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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spule allg. Verständnisfrage


Autor: Max (Gast)
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Hallo,

ich habe eine allg. Frage zu Spulen. bzw. deren Einsatz in 
Schaltnetzteilen.

Meine Frage ist: Was genau tut die Spule wenn man die 
Versorgungsspannung von ihr trennt?
versucht sie einfach den vorher geflossenen Strom zu erhalten? was würde 
passieren wenn man die spule dann mit einem kurzschlussbelastet? würde 
dann trotzdem der gleiche strom fließen?

http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html
als beispiel habe ich jetzt einfach mal den stepdown konverter 
genommen..
wobei das vermutlich nicht viel mit der schaltung sondern lediglich mit 
dem verhalten der spule selbst zusammenhängt

gruß

Autor: Bernd O. (bitshifter)
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Max schrieb:
> Meine Frage ist: Was genau tut die Spule wenn man die
> Versorgungsspannung von ihr trennt?
> versucht sie einfach den vorher geflossenen Strom zu erhalten? was würde
> passieren wenn man die spule dann mit einem kurzschlussbelastet? würde
> dann trotzdem der gleiche strom fließen?
Exakt das. Und wenn man den Stromfluß unterbricht und die Spule nicht 
belastet, dann "springt" die Spannung, da die Spule "versucht" den 
Stromfluß zu erhalten und bei einem unendlich großen Widerstand entsteht 
eine unendlich hohe Spannung wenn Strom fließt.
Ist das gleiche Verhalten wie beim Abschalten eines Relais. Wenn man 
hier keine Freilaufdiode spendiert, über die der Strom der Spule 
weiterfließen kann, sieht der Halbleiter, der die Spule geschaltet hat 
eine sehr hohe Spannung und geht ggf. kaputt.

Gruß,
Bernd

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Max (Gast)

>Meine Frage ist: Was genau tut die Spule wenn man die
>Versorgungsspannung von ihr trennt?
>versucht sie einfach den vorher geflossenen Strom zu erhalten?

Ja.

> was würde
>passieren wenn man die spule dann mit einem kurzschlussbelastet?

Naja, im prinzip das Gleiche.

> würde dann trotzdem der gleiche strom fließen?

Der Kurzschlussstrom, nur echt mit drei s ;-)

>wobei das vermutlich nicht viel mit der schaltung sondern lediglich mit
>dem verhalten der spule selbst zusammenhängt

Sicher. Aber die Schaltung verhindert, dass ein hoher Kurzschlussstrom 
fliesst, denn das überlebt der Transistor nicht lange.

MFG
Falk

Autor: Armin (Gast)
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> versucht sie einfach den vorher geflossenen Strom zu erhalten?
ja.

> was würde passieren wenn man die spule dann mit einem kurzschlussbelastet? > 
würde dann trotzdem der gleiche strom fließen?
ja. Theoretisch (supraleiter), würde der Strom auch nicht abklingen. In 
der Praxis haben natürlich sowohl spule als auch Leitung einen gewissen 
Widerstand, der die Spulenergie E = 0.5 I L² langsam in Wärme P = R I² 
umwandelt. Dadurch sinkt der Strom mit der Zeit bis auf null ab.

Autor: Armin (Gast)
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argh

Spulenergie E= 0.5 L I²

sorry.

Autor: Max (Gast)
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danke für die schnelle hilfe :)

Autor: Max (Gast)
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Eine Sache schwirrt mir noch im Kopf rum.

Wenn die Spule den Strom immer versucht konstant zuhalten und man dies 
auch nicht durch Veränderung der Last beeinflussen kann, dann muss die 
Entladezeit einer Spule eine Konstante sein, oder?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Max (Gast)

>Wenn die Spule den Strom immer versucht konstant zuhalten und man dies
>auch nicht durch Veränderung der Last beeinflussen kann, dann muss die
>Entladezeit einer Spule eine Konstante sein, oder?

Wi kommst du darauf? tau = L/R. Je grösser R umso kleiner der Strom aber 
umso höher die Spannung beim Entladen. Schliesslich ist die ENERGIE 
endlich.

Autor: Max (Gast)
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Aber dauert die Entladung über ein großes R länger? Denn ein großes R 
treibt die Spannung hoch.
Das der Strom nicht immer auf dem ursprünglichen Niveau gehalten werden 
kann ist logisch. Sonst wären die Dinger auch verdammt ...toll :D

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Max (Gast)

>Aber dauert die Entladung über ein großes R länger? Denn ein großes R
>treibt die Spannung hoch.

NEIN, KÜRZER!!! Das ist ja der Witz! Ne Spule ist das Gegenteil zum 
Kondensator, dort ist tau = R*C.

MfG
Falk

Autor: Max (Gast)
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Jetzt wo du es so sagst...

Und ich dachte schon, ich hätte die ultimative Konstante gefunden :P

Autor: Armin (Gast)
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Das lässt sich wieder mit der Energiebetrachtung schön anschaulich 
machen

enthalten: E(I) = 0.5  L  I²
Verbraucht wird: P(I) = U * I = R * I²

also ist mit hohem R die Leistung, die du rausziehst, größer. Damit ist 
der Energievorrat schneller verbraucht.
dE = P(t) dt

Eine quantitative Rechnung wird mit der Betrachtung aber eher 
kompliziert, da I natürlich zeitabhängig ist...

Autor: Wolfgang Bengfort (et-tutorials) Benutzerseite
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Ich habe da mal ein Video zu gedreht.
Vielleicht interessiert es Euch ja.
http://et-tutorials.de/744/warum-man-mit-einer-fre...

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