepUp Wandlern sollte man sich dem Einfluss des Spulenwiderstands bewußt sein: Möchte man z. B. aus 5V eine höhere Spannung erzeugen und verwendet eine Spule mit 2Ω die mit 0,5A angesteuert wird, dann fallen an dem Drahtwiderstand bereits 1Volt ab. Das entspricht 20% der Eingangsspannung!

==== Maximaler Strom ====

Der maximale Strom wird meist anhand der Erwärmung der Spule durch einen bestimmten Strom bestimmt. Oft ist dies der Punkt bei der sich die Spule um z. B. 40°C erwärmt. Häufig wird dies mit Gleichspannung gemessen oder bei einer niedrigen Frequenz deren Effektivwert angegeben wird. Bei Verwendung der Spule in einem Schaltregler reduziert sich dieser Wert daher um bis zu 50%, da einerseits der Sättigungsstrom beachtet werden muss und andererseits auch der Kern innerhalb der Spule durch den Wechselstromanteil sich auch erwärmt. Vor allem Eisenpulverkerne besitzen teilweise recht hohe Kernverluste, die bei einer üblichen Dimensionierung im gleichen Bereich wie die Verluste durch den Drahtwiderstand liegen. Der Spitzenstrom darf diesen Stromwert allerdings übersteigen, solange der Effektivwert bzw. die Erwärmung im zulässigen Bereich liegt.

==== Sättigungsstrom ====

Der Sättigungsstrom ist fast schon das wichtigste Kriterium bei der Spulenauswahl, denn wenn dieser Wert zu gering ist, ist die Spule unbrauchbar für die Schaltung. Wie bei der Induktivität schon geschrieben, ist diese mehr oder weniger abhängig vom Spulenstrom. Der Sättigungsstrom, der bei Spulen für Schaltregler immer angegeben ist, gibt meist den Strom an, bei dem die Induktivität um 10-40% gegenüber der Nenninduktivität gefallen ist. Erhöht man den Strom weiter, nimmt die Induktivität je nach Kernmaterial und mechanischem Aufbau schnell ab, eine Verringerung um den Faktor 10 ist keine Seltenheit.

Der Sättigungsstrom wird bei einem ordentlich dimensionierten Schaltregler nie überschritten werden, da die Strombegrenzung vorher anspricht. Bei einem schlechten Design spricht die Strombegrenzung dagegen erst durch den hohen Strom an, wenn die Spule in die Sättigung geht. Dies führt nur zu unnötigen Verlusten und sollte daher vermieden werden.

Für den [[MC34063]] heißt das konkret, dass der Strombegrenzungswiderstand Rsc auf einen Wert unterhalb des Sättigungsstromes dimensioniert werden muss!
Da die Induktivität einer Spule in der Sättigung minimal ist, kann diese auch keine weitere Energie speichern. Ein Großteil der in die Spule fließenden Energie wird daher im Drahtwiderstand bzw. im Schalttransistor in Wärme umgesetzt was den Wirkungsgrad stark reduziert und eventuell die Regelung des Schaltreglers durcheinander bringt.

Bei einer typischen Spule für Schaltnetzteile liegt der Sättigungsstrom etwa Faktor 1,5-2 über dem Nennstrom. Dies erlaubt den Nennstrom voll auszunutzen, da der Stromripple bei der üblichen Spulendimensionierung bei etwa 50% des Nennstroms, der Spitzenstrom also bei etwa 1,5x Nennstrom liegt.

Der durch den Begrenzungswiderstand definierte Strom kann auch im Leerlauf ohne Last auftreten, geringe Last schützt also nicht vor Sättigung!

=== Ferritkern vs. Eisenpulverringkern ===

Wenn in einer Spule aufgrund der Anwendung eine nennenswerte Menge Energie gespeichert werden muss, benötigt sie einen Luftspalt. Der Großteil der Energie wird dann nicht mehr direkt im Kernmaterial (welches sättigen kann), sondern im Luftspalt gespeichert. Je größer der Luftspalt, desto mehr Energie kann die Spule speichern, allerdings benötigt man mehr Windungen um eine bestimmte Induktivität zu erreichen. Das gilt für Sperrwandler sowie Speicherdrosseln in Flußwandlern. Echte Trafos, wie z. B. im Übertrager eines Flusswandlers benötigen keinen Luftspalt.

Die in Übertragern oder stromkompensierten Drosseln eingesetzten Ferritringkerne besitzen keinen Luftspalt. Daher können sie kaum Energie speichern, sind daher auch nicht für Speicherdrosseln oder Sperrwandler geeignet. Dafür erreichen diese mit wenigen Windungen schnell Induktivitäten im mH Bereich, wozu andere Spulen etliche 100 Windungen benötigen.
Eisenpulverringkerne gehen einen anderen Weg: Hier stellen die minimalen, mit Kunststoff gefüllten Zwischenräume zwischen den einzelnen Eisenteilchen bereits den Luftspalt dar, weshalb hier kein zusätzlicher Luftspalt erforderlich ist.
Die hierfür verwendeten Materialien besitzen allerdings deutlich höhere Ummagnetisierungsverluste als Ferrit, weshalb Eisenpulverkerne üblicherweise nur für niedrige Frequenzen eingesetzt werden. Das am weitesten verbreitete Material sind die gelb-weiß markierten Ringkerne mit dem Materialcode 26. Dieses zeichnet sich vor allem durch die niedrigen Kosten aus. Der Einsatzbereich liegt entweder in Entstördrosseln für Gleichstrom- oder 50Hz Anwendungen oder in Schaltnetzteilen bis 100kHz. Für höhere Frequenzen sind auch bessere, und natürlich teurere Materialien, erhältlich.
Dieser Spulentyp ist vor allem für Abwärtswandler sinnvoll, da Eisenpulverkerne kein Problem mit hohen DC Strömen, allerdings mit hohen AC Anteilen aufgrund ihrer höheren Kernverluste haben. Da der Stromripple bei diesem Wandlertyp meist kleiner als der DC Strom ist, sind beide Bedingungen erfüllt. Allerdings sollte man beachten, dass die Induktivität einer Eisenpulverringkernspule stark von der Frequenz, dem Strom und auch vom Alter abhängig ist! Je nach Temperatur altern Eisenpulverringkerne mehr oder weniger schnell und die Spule verliert dabei an Induktivität.

Die Dimensionierung einer Eisenpulverringkernspule ist nicht ganz einfach, da hier sehr viele Faktoren beachtet werden müssen. Die Berechnung der Kernverluste ist auch aufwendig, einige Hersteller liefern dafür aber Formeln oder Berechnungsprogramme, so wie z. B. Micrometals:
[http://www.micrometals.com/software_index.html Berechnungsprogramm für Eisenpulverringkerne].
Vor allem Anfängern wird aber von der eigenen Dimensionierung von Eisenpulverringkernspulen abgeraten. Etliche Hersteller (wie z. B. Talema) haben fertige Ringkernspulen im Programm die bei verschiedenen Anbietern auch für Normalverbraucher erhältlich sind (z. B. bei elpro, DARISUS und vielen anderen).

Zusammenfassend lässt sich sagen:
<math>B_{max}</math> ist bei Eisenpulver höher als bei Ferrit (ca. 0,5T bei Eisenpulver und ca. 0,3T bei Ferrit), was bei gleicher Energiekapazität zu kompakteren Spulen führt. Demgegenüber sind die spezifischen Kernverluste (<math>P_{V_{Kern}} \sim \Delta B \cdot f </math>) von Eisenpulver höher, so dass es nur bei relativ niedrigen Frequenzen und kleinen Flußdichteänderungen Vorteile bringt.

=== Speicherspulen vs. Entstörspulen ===

Nicht selten machen vor allem Anfänger den Fehler, die nächstbeste Spule mit einigermaßen passender Induktivität einzusetzen, ohne darauf zu achten, dass die Spule eigentlich als Entstörspule entwickelt wurde. Dies gilt vor allem für die Funkentstördrosseln der Baureihe MESC/MISC/77A die z. B. bei Reichelt erhältlich sind. Die Schaltungen funktionieren zwar einigermaßen, allerdings ist der Wirkungsgrad deutlich geringer als er es mit einer guten Spule wäre.
Dies liegt vor allem am Aufbau der Spule sowie deren vorhandenem Kern. Funkentstördrosseln sind dafür ausgelegt von einem niederfrequenten Strom durchflossen zu werden und einen, im Vergleich zum Nutzstrom niedrigen Störstrom mit hoher Frequenz abzublocken. Dadurch entstehen kaum Verluste im Kern, da das Magnetfeld konstant ist bzw. sich durch den niederfrequenten Strom nur sehr langsam ändert. Der Kern ist also nicht dafür ausgelegt verlustarm zu sein, bzw. es ist sogar erwünscht wenn er bei hohen Frequenzen gewisse Verluste aufweist, um Resonanzen innerhalb der Spule zu verhindern. Weiterhin kommt das Problem hinzu, dass aufgrund der großen Länge der Spule die Feldlinien außerhalb der Spule den magnetischen Kreis schließen und sich so ein deutliches Magnetfeld um die Spule herum aufbaut (Streufeld), diese arbeitet quasi wie eine Ferritstabantenne und erzeugt beträchtliche EMV Störungen! Speziell für Schaltnetzteile ausgelegte Spulen besitzen daher nicht selten einen entsprechenden mechanischen Aufbau um die Feldlinien möglichst innerhalb bzw. sehr nahe an der Spule zu halten um diese Störungen zu minimieren.

Besonders bei Spulen mit Eisenpulverringkernen sollte man genau nachschauen ob die Angaben für Entstöranwendungen oder für Schaltnetzteilanwendungen gelten: Hier wird oft die gleiche Spule je nach Verwendungszweck unterschiedlich spezifiziert. Dies liegt daran, dass man bei der Entstöranwendung eben kaum Verluste im Kern hat und somit aufgrund der geringeren Erwärmung der Draht von einem höheren Strom durchflossen werden kann, ohne dass er überhitzt.

=== Beispiele geeigneter Spulen für Schaltregler ===

[[Datei:Snt_spulen.jpg|thumb|250x250px|Verschiedene Spulen]]

Von links nach rechts:

*Speicherdrosseln: sehr gut geeignet
*Ringkernspulen: je nach Anwendung gut bis sehr gut geeignet
*Widerstandsbauform, Trommelkern: für (sehr) kleine Leistungen geeignet
*Entstörspulen: schlecht geeignet
*Stromkompensierte Drosseln: absolut ungeeignet

Für kleinere Schaltregler in beliebiger Konfiguration (also StepUp, StepDown, invertierend) geeignete Spulen sind z. B. die L-PISxx Serien die z. B. bei Reichelt oder Conrad erhältlich sind, oder vergleichbare Spulen.
Aufgrund des Ferritkerns sind diese Spulen nahezu für alle üblichen Frequenzbereiche geeignet.
Für Stepdownregler unter 100kHz eignen sich auch Eisenpulverringkernspulen z. B. aus dem Material 26. Vor allem bei höheren Strömen sind diese oft deutlich preiswerter als vergleichbare Spulen mit Ferritkern.

=== Spulen selber wickeln, quick & dirty ===

Hier soll eine einfache Methode zur Berechnung von Spulen dargestellt werden. Dabei geht es um Drosseln für Schaltregler (Step up/down) , bzw. Trafos für Sperrwandler (flyback). Diese Spulen müssen Energie speichern, siehe auch den Artikel [[Transformatoren und Spulen#Drosseln | Transformatoren und Spulen]]. Damit hat man schell und einfach seine passende Spule berechnet und gewickelt. Es sei jedoch erwähnt, dass dies nur eine quick & dirty Lösung ist, welche nicht alle Feinheiten von Spulen abdeckt. Für Hobbyanwender wird es aber meist zu befriedigenden Ergebnissen führen.

Vereinfacht kann man sagen, daß die Engergiespeicherfähigkeit einer Spule durch den magnetischen Kern bestimmt wird. Die Windungszahl hat keinen Einfluß! Denn ein und der selbe Kern kann die gleiche Energie bei wenig Windungen/Induktivität und viel Strom (großer Sättigungsstrom) oder vielen Windungen und wenig Strom speichern. Wenn eine Spule mit 20 Windungen bei 1A sättigt, dann sättigt sie bei 200 Windungen schon bei 0,1A. Die Windungszahl hat sich verzehnfach, die Induktivität aber verhundertfacht und der Sättigungsstrom ist auf 1/10tel gesunken. Die Energie bleibt aber gleich, wie die nachfolgende Formel zeigt.

Zunächst muss man die benötigte Speicherkapazität berechnen. nehmen wir als Beispiel einen Step Up Schaltregler, welcher eine Spule von 330µH und 2,5A benötigt. Der Energiegehalt berechnet sich aus.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2 = \frac{1}{2} \cdot 330 \mu H \cdot (2,5A)^2 = 1,03 mJ</math>

Hätten wir diese Spule mit 20 Windungen auf einen Kern gewickelt, könnten wir jetzt das Gedankenexperiment nachvollziehen. Wir erhöhen die Windungszahl auf 200, daraus resultiert eine Induktivität von 33mH und ein Sättigungsstrom von 250mA. Der maximale Energiegehalt wäre jedoch identisch.

<math>E= \frac{1}{2} \cdot 33 mH \cdot (0,25A)^2 = 1,03 mJ</math>

Die maximal speicherbare Energie in einer Spule, unabhängig von ihrer Form (Ringkern, Schalenkern) berechnet sich aus.

<math>E_{max} = \frac{1}{2} \cdot A_L \cdot (\frac{B_{sat} \cdot l_e}{\mu _r \cdot \mu_0})^2</math>

* <math>\!\, A_L</math> Induktivitätskonstante des Kerns
* <math>\!\, B_{sat}</math> Sättigungsflußdichte, ca. 0,3T für Ferrit und ca. 0,5T für Eisenpulver, ggf. im Datenblatt nachschauen
* <math>\!\, l_e</math> effektive magnetische Pfadlänge
* <math>\!\, \mu _r</math> relative bzw. effektive [http://de.wikipedia.org/wiki/Permeabilität_(Magnetismus) Permeabilität]
* <math>\!\, \mu 0</math> [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante Permeabilität des Vakuums], <math>\!\, 4 \pi \cdot 10^{-7} \frac{H}{m}= 1,2566 \cdot 10^{-6} \frac{H}{m}</math>

Die Werte für <math>\!\, A_L, l_e</math> und <math>\!\, \mu _r</math> sind im Datenblatt des Kerns zu finden. Daraus kann man zunächst berechnen, ob der Kern überhaupt in Frage kommt. Wie man sieht steht die Permeabilität im Nenner des Bruchs, d.h. Kerne mit geringer Permeabilität können mehr Energie speichern als Kerne mit hoher Permeabilität! Bei Ringkernen muss das Material stimmen, bei Schalenkernen kann man einen Luftspalt einfügen. Pi mal Daumen wird man in der Praxis für Speicherdrosseln ein <math>\!\, \mu _r</math> von ca. 50-200 anstreben wollen. Der zweite Schritt ist fast zu einfach, die Berechnung der Windungszahl.

<math>N = \sqrt{\frac{L}{A_L}} </math>

Beachten muss man, welcher Drahtdurchmesser dabei möglich ist. Dabei hilft der [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Mini Ringkern-Rechner]. Dieser rechnet auch gleich die Drahtlänge aus, und im Menü kann man noch die Berechnung des ohmschen WIderstands des Drahtes durchführen. Dabei sollte man mit 80-100°C Drahttemperatur rechnen, um auf der sicheren Seite zu bleiben. Als Orientierung sollte die Stromdichte 2-5A/mm^2 nicht übersteigen, bei einlagig gewickelten Ringkernen und guter Kühlung ggf. auch höher (10 A/mm^2).

<math>S = \frac{4 \cdot I}{\pi \cdot d^2}</math>

* S Stromdichte
* d Drahtdurchmesser

=== Kerne recyceln ===

Oft werden Kerne, vor allem Ringkerne, aus alten Netzteilen recycelt. Zu denen hat man kein Datenblatt. Aber auch hier gibt es Abhilfe. Man wickelt auf den Kern ca. 10..30 Windungen (mehr Windungen verringern den Messfehler) mit dünnem Draht, möglichst über den ganzen Wickelbereich bzw. Ringkern verteilt, und misst mittels LC-Meter die Induktivität. Damit kann man den <math>\!\, A_L</math>-Wert berechnen.

<math>A_L = \frac{L}{N^2} </math>

Die mittlere magnetische Pfadlänge ist beim Ringkern einfach der mittlere Umfang, berechenbar durch

<math>l_e = \frac {\pi}{2} \cdot (d_a + d_i)</math>

* <math>\!\, d_a </math> Außendurchmesser
* <math>\!\, d_i </math> Innendurchmesser

Bei anderen Kernformen muss man die mittlere magnetische Pfadlänge kreativ schätzen, indem man gedanklich in den Schenkeln mittig eine geschlossene (Feld)Linie zieht. Damit kann man <math>\!\, A_L</math> auch näherungsweise berechnen. Dazu muss man unterscheiden, ob der Kern einheitlich aus einem Material besteht oder einen Luftspalt hat.

<math>A_L = \frac {1}{R_m} </math>

<math>R_{ges} = R_{Eisen} + R_{Luftspalt} </math>

<math>R_{Eisen} = \frac {l_{Eisen}}{\mu_r \cdot \mu_0 \cdot A} </math>

<math>R_{Luftspalt} = \frac {l_{Luftspalt}}{\mu_0 \cdot A} </math>

* <math>\!\, R_m </math>: Magnetischer Widerstand
* <math>\!\, R_{ges} </math>: Magnetischer Widerstand des gesamten Kerns
* <math>\!\, R_{Eisen} </math>: Magnetischer Widerstand des Eisenkerns
* <math>\!\, R_{Luftspalt} </math>: Magnetischer Widerstand des Luftspalts
* <math>\!\, A </math>: magnetische Querschnittsfläche
* <math>\!\, l_{Eisen} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Eisen
* <math>\!\, l_{Luftspalt} </math>: magnetische Feldlinienlänge im Luftspalt
* <math>\!\, \mu_0 </math>: [http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante magnetische Feldkonstante] = 1,257e-6

Bleibt als letzte Herausforderung <math>\!\, \mu _r</math>. Das berechnet sich aus.

<math>\mu _r = \frac{L \cdot l_e}{N^2 \cdot A \cdot \mu _0}</math>

Diese Formel stimmt in erster Linie für [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t#Induktivit.C3.A4t_einer_Ringspule Ringkerne], bei anderen Kernformen wird der Fehler etwas größer. Zur einfachen Anwendung gibt es alle Formeln in einer praktischen [[media:Drosseln.xls | Exceltabelle]]. Ausserdem gibt es den sehr praktischen [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner], welcher die Berechung vieler verschiedener Kerne sehr schnell ermöglicht. Als letzte Fomel sei die für den Sättigungsstrom genannt, welche direkt den meist gesuchten Wert liefert. Je nach bekannten Daten kann man sie mit verschiedenen Formeln ausrechnen, welche equivalent sind.

<math>I_{sat}= \frac{B_{max} \cdot l_e}{N \cdot \mu _r \cdot \mu _0} = \frac{B_{max} \cdot A}{N \cdot A_L} = \frac{B_{max} \cdot A \cdot N}{L}</math>

== Links ==

* [[Transformatoren und Spulen]]
* [[Platinen-Induktivität]]
* [[MC34063]]
* [http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/9b/Drosseln.xls Exceltabelle] zur Drosselberechnung
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/217508?goto=2171452#2169791 Forumsbeitrag]: Grundlagenfrage zu Speicherspulen - Luftspalt
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/313893?goto=3393636#3393349 Forumsbeitrag]: Drossel für 200A/100Hz-Schweissgerät
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/372156#4205430 Forumsbeitrag]: Energie einer Spule zurückgewinnen

== Weblinks ==

* [http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t_%28Bauelement%29 Wikipedia: Induktivität]

[[Kategorie:Bauteile]]
*Tolles [http://www.we-online.de/web/de/passive_bauelemente_-_standard/toolbox_pbs/Component_Selector_1.php Berechnungsprogramm] (Link tot) für Spulen in Schaltreglern der Firma Würth
*[http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html Dimensionierung von Spulen in Schaltreglern]
* [http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm Ringkernrechner]
* [http://www.dos4ever.com/flyback/flyback.html Flyback Converter for dummies], engl. Gute Seite über Sperrwandler und Drosselspulen für Nixieröhren mit einfacher Messung des Sättigungsstroms
* [http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html Spulen und Kondensatoren ausmessen]
* [http://elm-chan.org/works/lchk/report.html Power Inductor Checker] auf ELM ChaN, engl.
* Hersteller
** [http://www.amidon.de/ Amidon]
** [http://www.ferroxcube.com/ Ferroxcube]
** [http://www.micrometals.com/ Micrometals]
** [http://www.epcos.de Epcos], ehemals Siemens

Buchtipps

2022-01-31T00:14:03Z

172.26.13.188: Formelsammlung/Taschenbuch ergänzt

== AVR-Mikrocontroller ==
* Manfred Schwabl-Schmidt; Programmiertechniken für AVR-Mikrocontroller. Darstellung und ausführliche Implementierung; ISBN 3895761761

* Günter Schmitt; Mikrocomputertechnik mit Controllern der Atmel AVR-RISC-Familie. Programmierung in Assembler und C - Schaltungen und Anwendungen; ISBN 3486584006

* Florian Schäffer; AVR: Hardware und C-Programmierung in der Praxis; ISBN 978-3895762000

== C-Programmierung ==

* Brian W. Kernighan und Dennis M. Ritchie; Programmieren in C. ANSI C (2. A.). Mit dem C-Reference Manual; ISBN 3446154973
** Das C-Standardwerk seit vielen Jahren

* Jürgen Wolf; C von A bis Z; ISBN 3898426432

* Helmut Erlenkötter; C Programmieren von Anfang an. (Taschenbuch); ISBN 3499600749

== C++ - Programmierung ==
Viele Bücher über C++ haben eine geringe Qualität. [http://stackoverflow.com/a/388282 Hier] gibt es eine Liste von allgemein als gut akzeptierten Büchern.
* Helmut Erlenkötter: '''''C++ Objektorientiertes Programmieren von Anfang an''''', Rowohlt Taschenbuch Verlag, 18. Auflage Juli 2018, ISBN 978-3-499-60077-7

== Digitale Signalverarbeitung ==

* Hans W. Schüßler: Digitale Signalverarbeitung 1 und 2; ISBN 978-3642011184 und ASIN B001D4XCXY
* Digitaltechnik, Klaus Beuth ISBN-10: 3802319583, ISBN-13: 978-3802319587

== Elektronik, allgemein ==
* E. Böhmer, D. Ehrhardt, W. Oberschelp, '''''Elemente der angewandten Elektronik''''', Springer Vieweg, 17. Auflage 2018, ISBN 978-3-8348-1496-8
* U. Tietze, Ch. Schenk, E. Gamm, '''''Halbleiter-Schaltungstechnik''''', Springer Vieweg, 16. Auflage 2019, ISBN 978-3-662-48553-8
** Ältere Auflagen sind empfehlenswert, wenn man sich ausführlicher über Analog-Technik informieren will (z.B. 3. Auflage 1976) - antiquarisch z.B. bei: https://www.medimops.de
* P. Horowitz, W. Hill, '''''The Art of Electronics''''', Cambridge University Press, 3rd Edition, ISBN 978-0-521-80926-9 - (Englisch)

== Formelsammlungen ==

=== Mathematik ===

* Merziger, Mühlbach, Wille, Wirth; Formeln und Hilfen zur Höheren Mathematik; Binomi Verlag ISBN 978-3-923923-36-6
* lja N. Bronstein, Prof. Dr. Heiner Mühlig, Prof. Dr. rer. nat. habil Gerhard Musiol, Konstantin A. Semendjajew; Taschenbuch der Mathematik (Bronstein); Europa-Lehrmittel; ISBN 978-3-8085-5671-9

=== Physik ===

* Hammer, Hammer; Taschenbuch der Physik; J. Lindauer Verlag; ISBN 978-3874880954
** Eine Formelsammlung für die Oberstufe, die ersten Semester und Grundlagen

=== Mechanik, Maschinenbau ===

* Herausgeber: Schaeffler Technologies AG & Co. KG; Technisches Taschenbuch https://www.schaeffler.com/remotemedien/media/_shared_media/08_media_library/01_publications/schaeffler_2/catalogue_1/downloads_6/stt_de_de.pdf

=== Forum ===
* http://www.mikrocontroller.net/topic/89692
* http://www.mikrocontroller.net/topic/356094

== Schaltungsbeispiele ==
* Burkhard Kainka, '''150 Beste Schaltungen'''; ISBN 978-1686275593

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