Hallo!
Ich habe heute eine Drossel (ETD39 Kern mit Luftspalt) mit einer
Messbrücke (Wayne Kerr) gemessen. Die Induktivität von 10mH bei 2A DC
Bias stimmt ziemlich genau.
Aus neugierde hab ich einfach mal mehr Strom gegeben und wie zu
erwarten sinkt das L von 2A - 3A stark ab. Doch ab 3A belibt die
Inuktivität dann konstant auf 1,8mH. Scheinbar wirkt nurmehr der
Luftspalt.
Nun hab ich die Energie bei jedem Strom berechnet. Doch diese beginnt
dann ab 2A (also wenn das L aufgrund von Kernsätigung sinkt) abzunehmen
und steigt erst dann wieder wenn nurmehr der Luftspalt wirkt.
Bei 10mH und 2A sind 20mJ,
bei 3A sinkt es auf 2,8mH ab, was einer Energie von nurmehr 12,6mJ
enspricht.
Wie kann das sein?
Ich tipp mal da drauf: Bei 3A DC BIAS kommt der Kern wohl garnicht mehr
aus der Sättigung und das Messgerät misst nur noch den
Quasi-Luftspulen-Anteil.
Schon klar das bei 3A nur mehr der Luftspulen Anteil gemessen wird, doch
wieso ist dann weniger Energie im Kern (Hauptsächlich im Luftspalt) als
bei 2A? Die Durchflutung nimmt zu, damit auch die Feldstärke währen die
Flußdichte aber abnimmt.
Versteh ich einfach nicht...
Seppl schrieb:
> Schon klar das bei 3A nur mehr der Luftspulen Anteil gemessen wird, doch> wieso ist dann weniger Energie im Kern (Hauptsächlich im Luftspalt) als> bei 2A? Die Durchflutung nimmt zu, damit auch die Feldstärke währen die> Flußdichte aber abnimmt.
Die Induktivität ist in deinem Fall keine Konstante mehr, sondern eine
Funktion der Stromstärke. Damit kannst du die einfache Formel für den
Energiegehalt nicht mehr verwenden, sondern musst die Energie als
Integral berechnen.
Andreas
Ungeachtet dessen, das ich die Funktionsweise der Messbrücke nicht
kenne, würde ich das DC-BIAS eher als "Vorstrom" bezeichnen, so ähnlich
wie eine Vorspannung bei Elko-Kapazitätsmessgeräten.
Die Induktivität wird dann vermutlich mit einer dem Gleichstrom
überlagerten Wechselspannung und sonstigen Zaubereien gemessen.
Bei 2 Ampere ist der Kern noch nicht in Sättigung, dessen
Magnetisierbarkeit beeinflusst also noch die Induktivität
(Blindwiderstand) der Spule.
Bei 3 Ampere fällt das weg, das Messgerät misst NUR noch den Luftanteil.
Es stecken aber immer noch die 20 mJ im Eisenkern, die würden da auch
wieder rauskommen, würde man die Spule entladen.
Mal doch mal einen Graphen auf, Energie vs. Ampere. Ich stell mir den
ungefähr so vor:
>Die Durchflutung nimmt zu, damit auch die Feldstärke währen die
Flußdichte aber abnimmt.
Fast. Das H Feld nimmt mit dem Strom zu, das B-Feld aber nicht. Der
Zusammenhang zwischen B und H ist die Permeabilitaet, und die ist
abhaengig von H selbst. Siehe auch
http://de.wikipedia.org/wiki/Permeabilit%C3%A4t_%28Magnetismus%29, etwas
weiter unten.
Ja DC-Bias ist einfach ein Vorstrom.
Ich hab euch mal meine Messungen und Berechnungen als Excel File
hochgeladen.
L wurde bei verschiedenen I gemessen. Berechnet habe ich dann Al-Wert,
µr, H, B und E(Energie). nergie auf zwei Arten, aus L und I, und B und
H. (Ist gleich, klar kommt aus den selben daten).
In Diagrammen ist dann auf der x-Achse der Strom.
Vielleicht schaft es jemand die Messungen und Auswertung zu
interpretiren.
MFG Seppl
Schöne Excel-Doku. Gefällt mir.
Meine Behauptung:
E = Integral( L(i)*I di) integriert von I1 bis I2
I1 ist bei dir 0, I2 der jweilige Endwert.
di muss natürlich sehr klein gewählt werden, z.B. 0,01A Schritte
Das Integral ist mir schon klar. Wenn man eine Induktivität linear
magnetisiert (also const U) und mittels Integral die Energie ausdrückt,
kommt man ja genau auf das L*I^2/2.
Auch wenn L nicht konstant ist, aber bei einem bestimmetn Strom und
Induktivität muss man doch einfach über L*I^2/2 die Energie für einen
Arbeitspunkt bestimmen können.
Ähnlich wie beim einem fahrenden Auto mit m*v^2/2, da stimmt die Formel
auch wenn sich die Masse ändert.
In meiner Tabele/Berechnung nimmt auch die Flußdichte ab. Weil sich der
magnetische Widerstand (welcher ja linear von µr abhängt) ändert
(zunimmt) und deshalb der magn Fluß abnimmt.
Irgendwie bin ich jetzt durcheinender, hoffenlich kann jemand, der sich
mit Magnetismus besser auskennt Klarheit schaffen...
MFG
Seppl schrieb:> Ähnlich wie beim einem fahrenden Auto mit m*v^2/2, da stimmt die Formel> auch wenn sich die Masse ändert.
Aber nur in der Newtonischen Mechanik. Bei Einstein schon nicht mehr.
Da nimmt die Masse zu bei hoeheren Geschwindigkeiten.
Ach ja und noch eins oben drauf.
E = Integral( L(i)*I di) integriert von I1 bis I2
B = 1/(N*A)*Integral( L(i) di) integriert von I1 bis I2
Bau das mal in dein Excel ein.
@ Lenzen: Deshalb hab ich auch zb Auto geschrieben, da kann man
relativistische Effekte vernachlässigen. Mit Änderung der Masse dachte
ich ganz einfach an Verbrennung von Kraftstoff. Bis jetzt hab ich
mechanisches immer nur nach dem guten Newton gerechnet, hat mich nie im
Stich gelassen.
Lieber wäre mir ein Versuch die Messergebnisse zu erklären gewesen.
@ helmus S.: danke, ich werd das Integral mal in die Excel Berechnun
g einbauen..
@Seppl (Gast)
>Auch wenn L nicht konstant ist, aber bei einem bestimmetn Strom und>Induktivität muss man doch einfach über L*I^2/2 die Energie für einen>Arbeitspunkt bestimmen können.
NEIN! Das ist nicht der Fall. E = 1/2 L I^2 ist der Sonderfall bei
konstanter Induktivität.
>Ähnlich wie beim einem fahrenden Auto mit m*v^2/2, da stimmt die Formel>auch wenn sich die Masse ändert.
Nö. Differenzen und Summen und so.
MFG
Falk
Hab mal meine Integralformeln für E und B in das Excel eingebaut.
Da ich nict weiß ob Excel integrieren kann, habe ich stattdessen Summen
mit deinen Messpunkten gebildet. Bei starken Krümmungen passt das
natürlich nicht 100%ig.
Mein neues B wird irgendwie nicht richtig in deiner Grafik dargestellt.
Kannst du das mal richten und dann nochmals hochladen.
Danke Helmut S, das sieht ja jetzt ziemlich realistisch aus. Der Knick
ist auch dort wo man es dem Kermaterial nach vermuten würde. Un im
Bereich des konstanten L, steigt die Energie auch mit Integration
Stromquadratisch wie es sein soll.
Im Diagramm sieht man jetz auch schön das B in beiden Drosseln.
Jetzt weis ich, dass L*I^2 mit Vorsicht zu genießen ist.
Danke nochmals!
MFG
@Seppl
Danke für das Excel mit der richtig dargestellten B-Kurve.
Ich musste mir die Formeln auch erst wieder zusammenreimen.
Teilweise steht das im Hagmann, Grundlagen der Elektrotechnik.
Gruß
Helmut
Ich hab jetzt auch Unterlagen gefunden wo es um Energie in Drosseln,
Sättigung geht, teilweise sogar mit meiner eigenen Schrift, doch ich
konnte mich einfach nicht mehr daran erinnern...
Aber jetzt stimmt die Welt wieder...
Danke nochmal!
MFG Seppl
