mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spule ausschalten (ohne Abschalt-Induktionsstromkreis) Wo bleibt die Energie?


Autor: Daniel (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

ich hab ein Verständnisproblem und würde mich freuen wenn ihr mir helft:

Ein unverzweigter Stromkreis besteht aus einer Spannungsquelle, 
Widerstand, Schalter und Spule.
Wenn ich den Schalter öffne wird der Stromkreis unterbrochen und die 
Spannung sinkt in wenigen ms auf 0. Die schlagartige hohe Stromänderung 
führt zu einer hohen Abschalt-Induktionsspannung.

1. Wo oder wie wird die hohe Induktionsspannung wieder abgebaut? Wo 
bleibt die vorher in der Spule gespeicherte Engerie, wenn der Stromkreis 
geöffnet wird?
Am Anfang wirkt die Luft bestimmt aufgrund der hohen Induktionsspannung 
als Leiter zwischen den Kontakten am Schalter. Aber "etwas später" ist 
die Spannung zu klein und der Abstand der Kontakte zu groß.

2. Eine Spannung bedeutet eine Potenzialdifferenz. Woher kommt die 
plötzliche Potenzialdifferenz bei der zeitlichen Änderung des 
Stromflusses? Woher sollen die neuen "Elektronen" kommen?


Ich würde mich freuen, wenn ihr mir helft,

vielen dank und viele Grüße

Daniel

Autor: Klaus2 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
funke! und der versaut mit der zeit deinen schalter (transistor), 
weshalb zb relais immer einen saugkreis auf der 230v seite oder eine 
freilaufdiode auf der steuerseite haben. bei motoren mit pwm ansteuerung 
ist es das gleiche problem.

Klaus.

Autor: Thomas S. (tsalzer)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Strom wird über den Lichtbogen zwischen den Schalterkontakten 
in/über die Quelle fließen. Um den zu vermeiden, schafft man halt den 
Freilaufweg über die Diode.

Laß' Dich nicht irritieren, wenn Du den Lichtbogen nicht siehst.

Die gespeicherte Energie ist 1/2 L*i², d.h. große Induktivität und viel 
Strom macht dann auch einen sichtbaren Funken.
Die zum Zünden des Lichtbogens nötige Spannung (aber ich mach den 
Schalter ganz ganz schnell auf) kommt von Uq = L*di/dt.

guude
ts

Autor: Auch Daniel (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ohne jetzt den Anspruch auf eine physikalisch absolute korrekte Antwort 
erheben zu wollen, kann man es so beantworten.

1. Sobald der Schalter öffnet erzeugt die hohe Spannung einen kleinen 
Lichtbogen und der Strom kann so lange weiterfliessen bis die 
gespeicherte Energie (Magnetfeld) in Wärme umgewandelt ist. Der 
Lichtbogen selber ist niederohmig, also spielt der Abstand der Kontakte 
keine Rolle.

2. Keinen Durcheinender machen. Eine Spannung ist nur "indirekt" von der 
Anzahl Elektronen abhängig (nicht schlagen). Wenn zb. bei einem 
Kondesator mit einer Ladung das Dieelektrikum oder der Plattenabstand 
verändert wird, verändert sich auch die Spannung an dem Kondensator.
Oder etwas anschaulicher für die Spule: Der Strom will weiterfliessen, 
da der Widerstand grösser wird (Schalter auf) muss nach dem ohmschen 
Gesetz die Spannung so ansteigen, dass der selbe Strom fliessen kann.

Hoffe es kann helfen

Cu

Autor: Peter R. (pnu)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bei Sperrwandlern ist es so:

Die in der Induktivität gespeicherte Energie führt mit der 
Streukapazität am Trafo zu einer sinusförmig ansteigenden Spannung. Oft 
ist sogar parallel zum Schalttransistor ein Kondensator von ca. 100pF 
geschaltet. Das verlangsamt den Spannungsanstieg, sodass der 
Schalttransistor ohne allzu große Verluste schließen kann.

Bei Sperrwandlern wird dann bei Öffnen des sekundärseitigen 
Gleichrichters das Meiste der Energie an die Sekundärseite abgegeben.
Der Rest, in der Streuinduktivität, wird durch Widerstände vernichtet, 
die über passende C's angeschlosssen sind.

Autor: faustian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja, wenn man in das Gedankenmodell jetzt mal einen Halbleiterschalter 
mit unendlicher Sperrspannung einsetzt und das ganze in ein Gas mit 
unendlicher Durchschlagsfestigkeit eintaucht...

Autor: Peter R. (pnu)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dann wird die Spannung trotzdem nicht unendlich, sondern bei 
verlustfreiem L pendelt die Energie im Schwingkreis aus Spulen-L und 
Spulen-C hin und her.
der Scheitelwert des Stromes ist durch die Spule bestimmt und der 
Scheitelwert der Spannung durch das C.

eben durch WL = 1/2 x Lxix1  und WC =  1/2 x CxUxU

Autor: nockapatzl (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:
  • preview image for DA.jpg
    DA.jpg
    26,8 KB, 241 Downloads

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hey leute
ich hab ein problem bei meinem Projekt und hoffe, dass ihr mir helfen 
könnt

Kurzbeschreibung:
Ich muss eine Konstantstromquelle neu entwerfen, die über eine Spule 
einen Messkopf bewegen soll.
Die Stromquelle war schnell entworfen nur bei der Schaltung des zu 
erneuernden Geräts, ist nach der Stromquelle eine Kombination von 
Bauteilen, deren Bedeutung ich noch nicht verstanden hab.

Ich glaube jedenfalls, dass das zum Schutz der Stromquelle beim 
Ausschalten zu tun hat.(ist das eine art RCD-Beschaltung?)

Ich hoffe jemand von euch kann mir vl erklären was die Bauteile auf sich 
haben

Bild der Schaltung im Anhang

Danke im Vorhinein
MFG Dome

Autor: Peter R. (pnu)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nur eine Vielleicht-Erklärung, da Werte der Spule ( L und R ) fehlen und 
deswegen die Schwinggüte des Kreises nicht bekannt ist.

Ab Q größer 2, also Schwingkreis "vorhanden":

Ausgangszustand: Iconst fließt, wegen des R und des Spulenwiderstands 
kommt es zu einer konstanten Spannung an C. Sowohl ihn L als auch in C 
ist Energie vorhanden.

Plötzlich wird Iconst abgeschaltet. C liefert weiter Strom, sodass Strom 
durch L nicht sofort abklingt. Es beginnt eine Sinus-Teilschwingung von 
IL und Uc

Ab Nulldurchgang von Uc(Umschwingen des LC-Kreises) ist C durch Diode 
"kurzgeschlossen" in der Diode und RL wird in der folgenden 
Teilschwingung die Energie vernichtet. Eine große negative 
Halbschwingung wird gekappt.

Der 1kOhm-Widerstand verhindert längeres Nachschwingen mit Spannung, die 
unter der Schwellspannung der Diode bleibt.

Autor: Dome Hasel... (Firma: HTL) (nockapatzl)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
wow danke für die ausführliche antwort
werd mich mal in die richtung(Schwingkreise etc.) weiter informieren
mfg dome

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.