Aussage aus einem Physikbuch:
"Trennt man eine stromdurchflossene Spule von der Spannungsquelle, geht
die Stromstärke nicht sofort auf null zurück, sondern der Strom fließt
noch eine Weile in derselben Richtung weiter."
Dazu ein Bild, in dem die Leistung an einem Verbraucher nach dem
Ausschalten exponentiell abklingt - wohlgemerkt bei nicht geschlossenem
Stromkreis.
Ist es nicht so, dass es beim Abschalten eine gehörige
Induktionsspannung gibt, aber wie ist es mit dem Strom? Fließt der
wirklich weiter?
@ Michael K-punkt (charles_b)
>"Trennt man eine stromdurchflossene Spule von der Spannungsquelle, geht>die Stromstärke nicht sofort auf null zurück, sondern der Strom fließt>noch eine Weile in derselben Richtung weiter."
Jo.
>Dazu ein Bild, in dem die Leistung an einem Verbraucher nach dem>Ausschalten exponentiell abklingt - wohlgemerkt bei nicht geschlossenem>Stromkreis.
Doch, der ist schon geschlossen . . .
>Ist es nicht so, dass es beim Abschalten eine gehörige>Induktionsspannung gibt,
Ja.
> aber wie ist es mit dem Strom?
Der fließt weiter, wie oben beschrieben.
> Fließt der wirklich weiter?
Sicher, über den Lichtbogen im Schalter.
MFG
Falk
Falk Brunner schrieb:>>> Fließt der wirklich weiter?>> Sicher, über den Lichtbogen im Schalter.>> MFG> Falk
Ok, wenn es den Lichtbogen gibt, zieh ich mit!
Aber Strom mit unterbrochener Leitung? Wo fließt er denn hin? Müsste
sich nicht durch die Induktionsspannung ein starkes el. Feld aufbauen,
welches tatsächlich ein paar Elektronen in die eine Richtung verfrachtet
und Elektronenmangel auf der anderen Seite erzeugt. (Draht sozusagen als
Mini-Kondensator). Aber sobald hier genug Gegenspannung da ist, sollte
das doch zum erliegen kommen. Der "Strom" wäre dann ein wenig hin und
her im Spulendraht, der zur Erwärmung desselben führt.
Michael K-punkt schrieb:> Ist es nicht so, dass es beim Abschalten eine gehörige> Induktionsspannung gibt, aber wie ist es mit dem Strom? Fließt der> wirklich weiter?
Entweder, er fließt weiter, oder es gibt eine Induktionsspannung.
MfG Klaus
Klaus schrieb:> Entweder, er fließt weiter, oder es gibt eine Induktionsspannung.
Fließt ein Strom OHNE Spannung wäre die Leistung Null. Entsteht eine
Spannung OHNE Strom wäre die Leistung Null. Damit würde die Energie in
der Spule in beiden Fällen erhalten bleiben. Da das nicht so ist, treten
IMMER Strom und Spannung paarweise auf.
Ja, immer der gleiche Kinderkram.
Erst mal ideale Bauelemente annehmen und dann damit versuchen,
physikalische Regeln zu falsifizieren.
Die Spule hat eine Kapazität und einen Widerstand.
Der Schalter hat eine Kapazität zwischen den Kontakten
Das reicht aus, um erstmal eine hohe Spannung zu erzeugen, mit schnellem
Anstieg. Dadurch sind die Kapazitäten ausreichend niederohmig.
Und schwupps haben wir einen Schwingkreis mit Verlusten, der die
gespeicherte magnetische Energie in Wärme umsetzt.
Clair Grube schrieb:> Ja, immer der gleiche Kinderkram.>> Erst mal ideale Bauelemente annehmen und dann damit versuchen,> physikalische Regeln zu falsifizieren.
Es ist so ein Schulbuch-Spagat: zum einen gilt "ohne Verbindung kein
Stromkreis und kein Strom" aus den unteren Klassen, zum anderen kommt
das Induktionskapitel VOR dem Schwingkreiskapitel. Und da wird dann halt
irgendwie durchgeeiert.
> Die Spule hat eine Kapazität und einen Widerstand.> Der Schalter hat eine Kapazität zwischen den Kontakten>> Das reicht aus, um erstmal eine hohe Spannung zu erzeugen, mit schnellem> Anstieg. Dadurch sind die Kapazitäten ausreichend niederohmig.> Und schwupps haben wir einen Schwingkreis mit Verlusten, der die> gespeicherte magnetische Energie in Wärme umsetzt.
Das finde ich jetzt eine wirklich überzeugende Antwort. Und viel besser
als die lapidare Erklärung der Strom flösse einfach "weiter".
Michael K-punkt schrieb:> Das finde ich jetzt eine wirklich überzeugende Antwort. Und viel besser> als die lapidare Erklärung der Strom flösse einfach "weiter".
Na ja: er will weiter fließen.
Ich habe das immer so verstanden: entweder man gibt dem Strom die
Möglichkeit, weiter zu fließen, z.B. über eine Freilaufdiode, oder es
entsteht eine Induktionsspannung, die höher als die bisherige Spannung
ist. Manchmal ist eine solche Spannung auch erwünscht, z.B. Step-Up
Wandler oder Zündspule.
MfG Klaus
Klaus schrieb:> Michael K-punkt schrieb:>> Das finde ich jetzt eine wirklich überzeugende Antwort. Und viel besser>> als die lapidare Erklärung der Strom flösse einfach "weiter".>> Na ja: er will weiter fließen.>> Ich habe das immer so verstanden: entweder man gibt dem Strom die> Möglichkeit, weiter zu fließen, z.B. über eine Freilaufdiode, oder es> entsteht eine Induktionsspannung, die höher als die bisherige Spannung> ist. Manchmal ist eine solche Spannung auch erwünscht, z.B. Step-Up> Wandler oder Zündspule.>> MfG Klaus
Man hat es halt beim Trennen der Zuleitungen mit einem Schwingkreis zu
tun, in dem die Energie des magn. Feldes dann nach und nach in den
resistiven Leitungen steckenbleibt als Wärme. Der Schulbuch-Punkt ist
nur der, dass der Schwingkreis erst später drankommt.
Nach dem Ausschalten fließt der Strom auch weiter, denn es hängt immer
eine noch so kleine Kapazität an der Spule welche auf 0V (oder dem
ohmschen Verlusten entprechend) geladen ist. Ob dies in folge die kleine
Kapazität auf hohe Spannug lädt und daraus ein Schwingkreis entsteht
welcher schwingt oder Asymtotisch abklingt ist eine andere Sache bzw vom
Model abhängig. Das öffnen einer Spule macht eben mit ideal modelierten
Bauelementen keinen Sinn mehr...
> Fließt der wirklich weiter?
Ja, zwangsweise, garantiert, es ist eben eine Induktivität, er lädt die
Streukapazität auf (Kapazität zwischen den Windungen, zwischen den
Anschlüssen, nach aussen, der sich gegenüberligenden Kontakte des
Schalters etc.) und wenn die Spannung dabei hoch genug steigen kann ist
um eine Isolierung (Lichtbogen im Schalter, Wicklungsisoliierung der
Spule) zu überwinden, dann fliesst sie eben dort lang.
Vergesst nicht den parasitären Widerstand der Spule, der ermöglicht
ebenfalls ein Weiterfließen des Stromes.
Bei einer Spule mit Kern entstehen beim Abmagnetisieren auch Verluste im
Kern, die den Spannungsanstieg ebenfalls begrenzen.
Vielleicht ein wenig zu allgemein:
Letztlich wird beim Abschalten die gespeicherte magnetische Energie
freigesetzt. Alle Effekte, die in der Lage sind einen Strom aufrecht zu
erhalten begrenzen die Spannungsanstiegsgeschwindigkeit.
Gehen wir von einem mechanischen Schalter aus, so hat dieser eine
endliche Öffnungsgeschwindigkeit. Beim Öffnen entsteht ein Kontaktfunke
in dem der Strom zunächst in gleicher Höhe weiter fließen kann und setzt
dabei massiv Energie in Wärme um (ionisierte Luftstrecke ist recht
niederohmig). Gleichzeitig nimmt die in der Spule gespeicherte Energie
ab und damit auch der Strom.
Ab einer bestimmten Luftstrecke / Restenergie kann der Funke nicht mehr
aufrecht erhalten bleiben und wird erlöschen. Die Spannung wird dann nur
noch kleiner oder gleich der Durchbruchspannung der Funkenstrecke
bleiben.
Die paar pF parasitäre Kapazität am Schalter werden dort trotz hoher
Spannung nicht wirklich Energie speichern. Dominanter ist da schon die
Inter-Winding Kapazität. Allerdings sehe ich nicht so richtig, warum der
Schwingkreis massiv die Energie vernichten soll.
Bild1.gif
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