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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Vorzeichen einer Induktionsspannung


Autor: eins (Gast)
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Ich hätte eine Frage bezüglich Spulen. Für Spulen gilt ja:


u(t) = L*i'(t)


Ich habe hier ein Buch vor mir liegen, in welchem ein Minuszeichen vor 
dem L steht also:

u(t) = -L*i'(t)


Nur was ist jetzt richtig? Je nach dem ob die Spule als Verbraucher oder 
Quelle angesehen wird, wird eine andere Darstllung zutreffend sein. Wenn 
ich die Spule als Verbraucher sehe, welche Formel ist dann die richtige? 
(meiner Meinung nach müsste es die ohne Minuszeichen sein, allerdings 
sieht das Buch das so wie ich das verstehe anders.)

Autor: --- (Gast)
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Das ist weil die Spule, wenn sie ihre Induktionsspannung aufbauen will, 
den Stromfluss in die Richtung weiter fließen lässt, wie er vorher auch 
war, also ist so gesehen "+" jetzt da, wo vorher "-" war (Spule ist nun 
eine Quelle).

Autor: Wolfgang Bengfort (et-tutorials) Benutzerseite
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Hallo eins,
zur Induktionsspannung /Lenzsche Regel habe ich mal ein Video gedreht.
Vielleicht hilft Dir das weiter:
http://et-tutorials.de/721/wozu-benotigt-man-eine-...

Autor: Udo R. S. (Gast)
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Siehe Wikipedia "Spule" unter Wechselstromverhalten.
Stichwort "Verbraucherzählpfeilsystem".
Ist eine Frage in welcher Richtung Du die (technische) Stromrichtung 
definierst.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

> Ich hätte eine Frage bezüglich Spulen. Für Spulen gilt ja:
> u(t) = L*i'(t)
Zu jeder solchen Formel gehört die Definition der Bezugspfeilrichtungen. 
Ansonsten ist die Formel unvollständig, und Du kannst nicht entscheiden, 
ob die Vorzeichen richtig oder falsch sind.

Zeigen das u über der Spule und das i in der Spule in dieselbe Richtung:

              u
   i    -------------->
 --->------########-------

so gilt: u(t) = L*i'(t).

Die Pfeilrichtung besagt folgendes:
* Wenn i>0 ist, fließt i in Pfeilrichtung, sonst entgegen.
* Wenn u>0 ist, ist das Potential an der Basis (+) und an der Spitze 
(-).

Im Beispiel also:
Ein steigender Strom in i-Richtung erzeugt eine Spannung in u-Richtung.

> Ich habe hier ein Buch vor mir liegen, in welchem ein Minuszeichen vor
> dem L steht also:
>
> u(t) = -L*i'(t)
Diese Formel gilt für die folgende Bepfeilung:
              u
   i    -------------->
 ---<------########-------

> Nur was ist jetzt richtig? Je nach dem ob die Spule als Verbraucher oder
> Quelle angesehen wird, wird eine andere Darstllung zutreffend sein.
Nein. Die Bepfeilung entscheidet nicht allein darüber, ob das Bauelement 
Verbraucher oder Erzeuger ist. Du benötigst beides: Bepfeilung und 
Formel.
Ohnehin entscheidet ein von Dir gesetzter Pfeil nicht über die Physik 
eines Bauelementes. Ein ohmscher Widerstand ist beispielsweise immer ein 
Verbraucher, da kannst Du die Pfeile wählen wie Du willst.

In vielen Physikbüchern werden die Formeln leider unvollständig 
angegeben, indem beispielsweise nur die Beträge angegeben werden oder 
die Bezugspfeilrichtung fehlt. Besonders putzig sind die Darstellungen 
mit Doppelpfeilen, bei denen sich der Autor offensichtlich nicht 
entscheiden konnte. ("Das ist ja ohnehin Wechselstrom")


Gruß,
  Michael

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Michael, wie sieht es aus, wenn ein äußeres Magnetfeld die Spule 
beaufschlagt? Hängen Strom und Spannung dann genau so zusammen, als ob 
die Spule ihr Feld selbst erzeugen würde?

Kai Klaas

Autor: eins (Gast)
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Das mit dem Bezugspfeilsystem habe ich denke ich verstanden. Jetzt hätte 
ich noch eine Frage zum Induktionsgesetz:

u(t) = -N * phi'(t)


Hier kommt die Ableitung des magnetischen Flusses in der Formel vor. Nur 
was bedeutet es, wenn phi'(t) < 0 ist? heißt das der magnetische Fluss 
nimmt ab oder er nimmt zu? Es gibt ja keinen magnetischen Plus oder 
Minuspol, ich weiß ja nicht ob Nord oder Süd "positiv" bzw. "negativ" 
ist. Oder bezieht sich die Änderung des Flusses nur auf seinen Betrag?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Hier kommt die Ableitung des magnetischen Flusses in der Formel vor. Nur
>was bedeutet es, wenn phi'(t) < 0 ist? heißt das der magnetische Fluss
>nimmt ab oder er nimmt zu?

Nimmt ab. Je nachdem, ob der magnetische Fluß zu- oder abnimmt, erhälst 
du eine induzierte Spannung, die negativ oder positiv ist.

Das Minus soll immer die Lenzsche Regel ausdrücken, daß nämlich die 
Wirkung der Induktion seiner Ursache entgegenwirkt. Was das letztlich 
für die Polarität der meßbaren Spannungen und Ströme bedeutet, muß man 
von Fall zu Fall untersuchen.

Vielleicht beantwortet mir Michael, unser Induktionsexperte, ja noch 
meine Frage...

Kai Klaas

Autor: eins (Gast)
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>>Hier kommt die Ableitung des magnetischen Flusses in der Formel vor. Nur
>>was bedeutet es, wenn phi'(t) < 0 ist? heißt das der magnetische Fluss
>>nimmt ab oder er nimmt zu?

>Nimmt ab. Je nachdem, ob der magnetische Fluß zu- oder abnimmt, erhälst
>du eine induzierte Spannung, die negativ oder positiv ist.

Eben, aber wenn ich das magnetische Feld umkehre (Nordpol und Südpol 
vertausche) dann wechselt die Spannung ja auch ihr Vorzeichen. Und aus 
mathematischer Sicht ist eine Spannung von -100V ja kleiner als eine 
spannung mit +1V.


 N

 _
| |
| | Spule
| |
|_|


 S

Angenommen die Spule wird momentan von einem Fluss von 5 Weber 
"durchflossen". Wenn ich jetzt das Magnetfeld im Bezuf auf die Spule 
umkehre, wird die Spule dann von -5 Weber "durchflutet"?

Alles was ich wissen möchte ist, ob phi'(t) < 0 bedeutet, ob das Feld 
"südlicher" oder "nördlicher" wird (aus Sicht der Spule).

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Angenommen die Spule wird momentan von einem Fluss von 5 Weber
>"durchflossen". Wenn ich jetzt das Magnetfeld im Bezuf auf die Spule
>umkehre, wird die Spule dann von -5 Weber "durchflutet"?

Ja.

>Alles was ich wissen möchte ist, ob phi'(t) < 0 bedeutet, ob das Feld
>"südlicher" oder "nördlicher" wird (aus Sicht der Spule).

Das erhälst du aus der Defintion der Ableitung. Es bedeutet "weniger 
nördlich" bzw. "mehr südlich". Genauer: phi(t1) < phi(t0) für t0 < t1.

Kai Klaas

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