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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Energie beim Hochsetzsteller während dem Kurzschluss


Autor: daniel (Gast)
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Hallo Leute,

beim Hochsetzsteller ist während der Einschaltzeit des Transistors
eine Energiequelle(Battarie oder Gleichstrommaschine) über eine
Spule kurzgeschlossen. Wenn man keine ohmische Anteile in Reihe hat,
dann baut sich der Strom linear mit der Zeit auf.
Wie sieht jetzt energiemässig die Bilanz dieses Vorgangs?
Ist die ganze Energie in dem Magnetfeld der Spule "abgespeichert",
und der Strom der in den Minuspol "reinfliesst" quasi energielos?

In der nächsten Zeitphase schliesst ja der Transistor, und das
möglichst schnell, um eine möglichst grosse Induktionsspannung
hervorzurufen. Diese liegt dann in Reihe zur Battarie oder GM,
addiert sich zu dieser und die Summe übersteigt die Potentialhöhe
der zweiten Energiequelle => Strom fliesst über die Diode.

Wenn die ganze Energie in der Spule war, dann wird diese komplett
in die 2-te Energiequelle übertragen. Natürlich haben alle
realen Leitungen ohmischen Anteil. Ich will es deswegen den
ohmischen Anteil nicht betrachten, damit ich keine andere
Verlustquelle ausser auch lasse.

Oder was ich mir überlegt habe, der Strom der in den Minuspol
"reinfliesst", schliesst sich im Stromkreis über den Innenwiderstand
der Quelle. Wäre die Quelle ideal (ohne Innenwiderstand), dann
würden keine Verluste geben.

Was denkt ihr dazu?

Autor: so nicht (Gast)
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Kurzschluss ist der falschze Ausdruck. Eher schon Langschluss...

Nein, die Verluste kommen nicht vom Innewiderstand der quelle, sondern 
unter Anderem vom Widerstand der spule, vom widerstand des schalters, 
Von der Restspannung ueber der Diode usw.

Autor: daniel (Gast)
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alles wo heiss wird, bringt Verluste denke ich.

>Nein, die Verluste kommen nicht vom Innewiderstand der quelle, sondern
>unter Anderem vom Widerstand der spule, vom widerstand des schalters,
>Von der Restspannung ueber der Diode usw.

Ich würde schon sagen, dass Innenwiderstand auch einen Anteil
an Verlusten mitträgt. Der Strom wird ja durch diesen getrieben.
Bei einer GM wäre das R_anker (Kupferwicklungen). Die würden dann
auch "heiss" werden.
Im Anderen hast du natürlich Recht, man müsste noch Spannungsabfall
an der Diode einrechnen. Wie rechnet sich die Verlustleistung bei
den Halbleitern? Auch Spannungsabfall * Strom?
Dann Bahnwiderstand des Transistors. Das ist ähnlich wie bei der Diode.
Und zuletzt ohmischer Anteil der Spule.

Bei der Spule hätte ich noch einige Fragen.

Wenn ich einen vollen Ringkern nehme, dann wird die Induktivität
grösser sein, als bei einem sonst identischen Ringkern mit einem
Luftspalt drin. (bei derselben Windungszahl)
Grössere L täuscht aber, denn bei Belastung (Kurzschluss)
kommt Eisen schnell in Sättigung. Kleiner L bei der Spule mit
Luftspalt kommt beim selben Strom nicht in die Sättigung.
Einerseits möchte man beim Hochsetzsteller L gross machen,
damit Spannungsinduktion möglichst gross wird, andererseits aber
fällt L mit dem Strom. Es fällt auf einen kleineren Wert, als
L bei der Spule mit dem Luftspalt?!

Stimmt der Gedankengang?
Mir ist klar, dass die Energie sich im Luftspalt konzentriert,
weil da H-Feld am grössten ist. Und B-Feld ist in beiden Bereichen 
gleich.
Damit ist Energiedichte im Luftspalt am grössten.

Aber eines widerspricht sich doch!
Wenn die Spule mit dem Luftspalt grössere Energiemenge
speichern kann, dann müsste nach der Formel W=0.5*L*I²
auch ihre Induktivität grösser sein.

Hmm ...

Autor: Olli R. (xenusion)
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daniel wrote:

> alles wo heiss wird, bringt Verluste denke ich.

Das kann man nicht pauschalieren, bei einer Heizung ist das Heisswerden 
gewollt.

SCNR,
Olli

Autor: ~~~ (Gast)
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Die Induktivität einer Spule ist

Erstens OHNE Luftspalt grösser als mit,
zweitens NICHT konstant.

Gruss

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>dann wird diese komplett in die 2-te Energiequelle übertragen.

Falsch. Wenn das so wäre, dann müsste der Drosselstrom Null werden und 
die Spulenspannung zusammenbrechen. Das nennt sich diskontinuierlicher 
Mode und wird seltenst gewünscht.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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daniel wrote:

> Bei der Spule hätte ich noch einige Fragen.
>
> Wenn ich einen vollen Ringkern nehme, dann wird die Induktivität
> grösser sein, als bei einem sonst identischen Ringkern mit einem
> Luftspalt drin. (bei derselben Windungszahl)
> Grössere L täuscht aber, denn bei Belastung (Kurzschluss)
> kommt Eisen schnell in Sättigung. Kleiner L bei der Spule mit
> Luftspalt kommt beim selben Strom nicht in die Sättigung.
> Einerseits möchte man beim Hochsetzsteller L gross machen,
> damit Spannungsinduktion möglichst gross wird, andererseits aber
> fällt L mit dem Strom. Es fällt auf einen kleineren Wert, als
> L bei der Spule mit dem Luftspalt?!
>
> Stimmt der Gedankengang?

Ja, wenn der Kern voll gesättigt ist, geht die Induktivität auf den Wert 
der baugleichen Luftspule zurück. Das ist natürlich immer deutlich 
weniger als bei einem nicht gesättigten Kern mit Luftspalt. Idealerweise 
wird man Drosseln so bemessen, dass magnetische und thermisch 
Überlastung in etwa zusammenfallen.

> Aber eines widerspricht sich doch!
> Wenn die Spule mit dem Luftspalt grössere Energiemenge
> speichern kann, dann müsste nach der Formel W=0.5*L*I²
> auch ihre Induktivität grösser sein.

Nein, die Induktivität ist geringer, dafür ist der max. Strom größer und 
der geht quadratisch in die Energieformel ein. Doppelte Luftspaltlänge 
ergibt beim idealen magnetischen Kreis halbe Induktivität und doppelten 
Sättigungsstrom = doppelte Energiemenge.

Jörg

Autor: Spellkeeper (Gast)
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während des Kurzschlusses

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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"Während dem Genitiv noch schlief, war dem Dativ bereits wieder voll am 
rummachen."
http://www.spiegel.de/kultur/zwiebelfisch/0,1518,4...

Autor: Falk Brunner (falk)
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Genitiv ins Wasser weil Dativ ;-)

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