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Forum: Offtopic Eine Frage, die 90% aller E-Techniker nicht oder falsch beantwortet


Autor: Christoph (Gast)
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Hallo Alle,

bei der Beschäftigung mit den Grundlagen der E-Technik bin ich auf 
folgende interessante Frage gestoßen:

Wie verhält sich der Spulenstrom in obiger Zeichung?

Es sieht einfach aus, aber ich habe festgestellt, das ca. 90% der 
Elektrotechniker diese Frage nicht oder falsch beantworten können.

Könnt Ihr die Frage beantworten? Bitte die ersten 3 Antworten nur mit ja 
oder nein antworten. Danach vielleicht die Lösung.

: Verschoben durch User
Autor: Tim T. (tim_taylor)
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Ja

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Ja, wo ist das Problem?

Autor: Pi-Mal-Daumen (Gast)
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Nein, es fehlt die Angabe ob und wann der Taster betätigt wird.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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ja.
und ich bin gespannt

Autor: Huch (Gast)
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Ja. Und? Wo ist der Witz?

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Ja

Autor: Peter (Gast)
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ist zwar schon ne weile her, aber ich sag mal ja

Autor: Jemand (Gast)
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Willst Du es wissen oder
Weisst Du es und willst unser Wissen testen oder
Machst Du eine Umfragestatistik ?
Bitte alle drei Fragen mit Ja oder Nein beantworten, danach vielleicht 
die Begründung

Autor: Er (Gast)
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Schnarch....

Autor: Christoph (Gast)
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Die Antworten, die ich bisher hatte:

- Mit einer idealen Spule kann die Schalung nie funktionieren.
- Der Stromverlauf ist exponentiell, weil es keine idealen Spulen gibt.
- Der Stromverlauf ist exponenteill, weil es keine idealen Batterien 
gibt und die Spannungsquelle einen Innenwiderstand hat.

Autor: Tim T. (tim_taylor)
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Ohne Taster-Betätigung bleibt I = 0.
Bei Betätigung steigt bei einer idealen Quelle der Strom linear an.
Wo ist der Witz?

Autor: Huch (Gast)
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>Die Antworten, die ich bisher hatte:

>- Mit einer idealen Spule kann die Schalung nie funktionieren.
>- Der Stromverlauf ist exponentiell, weil es keine idealen Spulen gibt.
>- Der Stromverlauf ist exponenteill, weil es keine idealen Batterien
> gibt und die Spannungsquelle einen Innenwiderstand hat.

Was wundert Dich daran. Wenn Du die Randbedingungen nicht festlegst wird 
entweder deren fehlen bemängelt und die Antwort verweigert oder sie 
grenzt die Nebenbedingungen ein.

Die Antworten sind jedenfalls alle nicht falsch.

Was ist jetzt das Problem?

Autor: Christoph (Gast)
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>Machst Du eine Umfragestatistik ?

Hmm, vielleicht. Nachdem ich heute morgen einige Leute ( Ingenieure ) 
befragt habe und die falsch geantwortet haben, habe ich die Vermutung 
angestellt, dass es hier ein grundsätzliches Verständnisproblem gibt und 
das bei den meisten Ings. vorhanden ist.

>Bitte alle drei Fragen mit Ja oder Nein beantworten, danach vielleicht
>die Begründung
In der Ausbildung lernt man meist, dass ein Kondensator oder eine Spule 
immer was mit Exponentiellem Anstieg zu tun hat.

Autor: ptc (Gast)
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darf man jetzt dann auch mal die antwort erfahren?

Autor: Christoph (Gast)
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>Wenn Du die Randbedingungen nicht festlegst wird
>entweder deren fehlen bemängelt und die Antwort verweigert oder sie
>grenzt die Nebenbedingungen ein.

Die Randbedingungen sind nach der Zeichnung eindeutig: Es gibt eine 
ideale Spannungsquelle und eine ideale Spule.
Der einzige Knackpunkt, bei dem die Randbedingung unklar ist: Wird der 
Schalter betätigt oder nicht.
Es dürfte klar sein, dass es bei der Aufgabe darum geht, dass der 
Schalter betätigt wird.

Autor: Huch (Gast)
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>Es dürfte klar sein, dass es bei der Aufgabe darum geht, dass der
>Schalter betätigt wird.
Nicht in dem Kontext. So wie Du den Thread angefangen hast, konnte man 
nichts, aber auch garnichts als selbstverständlich annehmen.

Entschuldige, aber das halte ich alles für Getrolle.

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

>befragt habe und die falsch geantwortet haben, habe ich die Vermutung
>angestellt, dass es hier ein grundsätzliches Verständnisproblem gibt und
>das bei den meisten Ings. vorhanden ist.

Und du willst jetzt 90% der E-Ings erleuchten?

Gähn

>>Bitte alle drei Fragen mit Ja oder Nein beantworten, danach vielleicht
>>die Begründung

Wo sind deine DREI Fragen?

>In der Ausbildung lernt man meist, dass ein Kondensator oder eine Spule
>immer was mit Exponentiellem Anstieg zu tun hat.

In meiner Ausbildung und erst recht bei meiner Forumsteilnahme hab ich 
gelernt, dass es viele Schlaumeier gibt, die nicht sonderlich schlau 
sind.
Die erwarten dann Antworten auf Fragen, die sie gar nicht gestellt haben 
;-)

MFG
Falk

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Was für n Bullshit.
Den Mist kannst das nächste mal getrost für dich behalten.

Autor: A. K. (prx)
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Christoph schrieb:

> Die Randbedingungen sind nach der Zeichnung eindeutig: Es gibt eine
> ideale Spannungsquelle und eine ideale Spule.

Wieso ist das eindeutig?

> Es dürfte klar sein, dass es bei der Aufgabe darum geht, dass der
> Schalter betätigt wird.

Nicht wenn man vorher - wie du es tust - durch den Kontext "fast immer 
falsch" suggeriert, dass es möglicherweise auch eine Art Scherzfrage 
sein könnte. Nach dem Motto "Schalter ist doch offen, also I=0".

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

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@  Christoph (Gast)

>Die Randbedingungen sind nach der Zeichnung eindeutig: Es gibt eine
>ideale Spannungsquelle und eine ideale Spule.

Das sagt jeder Autist. Normale Menschen kommunizieren anders, besonders 
bei solchen Fragen.

>Der einzige Knackpunkt, bei dem die Randbedingung unklar ist: Wird der
>Schalter betätigt oder nicht.

>Es dürfte klar sein, dass es bei der Aufgabe darum geht, dass der
>Schalter betätigt wird.

Reine Interpretation. Lies mal was über Netiquette.

Solche Leute wie du denken sich wahrscheinlich auch Fragen und Antworten 
für Multiple Choice Tests aus und halten sich dann für oberschlau, wenn 
ihre kleinkarierten Fangfragen und Antworten die Leute aufs Glatteis 
führen.
Du bist der Held des Tages.

Heute schon wieder Freitag? Mods, bitte nach /dev/null verschieben.

MFG
Falk

Autor: Christoph (Gast)
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>Nicht in dem Kontext. So wie Du den Thread angefangen hast, konnte man
>nichts, aber auch garnichts als selbstverständlich annehmen.
Das verstehe ich nicht: Die Zeichnung ist doch eindeutig, oder?

>Entschuldige, aber das halte ich alles für Getrolle.
Vielleicht ist die Frage wirklich zu einfach, so dass es Dir wie 
"getrolle" erscheint. Nach meiner Umfrage heute morgen hatte ich aber 
wirklich den Verdacht, dass es doch viele nicht wissen.
Klar, wenn man die Spulengleichung nimmt und Integrieren kann oder wenn 
man Schaltnetzteile entwickelt, ist die Sache ziemlich schnell gelöst. 
Wenn man etwas weiter vom Grundlagenstudium entfernt ist, bleiben aber 
vermutlich nur noch Bilder übrig.

Autor: Huch (Gast)
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Ja, ja. Ist ja gut. Nimm Deine Tabletten.

Autor: Christoph (Gast)
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Also gut, dann nehme ich meine Eingangsvermutung zurück. Zumindest die 
meisten in diesem Forum können die Frage richtig beantworten: Der Strom 
steigt linear, es muss also eine Ursprungsgerade ins Diagramm 
eingezeichnet werden.

Aber mal Hand auf's Herz: Wer von euch hätte die Frage mit dem Satz 
beantwortet, das der Strom exponentiell steigt?

Autor: A. K. (prx)
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Christoph schrieb:

> Das verstehe ich nicht: Die Zeichnung ist doch eindeutig, oder?

Eindeutig ist nur, dass die Komponenten keine spezifizierten 
Eigenschaften haben. Da auch keine Induktivität angegeben ist, erwartest 
du wohl eine Abhängigkeit des Stromverlaufs von Spannung, Induktivität 
und Zeit. Soweit klar.

Nur kann man das Spiel ja fortsetzen und auch annehmen, dass du ebenso 
eine Abhängigkeit von den diversen Innenwiderständen, Sättigung, 
parasitären Kapazitäten etc. erwartest. Immerhin hast du explizit die 
E-Techniker adressiert. Idealisiert sollte man das auch als Abiturient 
schaffen.

Autor: Fabian Hoemcke (Firma: Technische Universität Berlin) (brein)
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Naja, mal ganz ehrlich, ich hätte eine Wurzelfunktion vermutet. Einfach 
nur durchs Überlegen.

Wieso steigt der Strom (bei idealen Komponenten)linear?

Autor: Tim T. (tim_taylor)
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Christoph schrieb:

> steigt linear, es muss also eine Ursprungsgerade ins Diagramm
> eingezeichnet werden.

Falsch, das trifft nur zu wenn der Taster exakt bei t=0 betätigt wird.

> Aber mal Hand auf's Herz: Wer von euch hätte die Frage mit dem Satz
> beantwortet, das der Strom exponentiell steigt?

So nach 8-10 Bierchen kann das durchaus mal vorkommen, nur meist werden 
die Gespräche dann etwas tiefsinniger...

Autor: Tek (Gast)
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Das Problem an der ganzen Sache ist, das so wie Du sie präsentiert hast, 
jeder von einer Fangfrage ausgeht.

Hättest Du dazu geschrieben das von idealen Bauteilen auszugehen ist und 
der Stromverlauf nach betätigen des Schalters gefragt ist, wäre das 
recht schnell beantwortet gewesen...

Autor: Martin (Gast)
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...
Wer von euch hätte die Frage mit dem Satz beantwortet, das der Strom 
exponentiell steigt?
...

Vermutlich k(aum) einer: die Fragestellung taucht hier dauernd auf 
(Anzahl der Threads pro Monat: ca. 10, siehe unten).

http://www.mikrocontroller.net/search?query=%2Blin...

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Christoph schrieb:
> Aber mal Hand auf's Herz: Wer von euch hätte die Frage mit dem Satz
> beantwortet, das der Strom exponentiell steigt?

Wahrscheinlich niemand der Etechnik studiert hat.

Autor: A. K. (prx)
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Alexander Schmidt schrieb:

> Wahrscheinlich niemand der Etechnik studiert hat.

Und eigentlich sollte das auch niemand, der an der Schule in Physik 
nicht gepennt und ein bischen was für Naturwissenschaften übrig hat. 
Wobei ich mal davon ausgehe, dass jeder, der überhaupt auf die Idee 
kommen würde, mit einer Exponentialfunktion zu antworten, auch das 
entsprechende Kapitel in der Physik zumindest prinzipiell erlebt hat.

Autor: Christoph (Gast)
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>...
>Wer von euch hätte die Frage mit dem Satz beantwortet, das der Strom
>exponentiell steigt?
>...

>Vermutlich k(aum) einer: die Fragestellung taucht hier dauernd auf
>(Anzahl der Threads pro Monat: ca. 10, siehe unten).

Na um so besser: Wenn die Frage so oft auftaucht, scheint es ja wohl den 
meisten unklar zu sein, bevor sie eine der Antworten gelesen haben.

Ich denke es ist daher ganz gut, wenn man die Fragestellung exemplarisch 
auf 3 Komponenten reduziert: Spannungsquelle, Schalter und Spule.

Autor: A. K. (prx)
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Christoph schrieb:

> Na um so besser: Wenn die Frage so oft auftaucht, scheint es ja wohl den
> meisten unklar zu sein, bevor sie eine der Antworten gelesen haben.

Fast niemand hier im Forum interessiert sich bei solchen Fragen um 
theoretische Antworten idealisierter Komponenten, sondern will 
praktische. Beispielsweise weil der Schaltregler grad aufgrund dieses 
subtilen Unterschieds nicht funktioniert.

Autor: Mario K. (Gast)
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Hi Christoph

und was ist dein Résumé was du aus diesen Thread hier mitnimmst :o)
Du solch ein Experiment was du da aufgezeigt hast (sag ich mal dazu um 
das Verhalten einer Spannungsquelle über eine Spule )habe ich in der 
9.Klasse gemacht. Lange her :o)

mfg mario

Autor: Mine Fields (Gast)
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Kein praktisch arbeitender Ingenieur wird bei dieser Angabe mit idealen 
Komponenten rechnen. Das bleibt Studenten und vielleicht Professoren 
vorbehalten. Wenn man explizit erwähnt, dass es sich um idealisierte 
Bauteile handelt, wird dir auch jeder vernünftige Ingenieur die richtige 
Antwort geben.

Kannst du wenigstens aus dem Stegreif ohne groß nachzudenken 
beantworten, was bei deinen idealen Komponenten passiert, wenn du den 
Schalter wieder öffnest?

Autor: raketenfred (Gast)
Datum:

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Ja- absolut un problematisch

und den vom Kondensator kann ich auch ^^ :P

Autor: Micro (Gast)
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...dass es hier ein grundsätzliches Verständnisproblem gibt und
das bei den meisten Ings. vorhanden ist...

Alle haben so ein bisschen ein an der Nudel...

Autor: H.B. (Gast)
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>das der Strom exponentiell steigt?
Ich sicher nicht, weil er das nie tut!

Er steigt (mit einem R) logarithmisch!

Christoph, du bist eine Pappnase, die einfache Dinge für kompliziert 
hält und dumme Fragen drauss macht, wo im Trüben gefischt werden muss 
und Spielraum für Interpretation der Frage bleibt.

Gerade das letzte wird einem guten Ingenieur nicht passieren.

Studiere was anderes, wir haben genug von Deiner Sorte!

Autor: Markus (Gast)
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Ja, sehr gut. Selber zu dumm, um eine anständige Frage zu formulieren, 
aber alle anderen bzw. 90% für behämmert eklären. Und das schon als 
Anfänger. Weiter so, aus Dir wird mal ein ganz Großer.

Autor: hans peter (Gast)
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H.B. schrieb:
>>das der Strom exponentiell steigt?
> Ich sicher nicht, weil er das nie tut!
>
> Er steigt (mit einem R) logarithmisch!

Falsch!

Autor: Vuvuzelatus (Gast)
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>Er steigt (mit einem R) logarithmisch!

Das halte ich aber für ein Gerücht.

Autor: wqeqwe (Gast)
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> Selber zu dumm, um eine anständige Frage zu formulieren,
>aber alle anderen bzw. 90% für behämmert eklären. Und das schon als
>Anfänger. Weiter so, aus Dir wird mal ein ganz Großer.

Hmm, klingt doch schon nach Geschäftsleitung, wenn Ihr mich fragt.

Autor: ADS (Gast)
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Stimmt, wqeqwe-
jetzt kommt mir das auch bekannt vor!

Autor: Sven H. (dsb_sven)
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Wenn man den Schalter wieder öffnet, fließt schlagartig kein Strom mehr. 
Wo hin auch? Genau genommen entsteht eine Spannungsspitze mit unendlich 
hoher Amplitude (Ideale Komponenten bedeutet in diesem Fall auch, dass 
das Ausschalten innerhalb von 0s geschieht) womit ein unendlich hoher 
Strom über irgend einen Lichtbogen fließt, der die Spule in unendlich 
kurzer Zeit entläd.

Bei nicht indealen Komponenten steigt der Strom steil und dann immer 
schwächer (irgend eine e-Funktion), bis der maximale Strom, der durch 
die Innenwiderstände der Komponenten gegeben ist, erreicht ist. (Genau 
genommen wird dieser Strom nie erreicht, die Kurve nähert sich immer 
mehr an)

Den (nicht existenten) Zustand der vollständigen Aufladung der Spule 
erreicht man nach 5 tau. Wobei ein tau = L/R ist.

Ich hoffe das ist alles noch richtig..

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

>>Er steigt (mit einem R) logarithmisch!

>Das halte ich aber für ein Gerücht.

Me too. Nun kann man brav ins Mathematikerforum abtrotten und dort über 
die Definition einer Exponentialfunktion diskutieren ;-)

y = a * b^x  ist eine einfache, klassische Exponentialfunktion, die sehr 
schnell sehr groß wird, Diodenkennlinie etc.

y = Imax*(1-(e^(-t*x/tau)) ist die Stromkuve der Spule in heiß 
diskutieren Fall, auch eine Exponentialfunktion, die relativ schnell 
einem endlichen Wert zustrebt, nämlich Imax

Schlaumeier ins Parlament!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Sven H. (dsb_sven)

>Wo hin auch? Genau genommen entsteht eine Spannungsspitze mit unendlich
>hoher Amplitude (Ideale Komponenten bedeutet in diesem Fall auch, dass
>das Ausschalten innerhalb von 0s geschieht) womit ein unendlich hoher
>Strom über irgend einen Lichtbogen fließt, der die Spule in unendlich
>kurzer Zeit entläd.

Niccht ganz, mein idealisierender Freund ;-)

Der STROM ist auch bei der idealen Spule + idealer Schalter ENDLICH, 
nämlich exakt genau so groß wie kurz vor dem Abschalten. Wird oft 
übersehen, da werden Zündspule und Kondensator vermischt.

>Den (nicht existenten) Zustand der vollständigen Aufladung der Spule
>erreicht man nach 5 tau. Wobei ein tau = L/R ist.

Warum nichtexistent? Nach 5 tau hat man 99,34% des Endwerts erreicht, 
nach 10 tau 99,995% etc.

MFG
Falk

Autor: Sven H. (dsb_sven)
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Falk Brunner schrieb:
>>Den (nicht existenten) Zustand der vollständigen Aufladung der Spule
>>erreicht man nach 5 tau. Wobei ein tau = L/R ist.
>
> Warum nichtexistent? Nach 5 tau hat man 99,34% des Endwerts erreicht,
> nach 10 tau 99,995% etc.

Weil man nie nie nie nie nie nie nie auf 100% kommt. Soll heißen, den 
Endwert gibt es, aber den Zustand, dass er erreicht wird nicht.

Bei dem anderen hast du wohl Recht.

Autor: theoretiker (Gast)
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und da u(t) = konst.

Autor: Zweifler II (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> y = Imax*(1-(e^(-t*x/tau)) ist die Stromkuve der Spule in heiß
> diskutieren Fall, auch eine Exponentialfunktion,..

..und seit wann bezeichnen wir eine Exponentialfunktion als linear 
anssteigend?

Autor: Vuvuzelatus (Gast)
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>i(t) = -A...

Was soll A sein?

Autor: Klaus (Gast)
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A = U

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Zweifler II (Gast)

>..und seit wann bezeichnen wir eine Exponentialfunktion als linear
>anssteigend?

Nämlich dann, wenn wir uns weit unterhalb von 1 tau bewegen. Dort 
arbeiten alle Schaltregler ;-)

MFG
Falk

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Stefan L. schrieb:
> Kein praktisch arbeitender Ingenieur wird bei dieser Angabe mit idealen
> Komponenten rechnen.
Doch, lustigerweise ist es am einfachsten, erst mal von idealen 
Komponenten auszugehen. Und wenn die neu ausgedachte Schaltung dann 
theoretisch funktioniert, dann kann mal ein Widerstand mit rein gedacht 
werden...

Wenn ich bei Spulen und Kondensatoren von Anfang an die 
Reihenwiderstände und die parasitären Kapazitäten und Induktivitäten mit 
reindenke, dann werde ich nie fertig. Einen Schaltregler kann ich z.B. 
sehr gut mit einer idealen Induktivität nachvollziehen (wie Falk schon 
erwähnt hat). Und wenn dann der Serienwiderstnd der Spule, die 
Streuverluste der Spule und der ESR der beteiligten Kondensatoren sowie 
ein Induktivitätsbelag der Leiterplatte mit dazukommen, dann sollte das 
Ding trotzdem grundsätzlich mal funktionieren, sonst habe ich schon ganz 
am Anfang was falsch gemacht.

Um zur ursprünglichen Frage zurückzukommen.
Mein erster Gedanke war: es ist eine Usprungsgerade!
Mein zweiter Gedanke war: wo sind die Widerstände?
Mein dritter: wer schließt den Schalter?

Und ich muß Christoph Recht geben: es gibt viel Unverständnis im 
Zusammenhang mit Spulen in elektronischen Schaltungen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Lothar Miller (lkmiller) Benutzerseite

>Und ich muß Christoph Recht geben: es gibt viel Unverständnis im
>Zusammenhang mit Spulen in elektronischen Schaltungen.

Darum sollten mehr Leute was über Transformatoren und Spulen lesen 
;-)

Autor: A. K. (prx)
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Lothar Miller schrieb:

> Und ich muß Christoph Recht geben: es gibt viel Unverständnis im
> Zusammenhang mit Spulen in elektronischen Schaltungen.

Yep, mit Kondensatoren tut man sich intuitiv leichter als mit Spulen. 
Aber ich hatte mir seit dem ersten Kontakt mit den Dingern noch im 
Physikunterricht eine Eselsbrücke gebaut: Wenn man einen Kondensator 
nimmt und die Rolle von Strom und Spannung vertauscht, dann kriegt man 
eine Induktivität.

Hier also beim Einschalten: Idealisierte Konstantstromquelle und 
Kondensator. Nirgendwo ist was Exponentielles in Sicht.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  A. K. (prx)

>Hier also: Idealisierte Konstantstromquelle und Kondensator. Nirgendwo
>ist was Exponentielles in Sicht.

Ach was, musst nur lange genug den Strom steigen lassen, dann hat auch 
die ideale Spule einen Widerstand ;-)

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Ich bin zwar weder Ingenieur noch Techniker, aber das was Du suchst
heißt: "Sprungantwort"

Diese sieht für Dein Beispiel so aus wie im Anhang. Eine Formel dafür
habe ich aber nicht im Kopf, da müßte man wieder den alten Differential-
rechnungskram anbei zerren.
;-)
MfG Paul

Autor: Tobi (Gast)
Datum:

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Da keine Konvergenz für t-> oo gibts die Schaltung für mich nicht...
Ist doch ganz einfach ^^

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Paul Baumann (Gast)

>Ich bin zwar weder Ingenieur noch Techniker,

Stimmt, du bist Haus- Hof und Forendichter.

>aber das was Du suchst heißt: "Sprungantwort"

Ein Troll der sucht die Sprungantwort
Paul kennt sie gut und hilf sofort
Doch ohne Mathe, Gott sei Dank
die liegt schon lang verstaubt im Schrank

;-)

Autor: Fabian Hoemcke (Firma: Technische Universität Berlin) (brein)
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Fabian Hoemcke schrieb:
> Naja, mal ganz ehrlich, ich hätte eine Wurzelfunktion vermutet. Einfach
> nur durchs Überlegen.
>
> Wieso steigt der Strom (bei idealen Komponenten)linear?

Schade das ich keine Antwort bekam.
War aber auch zu vermuten bei so vielen Antworten auf einmal.

Oder liegt es daran, dass ich von einer Wurzelfunktion aus ging und man 
sich dabei einfach zu schade war, darauf auch noch zu antworten?

Immerhin hatte ich ja rech behalten.
Auch wenn ich mich vielleicht unglücklich ausgedrückt habe, so verläuft 
doch eine Wurzelfunktion eher wie oben beschrieben als es eine 
Exponentialfunktion tut. Wenn beide in gewisser Maßen auch das gleiche 
sind.

Eine Wurzelfunktion steigt schnell an und nähert sich dann immer 
langsamer, asymtotisch einen bestimmten Wert.

Jedoch las ich hier nicht einmal den Begriff Wurzelfunktion.
Bin ich auf dem Holzweg?

Und wieso geht man bei idealen Komponenten von einer linearen Steigung 
aus?
Klar dass die Innenwiderstände fehlen, aber es ist mir dennoch nicht 
ersichtlich.

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Und wo sind jetzt die vermeintlichen Fragen?

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Fabian Hoemcke schrieb:
> Eine Wurzelfunktion steigt schnell an und nähert sich dann immer
> langsamer, asymtotisch einen bestimmten Wert.

Welcher Wert soll das sein? Die Wurzelfunktion hat keinen Grenzwert.

http://www.wolframalpha.com/input/?i=limit%28sqrt%28x%29%29

> Jedoch las ich hier nicht einmal den Begriff Wurzelfunktion.
> Bin ich auf dem Holzweg?
Jau.

> Und wieso geht man bei idealen Komponenten von einer linearen Steigung
> aus?
> Klar dass die Innenwiderstände fehlen, aber es ist mir dennoch nicht
> ersichtlich.

Die Kurve ist linear, ich glaube "lineare Steigung" ist sogar Unsinn zu 
sagen. Die Steigung ist konstant.

U = L*di/dt -> I = 1/L * Integral(U) + C. Die Spannung ist ab dem 
Zeitpunkt 0 konstant (z.B. 1V). Wenn du jetzt die Stammfunktion von 1 
(Integrand x) bildest, kommt eben x heraus. Und das ist eine Gerade, 
dessen Steigung 1/L ist.

Autor: Oliver Ju. (skriptkiddy)
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Fabian Hoemcke schrieb:
> Immerhin hatte ich ja rech behalten.
> Auch wenn ich mich vielleicht unglücklich ausgedrückt habe, so verläuft
> doch eine Wurzelfunktion eher wie oben beschrieben als es eine
> Exponentialfunktion tut. Wenn beide in gewisser Maßen auch das gleiche
> sind.

plotte mal die funktion:
(1-exp(-x))

Autor: A. K. (prx)
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Fabian Hoemcke schrieb:

> Und wieso geht man bei idealen Komponenten von einer linearen Steigung
> aus?

Weniger mathematisch als bei Simon, eher physikalisch betrachtet:

Steigt der Strom in einer Spule, dann wird das Feld der Stromänderung 
folgend weiter aufgebaut und diese Änderung induziert wiederum eine dem 
Feld/Stromanstieg proportionale Gegenspannung. Die idealisierte 
Schaltung kann naturgemäss nur funktionieren, wenn diese induzierte 
Gegenspannung exakt gleich der angelegten Spannung ist. Daraus ergibt 
sich, dass diese Stromänderung permanent erhalten bleiben muss und der 
Betrag von der angelegten Spannung abhängt.

Weder Wurzel noch Ast in Sicht.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Skript Kiddy schrieb:
> Fabian Hoemcke schrieb:
>> Immerhin hatte ich ja rech behalten.
>> Auch wenn ich mich vielleicht unglücklich ausgedrückt habe, so verläuft
>> doch eine Wurzelfunktion eher wie oben beschrieben als es eine
>> Exponentialfunktion tut. Wenn beide in gewisser Maßen auch das gleiche
>> sind.
>
> plotte mal die funktion:
> (1-exp(-x))

@Fabian:
Das ist dann die Lösung für eine L-R oder R-C Kombination. Also die 
nichtideale Spule (bzw. Kondensator).

Die hat nämlich einen Grenzwert (1 in diesem Falle). Da für x -> der 
Term exp(-x) = 1/exp(x) gegen Null geht und nur noch die 1 stehen 
bleibt.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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A. K. schrieb:
> Fabian Hoemcke schrieb:
>
>> Und wieso geht man bei idealen Komponenten von einer linearen Steigung
>> aus?
>
> Weniger mathematisch als bei Simon, eher physikalisch betrachtet:
>
> Steigt der Strom in einer Spule, dann wird das Feld der Stromänderung
> folgend weiter aufgebaut und diese Änderung induziert wiederum eine dem
> Feld/Stromanstieg proportionale Gegenspannung. Die idealisierte
> Schaltung kann naturgemäss nur funktionieren, wenn diese induzierte
> Gegenspannung exakt gleich der angelegten Spannung ist. Daraus ergibt
> sich, dass diese Stromänderung permanent erhalten bleiben muss und der

Ich finde es interessant, wie verschieden die Menschen sind. Ich find 
die mathematische Erklärung leichter, trotzdem ist es nicht 
uninteressant sich mal andere Erklärungen anzuschauen ;-)

Autor: A. K. (prx)
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Simon K. schrieb:

> Ich finde es interessant, wie verschieden die Menschen sind.

Banal. Ich habe weder E-Technik noch Physik studiert, was mir den 
entsprechenden Formelkram weitgehend erspart hat (Informatiker lösen 
Integrale nicht, sie berechnen sie numerisch ;-). Dafür ist meine 
Beschreibung ungefähr das, was man den leidlich verständnisbegabten 
Schülern im Physikunterricht eintrichtern kann.

Autor: Fabian Hoemcke (Firma: Technische Universität Berlin) (brein)
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Wow, in weniger als 10 Minuten!
Respekt!

Leider werde ich länger brauchen, bis ich das alles mal Durchgekaut 
habe.
Aber sowas mache ich gern, wenn es dann einmal Klick gemacht hat, geht 
dann vieles leichter.

Danke für die Antworten und den ausgebliebenen Spott! ;-)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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A. K. schrieb:
> (Informatiker lösen Integrale nicht, sie berechnen sie numerisch ;-)
Ingenieure lösen Integrale auch nicht. Sie linearisieren im 
Arbeitspunkt... ;-)

Autor: Florian *.* (haribohunter)
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Wie kann man eine 50% Frage 90% falsch beantworten?

Autor: Lafuter Z. (lafuter)
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Hmm, das ist doch ganz einfach:

Der Strom bleibt immer null, in dieser Schaltung:

a.) Weil der Schalter offen ist.

b.) Schließt jemand den Schalter, bleibt der Strom auch Null, weil
    die Batterie leer ist!

c.) Ist die Batterie nicht leer, fließt auch kein Strom, weil die
    Komponenten nicht mit leitenden Materialien verbunden sind.

d.) Ist die Batterie nicht leer, und sind die Komponenten mit
    ausreichend elektrisch leitenden Materialen verbunden, fließt
    noch immer kein Strom, weil die Spule in einem homogenen
    Magnetfeld mit einer solchen Geschwindigkeit bewegt wird, dass
    eine Spannung entgegengesetzter Polarität in gleicher Höhe
    wie die der Batterie induziert wird.

Autor: Jo O. (brause1)
Datum:

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Christoph schrieb:
> Wie verhält sich der Spulenstrom in obiger Zeichung?

Wenn man jetzt mal nachzählt, hat Christph doch recht gehabt:

Die Posts, die seine Frage "Wie verhält sich der Spulenstrom in obiger 
Zeichung? " richtig beantwortet haben sind unter 10%.

Autor: Carolin .. (Firma: ..) (carolin88)
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Kinder Kinder, ihr macht mir wirklich ab und an angst.
Wir sind hier in einem der renommiertesten Elektronikforen, und bei 
solch einer abge……..
Frage scheiden sich hier schon die Geister???
Fakt one: Christophs Frage ist mit Sicherheit nicht bescheuert, da sonst 
nicht auf eine solche Frage an EINEM Tag 70! Leute geantwortet hätten!

Wenn auch die Frage leicht latent aggressiv gestellt wurde, sollte sie 
jeder E-Tecler, der sich im 2. Lehrjahr befindet, beantworten können.
Da Christoph keine Bauteilspezifikationen genannt hat, gehen wir 
SELBSTVERSTÄNDLICH von optimalen Bedingungen aus!

Also: Die Spannung X Volt liegt an der Spule an, und treibt einen Strom 
von Y Ampere durch sie hindurch.

Die Kurve sieht nun wie folgt aus:
T lade:
Begründung: Da ideale spule hat keinen Ohmschen widerstand!

T entlade:
Die spule hat keinen Ohmschen Widerstand, und KEINEN Verbraucher!
Weder Luft, noch sonst etwas.

Hier ergibt sich nun eine philosophische frage!
Das die Amplitude gen unendlich geht wissen wir!
Der Strom jedoch, aufgrund fehlendem Widerstandes nicht!

Daher: Die Zeichnung ist praktisch richtig, theoretisch NICHT.
Theoretisch wäre der Strom bei T entlade gen 0.

Amen

Autor: Carolin .. (Firma: ..) (carolin88)
Datum:

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PS:
Christoph, ich hätte übrigens von DIR noch eine antwort, zu T lade und 
entlade!

mfg, und danke für die frage, die hier ja einiges ins rollen gebracht 
hat ;)

Autor: Jo O. (brause1)
Datum:

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Carolin .. schrieb:
> Kinder Kinder, ihr macht mir wirklich ab und an angst.

Die angehängte Zeichnung ist jetzt nicht dein Ernst. oder doch?

Autor: J.-u. G. (juwe)
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Carolin .. schrieb:
> Die Kurve sieht nun wie folgt aus:
> T lade:
> Begründung: Da ideale spule hat keinen Ohmschen widerstand!

Interessant. Und weil die Spule keinen Widerstand hat (R=0), stellt sich 
ein konstanter Strom I ein?

Carolin .. schrieb:
> T entlade:
> Die spule hat keinen Ohmschen Widerstand, und KEINEN Verbraucher!
> Weder Luft, noch sonst etwas.
>
> Hier ergibt sich nun eine philosophische frage!
> Das die Amplitude gen unendlich geht wissen wir!
> Der Strom jedoch, aufgrund fehlendem Widerstandes nicht!

Das bedeutet im Umkehrschluss, dass bei vorhandenem Widerstand der Strom 
gegen unendlich geht?

Kennst Du das Ohmsche Gesetz?

Autor: Michael H. (overthere)
Datum:

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Okay, da hier einige extremem Mist verzapfen, muss ich wohl mal 
Grundlagen vorkauen:

1. Eine Spule wird so beschrieben U = L * di/dt. (oder auch i punkt).
2. U ist konstant, da sowohl die Stromquelle als auch die Leitungen als 
vollkommen ideal angenommen werden.
3. Wir stellen nun die Gleichungen um: U/L = di/dt. Jetzt integrieren 
wir über die Zeit (auf beiden Seiten) und erhalten: (U/L)*t=I.
4. Wie schon abgesprochen erhalten wir eine Ursprungsgerade mit der 
Steigung m=(U/L).

Autor: P. M. (o-o)
Datum:

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Ich sehe eine Spannungsquelle und eine Induktivität. Ich sehe aber weder 
Innenwiderstände noch parasitäre irgendwas. Also sind sie auch nicht da. 
Ein Schaltbild hat ja genau den Zweck, das Problem präzise auf den Punkt 
zu bringen, also muss auch nichts hineininterpretiert werden.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
Datum:

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Ich sehe durchaus auch Schaltpläne, wo aber reale Bauteile eingezeichnet 
sind, also ist dein Argument nicht schlüssig.

Autor: Xeraniad X. (xeraniad)
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Wenn da nur ein L ist, dann rechne ich auch nur mit einer Induktivität. 
Wurde dazu ein R modelliert, dann kann damit auch gerechnet werden.
Die ideale Spannungsquelle wird zum Zeitpunkt t = 0s eingeschaltet:
   u(t) = Û·ε(t)  ⊶  U(s) = Û÷s (Sprungfunktion).
° Variante mit zusätzlichem ohmschem Widerstand R in Serie; Masche im 
Bildbereich:
      Û÷s = R·I(s) + s·L·I(s)
  → I(s) = Û÷L ·1÷[s·(s+R÷L)] = Û÷R ·[1÷s -1÷(s+R÷L)]
  ⊷ i(t) = Û÷R ·[1-exp(-R÷L ·t)]
  → i(t) = Û÷L ·t -Û·R÷(2·L²)·t² +Û·R²÷(6·L³)·t³ -Û·R³÷(24·L⁴)·t⁴ +...
  → lim R→0Ω i(t) = Û÷L ·t.
° Einschaltvorgang an Induktivität L ohne R: Û÷s = s·L·I(s)
   → I(s) = Û÷L ·1÷s²
  ⊷  i(t) = Û÷L ·t   (wie zuvor bereits mehrfach richtig erwähnt wurde).
° Einschaltvorgang an R-C-Serie:    Û÷s = R·I(s) + I(s)÷(s·C)
  → I(s) = Û÷R ·1÷[s+1÷(R·C)]
  ⊷  i(t) = Û÷R ·exp[-t÷(R·C)].
° Einschaltvorgang an C ohne R:     Û÷s = I(s)÷(s·C) → I(s) = C·Û
  ⊷  i(t) = C·Û·δ(t).
...

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
Datum:

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Xeraniad X. schrieb:
> Wenn da nur ein L ist, dann rechne ich auch nur mit einer Induktivität.
Mach das. Musste nur noch gucken, wo du die ideale Induktivität für 
deinen Schaltregler dann herbekommst.

Autor: M. L. (erf)
Datum:

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Wenn ich alles richtig überflogen habe, dann sind die meisten Lösungen 
für den Wechselspannungsfall dargestellt. Und mich interessiert nun 
schon die Lösung für den Gleichspannungsfall. Wenn man von einer realen 
Spule ausgeht, dann verhält sich diese beim Einschalten folgendermaßen:
Wie hier offensichtlich ist, würde eine reale Spule ein exponentiellen 
Verlauf aufweisen.

Wenn ich mir nun vorstelle, dass wir eine ideale Spule haben, dann 
bedeutet das doch, dass der Innenwiderstand R gleich 0 ist. Oder?

Wenn ich das dann nun in die obige Formel einsetze, dann müsste nach dem 
Einschalten der Strom sofort gegen Unendlich gehen, denn
 für R gleich 0.

Stimmt das?

Gruß,
erf

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

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@  M. L. (erf)

>Wenn ich mir nun vorstelle, dass wir eine ideale Spule haben, dann
>bedeutet das doch, dass der Innenwiderstand R gleich 0 ist. Oder?

Ja.

>Wenn ich das dann nun in die obige Formel einsetze, dann müsste nach dem
>Einschalten der Strom sofort gegen Unendlich gehen, denn

Ja, aber dann stimmt die Formel nicht, denn sie geht von einem R>0 aus.

>Stimmt das?

Nein. In einer idealen Spule steigt der Strom linear. In einer realen 
Spule in einem Schaltregler auch, solange bis die ohmschen Verlust einen 
nennenswerten Spannungsabfall erzeugen, dann wird es wieder 
"exponentiell".

MFG
Falk

Autor: Xeraniad X. (xeraniad)
Datum:

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Um den Grenzwert von i(t) = Û÷R ·[1-exp(-R÷L ·t)]
 für R→0Ω zu ermitteln, ist die (Taylor-)Reihendarstellung i(t) = Û÷L ·t 
-Û·R÷(2·L²)·t² +Û·R²÷(6·L³)·t³ -Û·R³÷(24·L⁴)·t⁴ +...
 geeignet. R bleibt in den Zählern aller Terme (ausser einem) übrig, 
damit bleibt für R→0Ω nur der lineare Term erhalten.

Autor: Mine Fields (Gast)
Datum:

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Hier sieht man schön den Unterschied zwischen

einem Theoretiker/Student/Professor:

P. M. schrieb:
> Ich sehe eine Spannungsquelle und eine Induktivität. Ich sehe aber weder
> Innenwiderstände noch parasitäre irgendwas. Also sind sie auch nicht da.
> Ein Schaltbild hat ja genau den Zweck, das Problem präzise auf den Punkt
> zu bringen, also muss auch nichts hineininterpretiert werden.

und einem Praktiker/praktisch arbeitenden Ingenieur:

Simon K. schrieb:
> Ich sehe durchaus auch Schaltpläne, wo aber reale Bauteile eingezeichnet
> sind, also ist dein Argument nicht schlüssig.

So wie ich es oben eben schon einmal beschrieben hat.

Autor: P. M. (o-o)
Datum:

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Simon K. schrieb:
> Ich sehe durchaus auch Schaltpläne, wo aber reale Bauteile eingezeichnet
> sind, also ist dein Argument nicht schlüssig.

Natürlich. Aber dann hast du implizite Zusatzinformationen. Du weisst 
ungefähr, welche Werte die Bauteile annehmen und mit was für 
elektrischen Signalen sie gefüttert werden. Obige Spule kann sich aber 
je nach Szenario völlig beliebig verhalten. Nur im idealen Fall kann man 
die Aufgabe eindeutig lösen.

Autor: P. M. (o-o)
Datum:

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...und zu einem guten Ingenieur gehört es mindestens, dass er die Frage 
auf den zunächst sinnvoll lösbaren Teil reduzieren kann und dann in 
einem weiteren Schritt erkennt, welche Zusatzinformationen er braucht. 
(d.h., in welche Richtung sein Modell am ehesten Grenzen berührt.)

Autor: Juri Parallelowitsch (Gast)
Datum:

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Herrlicher Tread.

Carolin .. schrieb:
> Begründung: Da ideale spule hat keinen Ohmschen widerstand!

Doch hat sie, wenn die Zeit ins Spiel kommt:

Folgender Denkfehler:

Strom als Funktion der Zeit.

Zeit bedeutet Geschwindigkeit des Ladungsflußes – in dem Fall der 
Elektronen.

Die Elektronen können sich aber nicht unendlich schnell bewegen sondern 
maximal mit Lichtgeschwindigkeit. Daher gibt es übrigens keine 
d-Funktionen.

Autor: Michael H. (michael_h45)
Datum:

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Juri Parallelowitsch schrieb:
> Herrlicher Tread.
Dass du das denkst, wundert mich kein kleines Bisschen...
Faust... Auge...

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
Datum:

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Fabian Hoemcke schrieb:
> Eine Wurzelfunktion steigt schnell an und nähert sich dann immer
> langsamer, asymtotisch einen bestimmten Wert.

Ach, dann ist y = sqrt(x) beschränkt?

Du bist ein Kandidat für die Fields-Medaille

Autor: Fabian Hoemcke (Firma: Technische Universität Berlin) (brein)
Datum:

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Danke dir! Kannst du gleich wieder löschen!

Autor: Xeraniad X. (xeraniad)
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Juri Parallelowitsch schrieb:
> Die Elektronen können sich aber nicht unendlich schnell bewegen sondern
> maximal mit Lichtgeschwindigkeit.
Denkfehler oder Lücke? Ideale Quellen, Widerstände (R), Kapazitäten (C), 
Induktivitäten (L) etc. werden als (räumlich) konzentrierte Elemente 
(http://en.wikipedia.org/wiki/Lumped_element_model) betrachtet, 
ausdehnungslos, analog z. B. "Massenpunkt". Es sind Abstraktionen. 
Niemand behauptet, dies existiere in der Realität.

Autor: Juri Parallelowitsch (Gast)
Datum:

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Xeraniad X. schrieb:
> Ideale Quellen, Widerstände (R), Kapazitäten (C),
> Induktivitäten (L) etc. werden als (räumlich) konzentrierte Elemente
> (http://en.wikipedia.org/wiki/Lumped_element_model) betrachtet,
> ausdehnungslos, analog z. B. "Massenpunkt".

Das ist mir bekannt - ich habe sehr viel mit Modellbildung zu tun.

Aber ein Modell welches eine höhere v als c annimmt und damit zu 
d-Funktionen führt, ist unsinnig.

Wozu sollte ein solches (falsches) Modell nützlich sein?

Autor: Иван S. (ivan)
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Ungefähr so wird's wohl real ausschaun. Und ja, ich bin nicht besonders 
Fitt mit der Kurvenfunktion von mspaint!

Autor: U. B. (pasewalker)
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> Ungefähr so wird's wohl real ausschaun.

Dann geht wohl die Batterie in die Knie und/oder die Spule
wird heiss ...

Autor: Иван S. (ivan)
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U. B. schrieb:
>> Ungefähr so wird's wohl real ausschaun.
>
> die Spule wird heiss ...

100 Punkte! ;-)

Autor: Juri Parallelowitsch (Gast)
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Иван S. schrieb:
> Ungefähr so wird's wohl real ausschaun. Und ja, ich bin nicht besonders
> Fitt mit der Kurvenfunktion von mspaint!

Wieso sollte der Stomfluß nach einem Maximum wieder geringer werden?

Aus meiner Sicht sieht die Funktion so aus:

Der Strom steigt quadratisch weil sich der mögliche Stromfluß 
proportional zur Fläche verhält – ein zweidimmensionales Problem.
Bei angenommenem R=0 und nur dem virtuellem R welches durch die 
Geschwindigkeit des Ladungsflußes begrenzt ist.
(Merke R=0 ist eine Division durch 0 und damit unmöglich)

Der Schalter ändert seinen ohmschen Widerstand von (quasi) unendlich auf 
(quasi) Null mit maximal Lichtgeschwindigkeit. Die Fläche nimmt 
quadratisch mit der Zeit zu – Schaltvorgang idealisiert äquidistant 
angenommen.
Daher ist der erste Teil der Funktion quadratisch.

Bis zu dem Punkt wo der Ladungsfluß selbst durch die 
Lichtgeschwindigkeit begrenzt wird – ab dem Punkt ist die Funktion 
konstant.

Bei aller Idealisierung reden wir hier ja von einem Modell des 
Ladungsflußes.
Und Zeit ist eben nicht frei von Geschwindigkeit der Ladung, die den 
Strom definiert.

Es ist ein Unterschied ob ich ein Modell habe was das berücksichtigt 
oder nicht.
Gedankenexperiment: Die Spule ist ein Kurzschluß. Damit ist es 
interessant ob ich ein Modell habe welches eine d-Funktion vorhersagt, 
also bei t0+1ns bereits 1E7 (oder unendlich) A habe (was ich gar nicht 
handhaben kann) – oder mein Modell ist richtig und sagt:

t0+1ms = 1 A
t0+2ms = 5 A

usw.

Womit das Modell brauchbar ist für Vorhersagen um Schaltvorgänge 
beherrschbar zu machen.

Wer das mit dem R~=0 anzweifelt für eine Modellbildung den verweise ich 
auf den 3.Hauptsatz der Thermodynamik – einfach mal drüber nachdenken – 
durchaus auch Monate.

Autor: R. M. (exp)
Datum:
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mupad sagt: siehe Anhang

Autor: Juri Parallelowitsch (Gast)
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R. M. schrieb:
> mupad sagt: siehe Anhang

R(t), L(t);

bitte in das Modell einbauen -
sonst ist es E-Technik 1. Sem. und geht für einen Bätschler Fh gerade 
durch..

Autor: R. M. (exp)
Datum:

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Diese Antwort bezieht sich nicht auf Dein Modell,
sondern auf die ursprüngliche Frage des Thread Openers

... und es ist E-Technik des 1. Semesters.

mit freundlichen Grüssen
R.M.

Autor: Thomas B. (detritus)
Datum:

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Juri Parallelowitsch schrieb:
> Bätschler

So schreibt man das nicht.

Autor: Xeraniad X. (xeraniad)
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Juri Gagatrollowitsch schrieb:
> R(t), L(t)http://de.wikipedia.org/wiki/Variation_der_Konstanten
Herrlich, einfach Kult, dieser Fred.

Autor: Thilo M. (Gast)
Datum:

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Thomas B. schrieb:
> Juri Parallelowitsch schrieb:
>> Bätschler
>
> So schreibt man das nicht.

Genau!
Das muss 'Bätscheler' heißen!
                ^
:-)

Autor: Florian *.* (haribohunter)
Datum:

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Liebe Bitches und Bätschelers ....

Autor: Thomas B. (detritus)
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Thilo M. schrieb:
> Thomas B. schrieb:
>> Juri Parallelowitsch schrieb:
>>> Bätschler
>>
>> So schreibt man das nicht.
>
> Genau!
> Das muss 'Bätscheler' heißen!
>                 ^
> :-)

Ihr mit euren veralteten Trödel-Abschlüssen habt doch nur Angst, dass in 
Zukunft jeder nur noch die neuen, den Anforderungen der modernen 
Arbeitswelt durch dringend notwendige Reformen bestens gewachsenen 
Absolventen der Bologna-Abschlüsse einstellen will und sich keiner mehr 
erinnert, was dieses komische Dipl-Ding vor eurem Namen eigentlich 
bedeuten soll...

;-)

Autor: Christoph H. (mc-entwickler)
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Bevor es jetzt ganz in das Für und Wider des Batcheler Abschlusses 
abtriftet, hier eine kleine Anregung für die Freunde der 
Laplace-Transformation:

Möchtet Ihr nicht auch den Schalter mal bei t ungleich 0 zu schließen 
oder vielleicht sogar wieder öffnen?

Autor: Juri Parallelowitsch (Gast)
Datum:

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Thomas B. schrieb:
> bestens gewachsenen
> Absolventen der Bologna-Abschlüsse einstellen will und sich keiner mehr
> erinnert, was dieses komische Dipl-Ding vor eurem Namen eigentlich
> bedeuten soll...

Das dürfte aber 20 - 25 Jahre dauern.

Aus meiner Sicht führt das nur zu einer Titelinflation (Damit hat man 
unserem Bildungssystem einen Bärendienst erwiesen), da man jetzt 
praktisch den Master machen muss um als vollwertiger Dipl.-Ing. 
anerkannt zu werden.

Autor: Christoph H. (mc-entwickler)
Datum:

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>Xeraniad X. schrieb:
> Wenn da nur ein L ist, dann rechne ich auch nur mit einer Induktivität.
> Simon K
>Mach das. Musste nur noch gucken, wo du die ideale Induktivität für
>deinen Schaltregler dann herbekommst.

Die Frage nach der Praxisrelevanz einer Aufgabe ist immer berechtigt. 
Vielleicht ist es ganz nützlich, den Fall mal an einem realen Beispiel 
durch zu rechnen.

Nehmen wir an, wir möchten einen Step-Up-Converter bauen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Aufw%C3%A4rtswandler
Diese Schaltung passt ziemlich gut zur Aufgabe in diesem Thread.

Wir wollen dazu eine Speicherdrossel von www.reichelt.de verwenden:
L-PISM 33µ :: SMD-Power-Induktivität, PISM, Ferrit, 33µ
Mit folgenden Daten
• DCR max.: 100 mOhm
• Rated DC I: 2,1 A

Zur Übung kann man jetzt die Stromverläufe ( linear und exponentiell ) 
für den sinnvollen Betrieb der Spule bis 2A berechnen und aufzeichnen.
Alternativ kann man die Schaltung auch ganz einfach mit LT-Spice 
http://www.linear.com/designtools/software/switchercad.jsp
simulieren, dann spart man sich das zeichnen. An alle Anfänger: keine 
Angst vor LT-Spice, es ist ziemlich einfach zu bedienen. Es lohnt sich, 
das Tool mal auszuprobieren, weil man damit sehr gut eigene Schaltungen 
simulieren kann.

Autor: Juri Parallelowitsch (Gast)
Datum:

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Christoph H. schrieb:
> Möchtet Ihr nicht auch den Schalter mal bei t ungleich 0 zu schließen
> oder vielleicht sogar wieder öffnen?

Genau das ist der Ansatz bei meiner Betrachtung, da ein Schaltvorgang 
nicht mit dt=0 erfolgen kann, ist ein Modell welches daraus abgeleitet 
wird nutzlos. Division durch Null - unsinnig.

Die Null ist eine Erfindung der Inder die ausserhalb der Mathematik, 
also in der Realität nicht existiert. Daher existiert sie übrigens auch 
in der Mathematik nicht, da unser Universum mathematisch ist.

In einem formalen System kann ich natürlich x=0 hinschreiben und damit 
Grenzwertbetrachtungen machen. Aber allein bei 1/0 = 2/0 = unendlich 
wird die Unsinnigkeit offensichtlich.

Xeraniad X. schrieb:
> Juri Gagatrollowitsch schrieb:
>> R(t), L(t)
> → http://de.wikipedia.org/wiki/Variation_der_Konstanten
> Herrlich, einfach Kult, dieser Fred.

Was soll ich jetzt von einem Wickilink halten?
Das was ich unterichte geht eben über das all das was jeder kennt 
hinaus.
Weiterdenken ist notwendig, nicht auswendiglernen von Formeln und 
Prinzipien.

Autor: Иван S. (ivan)
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Juri Parallelowitsch schrieb:
> Die Null ist eine Erfindung der Inder die ausserhalb der Mathematik,
> also in der Realität nicht existiert.

Ach, ihr Theoretiker verblüfft mich doch stets auf's Neue. Ich, als 
pensionierter Praktiker, dessen höchste Schulbildung im Abschluß der 
Hauptschule zu finden ist, kann die Existenz der Null instantan gleich 
doppelt beweisen:

a) Ich öffne meine Geldbörse.
b) Ich lese am Kontoauszug nach.

QED.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
Datum:

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Juri Parallelowitsch schrieb:
> Herrlicher Tread.

Ich habe gerade etwas in diesem Thread geschmökert und muss sagen: Ja,
du hast recht :)

Und dazu tragen vor allem deine Beiträge zu einem nicht unerheblichen
Maß bei, wie z.B. diese hier:

Juri Parallelowitsch schrieb:
> Aus meiner Sicht sieht die Funktion so aus:
>
> Der Strom steigt quadratisch weil sich der mögliche Stromfluß
> proportional zur Fläche verhält – ein zweidimmensionales Problem.
> Bei angenommenem R=0 und nur dem virtuellem R welches durch die
> Geschwindigkeit des Ladungsflußes begrenzt ist.
> (Merke R=0 ist eine Division durch 0 und damit unmöglich)
>
> Der Schalter ändert seinen ohmschen Widerstand von (quasi) unendlich auf
> (quasi) Null mit maximal Lichtgeschwindigkeit. Die Fläche nimmt
> quadratisch mit der Zeit zu – Schaltvorgang idealisiert äquidistant
> angenommen.
> Daher ist der erste Teil der Funktion quadratisch.
>
> Bis zu dem Punkt wo der Ladungsfluß selbst durch die
> Lichtgeschwindigkeit begrenzt wird – ab dem Punkt ist die Funktion
> konstant.

Juri Parallelowitsch schrieb:
> Die Null ist eine Erfindung der Inder die ausserhalb der Mathematik,
> also in der Realität nicht existiert. Daher existiert sie übrigens auch
> in der Mathematik nicht, da unser Universum mathematisch ist.


> Das was ich unterichte geht eben über das all das was jeder kennt
> hinaus.

Das kann man mit Fug und Recht behaupten. Hoffentlich lesen das keine
Schüler und Studenten :D

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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@Yalu: Dann ist das also nicht nur mir komisch vorgekommen ;-)

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Christoph,

> bei der Beschäftigung mit den Grundlagen der E-Technik bin ich auf
> folgende interessante Frage gestoßen:
>
> Wie verhält sich der Spulenstrom in obiger Zeichung?
>
> Es sieht einfach aus, aber ich habe festgestellt, das ca. 90% der
> Elektrotechniker diese Frage nicht oder falsch beantworten können.
>
> Könnt Ihr die Frage beantworten? Bitte die ersten 3 Antworten nur mit ja
> oder nein antworten. Danach vielleicht die Lösung.

Meiner Erfahrung nach bereitet eine solche Frage einem E-Techniker nicht 
besonders viel Kopfzerbrechen.

Eine kleine Gegenfrage für Dich: Was ist richtig?

Die Spannung in der Spule (d. h. das Integral über das E-Feld entlang 
des Weges im Inneren des Spulendrahtes von Klemme A zu Klemme B) ist 
nach dem Zuschalten der Spannungsquelle bei idealtypischer Betrachtung:

a) gleich Null  (Ohmsches Gesetz mit R=0)
b) gleich U     (Kirchhoffsche Maschenregel)

Erwünscht ist zusätzlich eine Begründung, weshalb die verworfene Antwort 
falsch ist.


Gruß,
  Michael

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Ich mein ich bin ja jetzt schon ne Zeit lang dabei. Hab noch kein Forum 
erlebt, wo Trolle so aktiv gefuettert werden wie hier ;) Naja immer 
wieder nen guter TV-Ersatz wenn's um Unterhaltung geht :P

Autor: Christoph H. (mc-entwickler)
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Autor: Carolin .. (Firma: ..) (carolin88)
>Kinder Kinder, ihr macht mir wirklich ab und an angst.
>Wir sind hier in einem der renommiertesten Elektronikforen, und bei
>solch einer abge……..
>Frage scheiden sich hier schon die Geister???
>Fakt one: Christophs Frage ist mit Sicherheit nicht bescheuert, da sonst
>nicht auf eine solche Frage an EINEM Tag 70! Leute geantwortet hätten!

Hallo Carolin,
vielen Dank für Deine Klarstellung.
Oben im Bild habe ich mal eine mögliche Lösung dargestellt. Wichtig war 
mir die Erkenntnis, dass der Strom linear und nicht exponentiell 
ansteigt.

Gute Beiträge zur Klärung haben
theoretiker, A. K. (prx),Michael H. (overthere),Xeraniad X. (xeraniad)
geliefert.

Michael Lenz (hochbett)
>Eine kleine Gegenfrage für Dich: Was ist richtig?
>Die Spannung in der Spule (d. h. das Integral über das E-Feld entlang
>des Weges im Inneren des Spulendrahtes von Klemme A zu Klemme B) ist
>nach dem Zuschalten der Spannungsquelle bei idealtypischer Betrachtung:
>a) gleich Null  (Ohmsches Gesetz mit R=0)
>b) gleich U     (Kirchhoffsche Maschenregel)
>Erwünscht ist zusätzlich eine Begründung, weshalb die verworfene Antwort
>falsch ist.

Einen guten Hinweis für Dein Problem findest Du in einem Kommentar von
Juri Parallelowitsch (Firma: DIS CORP.) (thinktank)
>Herrlicher Tread.
>Carolin .. schrieb:
>> Begründung: Da ideale spule hat keinen Ohmschen widerstand!
> Doch hat sie, wenn die Zeit ins Spiel kommt:

Autor: Иван S. (ivan)
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Christoph H. schrieb:
> Wichtig war mir die Erkenntnis, dass der Strom linear und nicht
> exponentiell ansteigt.
>>> Begründung: Da ideale spule hat keinen Ohmschen widerstand!

Richtig ist 
http://www.mikrocontroller.net/attachment/90190/sp...

Begründung: Die Spule ist real und wird daher warm.

Autor: Christoph H. (mc-entwickler)
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Hallo ivan,

Deine Lösung finde ich ziemlich kreativ. Es wäre auf jeden Fall mal 
interessant, einen Versuchsaufbau zu machen, mit dem man Dein Ergebnis 
messen kann. Eventuell ließe sich da ja was finden.

Für die Eingangs gestellte Frage würde ich die Lösung als falsch 
bezeichnen, weil dort ja eine Spule eingezeichnet ist und hier gilt das 
von P.M. (o-o) in diesem Thread geschriebene

>Ich sehe eine Spannungsquelle und eine Induktivität. Ich sehe aber weder
>Innenwiderstände noch parasitäre irgendwas. Also sind sie auch nicht da.
>Ein Schaltbild hat ja genau den Zweck, das Problem präzise auf den Punkt
>zu bringen, also muss auch nichts hineininterpretiert werden.

Deshalb müsste man rein formal Deine Antwort als falsch bewerten, obwohl 
Du natürlich schon wesentlich weiter gedacht hast.

Autor: A. K. (prx)
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Christoph H. schrieb:

> Es wäre auf jeden Fall mal interessant, einen Versuchsaufbau zu machen,

Aber bitte mit idealen Bauteilen! Denn nur so werden wir wohl jemals 
erfahren, was damit beim Abschalten wirklich passiert. Die mathematische 
Seite ist ja in der idealisierten Form etwas unbefriedigend. ;-)

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Christoph H. schrieb:
> Autor: Carolin .. (Firma: ..) (carolin88)
>>Kinder Kinder, ihr macht mir wirklich ab und an angst.
>>Wir sind hier in einem der renommiertesten Elektronikforen, und bei
>>solch einer abge……..
>>Frage scheiden sich hier schon die Geister???
>>Fakt one: Christophs Frage ist mit Sicherheit nicht bescheuert, da sonst
>>nicht auf eine solche Frage an EINEM Tag 70! Leute geantwortet hätten!
>
> Hallo Carolin,
> vielen Dank für Deine Klarstellung.
> Oben im Bild habe ich mal eine mögliche Lösung dargestellt. Wichtig war
> mir die Erkenntnis, dass der Strom linear und nicht exponentiell
> ansteigt.

Ich vermute mal, dass du der Christoph bist, der den Thread gestartet 
hast. Da du ja dort schon relativ spitzfindig warst, würde ich dir gerne 
mitteilen, dass bei dir keine Werte (z.B. wo t=0 ist) auf der Zeitachse 
eingezeichnet ist und deswegen die Lösung auch nicht das Wahre vom Ei 
sein kann.

Autor: Jo O. (brause1)
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Simon K. schrieb:
> Da du ja dort schon relativ spitzfindig warst, würde ich dir gerne
> mitteilen, dass bei dir keine Werte (z.B. wo t=0 ist) auf der Zeitachse
> eingezeichnet ist und deswegen die Lösung auch

Warum soll das spitzfindig sein?
- Jemand der Funktionsweise der Schaltung verstanden hat ist auch in der 
Lage den Punkt allgemein anzugeben.
- Jemand der es nicht wusste und die Gleichung aufgestellt und gelöst 
hat kommt halt auf ne Geradengleichung bei der der Schnittpunkt mit der 
t-Achse unbestimmt ist. Auch hier ist die Lösung dann Eindeutig mit nem 
t0 angegebbar

- Jemand der zu beidem nicht in der Lage ist weint, dass die Frage 
ungerecht ist und findet Gründe warum er es gar nicht wissen konnte.

Selbst wenn ein R eingezeichnet gewwesen wäre, dann wäre es ja wohl ein 
Fehler die Lösung nicht auch für R=0 anzugeben.
Übrigens gibts inzwischen Supraleiter die haben tatsächlich keinen 
ohmschen Widerstand.

Mir ist völlig schleierhaft, warum hier Leute über diese doch eigentlich 
völlig triviale Frage weinen. Wenn das alles Elekltrotechniker sind, 
kommen mir langsam die Tränen .....

Autor: A. K. (prx)
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Jo O. schrieb:

> Übrigens gibts inzwischen Supraleiter die haben tatsächlich keinen
> ohmschen Widerstand.

In diesem Fall aber nicht lang. Jenseits einer bestimmten Feldstärke ist 
nämlich schlagartig Schluss damit.

Autor: Jo O. (brause1)
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A. K. schrieb:
> Jo O. schrieb:
>
>> Übrigens gibts inzwischen Supraleiter die haben tatsächlich keinen
>> ohmschen Widerstand.
>
> In diesem Fall aber nicht lang. Jenseits einer bestimmten Feldstärke ist
> nämlich schlagartig Schluss damit.

Nicht lange? Ist ne Frage was lang ist. Ich war vor gefühlten 50 Jahren 
mal in nem Lehrstuhl zu Besuch die son Ding hatten. Wenn ich mich recht 
entsinne ezählte der Laborfuzzi was von: Wir brauchen ne Woche um das 
Teil auf Touren zu bringen.

p.s. Das Teil war aber deutlich größer als ich, in der Höhe und im 
Durchmesser.

Autor: Иван S. (ivan)
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Jo O. schrieb:
> A. K. schrieb:
>> Jo O. schrieb:
>>
>>> Übrigens gibts inzwischen Supraleiter die haben tatsächlich keinen
>>> ohmschen Widerstand.
>>
>> In diesem Fall aber nicht lang. Jenseits einer bestimmten Feldstärke ist
>> nämlich schlagartig Schluss damit.
>
> Nicht lange? Ist ne Frage was lang ist. Ich war vor gefühlten 50 Jahren
> mal in nem Lehrstuhl zu Besuch die son Ding hatten. Wenn ich mich recht
> entsinne ezählte der Laborfuzzi was von: Wir brauchen ne Woche um das
> Teil auf Touren zu bringen.

Darum geht's nicht. Da Du ja so sehr auf ideale Bauteile fixiert bist, 
hast du dementsprechend anscheined ja auch die nötige Energiequelle, 
welche beliebige Stromstärken zu liefern vermag.

Dadurch erreicht dein Supraleiter jedoch schnell die kritische 
Feldsterke, deine supraleitende Spule wird quenchen, im schlimmsten Fall 
fliegt Dir dabei Deine Kühlung um die Ohren.

Auf jeden Fall kommst Du so oder so wieder in den ohmschen Bereich, 
Supraleiter hin oder her.

Gruß, Iwan

Autor: Christoph H. (mc-entwickler)
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Autor: A. K. (prx)
>Christoph H. schrieb:
>> Es wäre auf jeden Fall mal interessant, einen Versuchsaufbau zu machen,
>Aber bitte mit idealen Bauteilen! Denn nur so werden wir wohl jemals
>erfahren, was damit beim Abschalten wirklich passiert. Die mathematische
>Seite ist ja in der idealisierten Form etwas unbefriedigend. ;-)

Ja, auf der theoretischen Seite tatsächlich ein wenig ein Problem:

"Wird der Schalter geöffnet, ist zumindest auf der Theorie-Seite der 
Strom im Stromkreisgleich Null.
Nach der Spulengleichung ist der Strom allerdings ungleich 0. Das ist 
ein Widersrpruch. Ich schlage für diesen Fall die selbe Lösung wie in 
der Mathematik für 1/x mit x=0 vor: Der Fall ist nicht definiert und die 
Rechnung wird abgebrochen."

Die Zeichnung von Carolin hat mich auf die Idee gebracht, mal zu 
versuchen, die Schaltung so zu erweitern, dass tatsächlich Ihr Diagramm 
entsteht.
Das Ziel ist also, die Steigung so groß werden zu lassen, dass man sie 
im Diagramm nicht mehr erkennen kann.

Oben könnt Ihr das Ergebnis sehen. Vielleicht bekommt es jemand von euch 
noch besser hin. Zur Simulation habe ich LT-Spice verwendet.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Christoph H. schrieb:
> Die Zeichnung von Carolin hat mich auf die Idee gebracht, mal zu
> versuchen, die Schaltung so zu erweitern, dass tatsächlich Ihr Diagramm
> entsteht.
> Das Ziel ist also, die Steigung so groß werden zu lassen, dass man sie
> im Diagramm nicht mehr erkennen kann.
>
> Oben könnt Ihr das Ergebnis sehen. Vielleicht bekommt es jemand von euch
> noch besser hin. Zur Simulation habe ich LT-Spice verwendet.

Äh, das ist jetzt nicht dein Ernst oder? Oder ich missverstehe dich 
gerade.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Christoph,

> "Wird der Schalter geöffnet, ist zumindest auf der Theorie-Seite der
> Strom im Stromkreisgleich Null.
Das kommt darauf an, wie stark Du modellierst. Bei einer 
feldtheoretischen Betrachtung laden sich parasitäre Kapazitäten auf, d. 
h. es fließt weiterhin ein (Verschiebungs-)strom im Stromkreis ...

> Nach der Spulengleichung ist der Strom allerdings ungleich 0. Das ist
> ein Widersrpruch.
... was den scheinbaren Widerspruch aufklärt.

Gruß,
  Michael

Autor: Wolfgang Bengfort (et-tutorials) Benutzerseite
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Hallo Christoph (und natürlich alle anderen auch),

ich habe Deine Anregung heute morgen einmal umgesetzt und ein schnelles 
Video zur Induktivität, der Versorgung mit ansteigendem Strom und dem 
direkten Anschluss an eine Spannunsgquelle umgesetzt.

http://et-tutorials.de/9733/was-ist-eine-induktivitaet/

Ich habe versucht auf viel Mathematik zu verzichten und hoffe, dass 
dieses Video auch den Anfängern weiterhilft.

Autor: Icke ®. (49636b65)
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Wolfgang Bengfort schrieb:
> ich habe Deine Anregung heute morgen einmal umgesetzt und ein schnelles
> Video zur Induktivität, der Versorgung mit ansteigendem Strom und dem
> direkten Anschluss an eine Spannunsgquelle umgesetzt.

Schnell ist relativ, hat immerhin 4 Jahre gedauert...

Autor: Wolfgang Bengfort (et-tutorials) Benutzerseite
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Icke ®. schrieb:
> Schnell ist relativ, hat immerhin 4 Jahre gedauert...

Die Anregung von Christoph war gestern in einem anderen Thread, in dem 
er auf diese Diskussion verwiesen hat.
Schnell bezog sich eher auf die Produktionszeit des Videos. :-)

Autor: Dennis S. (eltio)
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Icke ®. schrieb:
> Schnell ist relativ, hat immerhin 4 Jahre gedauert...
Er hat geschrieben, dass das Video schnell ist.. nicht, dass es schnell 
erstell wurde. ;-)

Autor: Icke ®. (49636b65)
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Wolfgang Bengfort schrieb:
> Die Anregung von Christoph war gestern in einem anderen Thread, in dem
> er auf diese Diskussion verwiesen hat.

Dort hast du bereits geantwortet, warum also in einem alten Thread 
nochmal? Crossposting ist deshalb verpönt, weil sich die Diskussion 
aufgabelt.

: Bearbeitet durch User
Autor: Wolfgang Bengfort (et-tutorials) Benutzerseite
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Ja sorry,
ich hatte in dem anderen Post geschrieben, weil er dort danach gefragt 
hatte.
Und hier, weil es theamzisch zu dieser Fragestellung gehört.
Du hast recht: Doppel-Posts sind eigentlich schlecht.

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