Energieübertragung, Spule mit Luftspalt

[Filter (Gast)]

Hallo,

ist es richtig, dass die Energiedichte im Luftspalt \mu_r grösser
als im Kern ist? Natürlich unter der Annahme, dass Luftspalt klein
gegenüber Querschnittsfläche ist, da sonst das Feld beim Übergang
inhomogen wird.

Gruss

[Matthias L. (Gast)]

Die Energie berechnet sich wie folgt:

       B²      lfe               B    : Flussdichte in Vs/m²
W = ------ A [----- + lLu]       A    : Kernfläche in m²
     2 µ0       µr               W    : Energie VAs=Joule
                                 µ0   : abs. Permeabilität
                                 µr   : rel. Permeabilität
                                 lFe  : Feldlinienlänge in Eisen/Ferrit
                                 lLu  : Feldlinien bzw. Luftspaltlänge


So gesehen, sit deine Frage mit JA zu beantworten.

Deshalb kann man direkt von der zu speichernden Energie auf das 
Luftspaltvolumen schließen.

[Michael (Gast)]

Filter schrieb:
> ist es richtig, dass die Energiedichte im Luftspalt \mu_r grösser
> als im Kern ist?

Das ist richtig. Der Kern stellt mit dem Joch quasi den Leiter da und 
jede Energie, die im Leiter transportiert wird macht nur eines: 
Verluste. Der Löwenanteil der Energie wird deshalb stets außerhalb eines 
Leiters angetroffen, ganz unabhängig ob es ein elektrischer, eine 
magnetischer, ein thermischer oder sonstiger Leiter ist.

[Filter (Gast)]

Danke für eure Bestätigung.

Ich überlege nämlich ob alle geschalteten Typen von DC-DC Konvertern,
wie step-up/step-down/flyback converter zwingend einen Luftspalt
in der Induktivität brauchen oder nicht. Gilt die Formel u=L*i'
für ein Spule, nicht nicht in Sättigung ist?
Wenn ja, dann müsste man ja dafür sorgen, dass die Spule nicht
in die Sättigung kommt.

[Filter (Gast)]

edit:

Gilt die Formel u=L*i' für ein Spule, die nicht in Sättigung ist?

[(prx) A. K. (prx)]

Filter schrieb:

> Ich überlege nämlich ob alle geschalteten Typen von DC-DC Konvertern,
> wie step-up/step-down/flyback converter zwingend einen Luftspalt
> in der Induktivität brauchen oder nicht.

Nur jene, die Energie in der Spule speichern, wie die eben genannten. 
Nicht jedoch jene, die sie als normalen Trafo nutzen (forward 
converter).

[Matthias L. (Gast)]

> Ich überlege nämlich ob alle geschalteten Typen von DC-DC Konvertern,
> wie step-up/step-down/flyback converter zwingend einen Luftspalt
> in der Induktivität brauchen oder nicht.

Die, die Energie speichern, ja.

>Gilt die Formel u=L*i' für ein Spule, nicht nicht in Sättigung ist?

Doch, diese FOrmel gilt immer. Nur ist das L eigentlich ein L(i). ALso 
die Induktivität ist stromabhängig. Bei Sättigung bricht die 
Induktivität L zusammen.
(Siehe dazu Hysteresekurve B=f(H) => Die Steigung ist ein Maß für die 
Induktivität)


> Wenn ja, dann müsste man ja dafür sorgen, dass die Spule nicht
> in die Sättigung kommt.

Das ist grundsätzlich immer ratsam.

[Falk B. (falk)]

Siehe Transformatoren und Spulen sowie Royer Converter.

MFG
Falk

P S Allgemein gilt. Speicherdrosseln brauchen Luftpalte, normale Trafos 
sollten besser keine haben.

[Michael L. (Gast)]

Hallo,

> edit:
>
> Gilt die Formel u=L*i' für ein Spule, die nicht in Sättigung ist?

Die Formel gilt für jede Spule. Allerdings ist L bei Sättigungseffekten 
eine Funktion vn i und keine Konstante. Besser ist es, das 
Induktionsgesetz richtig anzuwenden. Dann sieht man, daß der Fluß der 
Spannung folgt - materialunabhängig.

Gruß,
  Michael