Hi,
kann mir von Euch jemand einen Tipp geben, wie ich mir vielleicht eine
Drossel vorstellen kann? Einen Kondensator kann ich ja fast 1:1 mit dem
Druckausgleichsbehälter im Heizkreislauf vergleichen, nen Widerstand R
wie die Rohrreibung.
Aber eine Induktivität (die wohl zB. durch eine Drossel gemacht wird) -
hmm. Falls mir jemand einen Tipp geben könnte, ob ich diese Induktivität
neben Kapazität und Widerstand auch mit einer Komponente aus einem
Heizkreislauf vergleichen könnte, wäre e s sehr praktisch.
Turbine mit Schwungrad.
Wenn sich die Stromstärke (Wassergeschwindigkeit) ändert widersetzt sich
die im Magnetfeld (Schwungrad) gespeicherte Energie dieser Änderung
durch den Aufbau einer Gegenspannung (eines Gegendruckes).
Eine stromlose Induktivität möchte stromlos bleiben und wird im ersten
Augenblick eine Gegensspannung aufbauen, die exakt der angelegten
Spannung entspricht. - Ein stillstehendes Schwungrad widersetzt sich
einem Anlauf mit seinem maximalen Trägheitsmoment.
Hallo Gast,
eine Drossel/Induktivität kannst Du Dir vorstellen wie ein Schaufelrad
in der Rohrleitung mit einer Schwungmasse daran.
Wenn das Schwungrad still steht und Wasserdruck (Spannung) auf die
Drossel trifft, dann fließt erst mal kein Strom (Wasser), da die
Schaufeln und das Schrungrad noch stillstehen und erst langsam in
Schwung kommen müssen. Der Strom steigt dann gleichmäßig an bis die
Geschwindigkeit des Schwungrades der Fließgeschwindigkeit des Wassers
ohne die Drossel entspricht.
Die Drossel "versucht" also den Wasserfluss [Volumen/Zeit] (==el. Strom)
konstant zu halten z.B. wenn sich in der Leitung nach der Drossel eine
Engstelle ergibt.
Gruß,
Bernd
Eine Induktivität kannst du dir z.B. als die Nachgiebigkeit einer
mechanischen Feder vorstellen. Die Federkraft ist das Produkt aus
Steifigkeit (1/Nachgiebigkeit) mal Weg, der elektrische Strom ist das
Produkt aus 1/Induktivität mal mag. Fluss.
Betrachtet man es hydraulisch, also dein Heizkreislauf, dann entspricht
die Induktivität einer Rohrleitung. Der Massenstrom ist wiederum das
Produkt aus 1/Induktivität mal Verschiebefluss. Nun ist der
Verschiebefluss in der Hydraulik nicht sehr gebräuchlich, so dass der
durch 1/Fluiddichte mal Druckintegral ersetzt werden kann.
Falk Brunner schrieb:> Siehe Spule
Leider ist der Vergleich mit einem Schwungrad im Beitrag Spule nicht
korrekt. Das Schwungrad, exakter Massenträgheitsmoment, würde in einer
elektrischen Darstellung dem Kondensator entsprechen. So wie u.a. bei
Translationsbewegungen die träge Masse dem Kondensator entspricht.
Joe G. schrieb:> Der Massenstrom ist wiederum das Produkt aus 1/Induktivität mal> Verschiebefluss. Nun ist der Verschiebefluss in der Hydraulik nicht> sehr gebräuchlich, so dass der durch 1/Fluiddichte mal Druckintegral> ersetzt werden kann.
Ja, hört sich einleuchtend an...
Ich hatte ursprünglich den Verdacht, die "Ersatzschaltung" sollte
einfacher sein als das Original.
@ Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite
>Leider ist der Vergleich mit einem Schwungrad im Beitrag Spule nicht>korrekt.
Nö, das passt schon. Kommt drauf an, welche Größe man als Potential und
welche man als Flußgröße betrachtet.
Drehmoment = Spannung, Drehzahl = Stromstärke
Lothar Miller schrieb:> Ich hatte ursprünglich den Verdacht, die "Ersatzschaltung" sollte> einfacher sein als das Original.
Ist sie auch. Alles brav ausmultipliziert und integriert ist die
hydraulische Induktivität einer zylindrischen Rohrleitung der Länge l
mit konstantem Querschnitt A: L = l/(roh*A)
Falk Brunner schrieb:> Nö, das passt schon. Kommt drauf an, welche Größe man als Potential und> welche man als Flußgröße betrachtet.>> Drehmoment = Spannung, Drehzahl = Stromstärke
Leider nicht.
Eine Spannung oder eine Potentialdifferenz wird über das Potentialfeld
der Primärgröße definiert. Die Flussgröße ist immer die zeitliche
Ableitung der Primärgröße.
elektrisch: I = dQ/dt
mechanisch: M=dL/dt (L = Drehimpuls)
Du kannst es auch aus einer anderen Sicht betrachten. Die Flussgröße
kann IMMER in einem Punkt gemessen werden, zur Messung der
Potentialdifferenz benötigt man IMMER zwei Punkte. Somit kann das
Drehmoment keine Spannung sein, genauso wie die Drehzahl keine
Stromstärke sein kann.
Die Drosselwirkung bei der Induktivität im Stromkreis entspricht bei
einer Wasserleitung die träge Masse des in der Leitung enthaltenen
Wassers.
Öffnet man schlagartig ein Ventil am Ende der Leitung, wird das Wasser
erst einmal ruhen und dann wird die Strömungsgeschwindigkeit linear
ansteigen bis der Reibungswiderstand die Geschwindigkeit begrenzt.
Auch die "Spannungsüberhöhung" wie bei einer Induktivität gibt es. Bei
plötzlicher Hemmung durch ein schlagartig schließendes Ventil kann es
zum sogenannten "Wasserschlag" kommen, einer impulsartigen extremen
Druckerhöhung weil die gesamte Wassermenge in der Leitung plötzlich zum
Stehen gebracht werden muss bzw.auf das plötzlich geschlossene Ventil
prallt.
Ich finde die Analogie zum Schaufelrad mit Schwungmasse schon passsend.
Statt Wasser sollte man aber ein kompressibles Fluid wählen.
Die Stromstärke entspricht dann dem Volumenstrom und die
Potentialdifferenz der Druckdifferenz.
Ganz einfach: die Entsprechung einer Induktivität ist passenderweise
eine sehr lange (von mir aus gewundene) Leitung, die Trägheit des
Wassers übernimmt den Rest: der Wasserstrom ändert seine Geschwindigkeit
nur widerwillig, nachdem die Trägheit überwunden ist, hat die lamge
Leitung keinen Effekt mehr (außer der Reibung, welche dem parasitären
Widerstand entspricht), versucht man den Wasserfluss plötzlich zu
unterbrechen, erhält man eine Drucküberhöhung, die bis zur Zerstörung
führen kann.
Ist in diesem Forum auch etwas Niveau erlaubt?
Drossel:
1 - Eine Vogelfamilie wird lautmalerisch so benannt.
2 - Kehle, Gurgel, Luftröhre im Mittelhochdeutschen.
2.1 - Erdrosseln = Die Luftröhre zudrücken.
2.1.1 - Technisch: Dampf-, Gaszufuhr vermindern
2.1.2 - E-technisch: Stromanstieg vermindern,
oder einen Würgedraht (Spule)
wickeln???
Das hilft dem TO nicht weiter, würde mich aber auch interessieren.
Die Analogie mit dem Schaufelrad + Schwungmasse scheint mir am
plausibelsten.
Drossel/Induktivität schrieb:> Hi,>> kann mir von Euch jemand einen Tipp geben, wie ich mir vielleicht eine> Drossel vorstellen kann? Einen Kondensator kann ich ja fast 1:1 mit dem> Druckausgleichsbehälter im Heizkreislauf vergleichen, nen Widerstand R> wie die Rohrreibung.>> Aber eine Induktivität (die wohl zB. durch eine Drossel gemacht wird) -> hmm. Falls mir jemand einen Tipp geben könnte, ob ich diese Induktivität> neben Kapazität und Widerstand auch mit einer Komponente aus einem> Heizkreislauf vergleichen könnte, wäre e s sehr praktisch.
Stell dir im Wasserrohr eine Luftblase vor.
Diese muss erst zusammengedrückt werden damit Wasser im Rohr fliesst.
Je öfter die Richtung des Wassers gewechselt wird desto mehr(öfter)
wirkt sich das Zusammendrücken- aus.
Ein Kondensator im Stromkreis sagt: alles zu mir, ich fresse alles.
Ein Widerstand im Stromkreis sagt: alles was kommt, egal was, wird
gleich behindert.
Eine Drossel im Stromkreis sagt: alles was kommt wird um einen gewissen
Betrag verzögert, vorher geht nichts/nicht viel.
Darum ist der Drosselwert Frequenzabhängig.
Kurt
Ich habe die Diskussion darüber, wie man sich eine Drossel vorstellen
kann, sehr aufmerksam verfolgt. Dabei zeichnet sich ein interessanter
Trend ab.
Während beim Kondensator meist von einem Speichermedium gesprochen wird,
beinhaltet die Erklärung einer Drossel oft den Begriff Verzögerung oder
Trägheit, oder Schwungrad. Interessant ist dabei insbesondere die
Tatsache, dass dieser Begriff beim Kondensator nicht verwendet wird,
obwohl er dort genauso für die Erklärung benutzt werden könnte.
Eine kleine Erklärung dazu.
Die Induktivität und die Kapazität sind beide Energiespeicher.
Die Induktivität ist gleich dem Quotient aus mag. Fluss und elektrischem
Strom.
Die Kapazität ist gleich dem Quotient aus elektrischer Spannung und
Ladung.
Induktivität:
Weil in unserer Vorstellungswelt der Begriff der Spannung gebräuchlicher
ist als der des mag. Flusses, ersetzen wir den Fluss durch das Integral
der Spannung. Damit sind Strom und Spannung phasenverschoben und obige
Erklärungsmodelle folgen.
Kapazität:
Weil in unserer Vorstellungswelt die Spannung und die Ladung
gebräuchlich sind, belassen wir es bei diesem Modell. Die Kapazität ist
dann ein Speicher.
Nun könnten wir jedoch auch wie bei der Induktivität argumentieren. Die
Ladung ist das Integral des Stromes. Damit sind Strom und Spannung
wiederum phasenverschoben und es dürfte das Trägheitsmodell folgen…
Was dürfen wir daraus lernen? Die Erklärungsmodelle basieren auf einer
unterschiedlichen Wahrnehmung des gleichen Sachverhaltes. Beide
Bauelemente sind einfach nur Energiespeicher. In Abhängigkeit meiner
Lieblingsbegriffe fallen die Erklärungsmodelle sehr subjektiv aus.
Hmm schrieb:> Mich würde interessieren welche Vorstellungen Ihr mit einem Memristor> verbindet.
Recht einfach, der Quotient aus mag. Fluss und elektrischer Ladung.
Sozusagen das Äquivalent zum Widerstand.
Bernie schrieb:> Die Analogie mit dem Schaufelrad + Schwungmasse scheint mir am> plausibelsten.
Lässt sich letztenendes wieder auf die Trägheit zurückführen, genau wie
die extrem lange Leitung. Der Vorteil einer langen gewundenen
Wasserleitung: Damit wird auch gleich verdeutlicht, wie durch die
Windungszahl die Induktivität beeinflusst wird. Andererseits lässt sich
durch verschiedene Schwungmassen die Trägheit ebenfalls beeinflussen,
womit wir bei den Kernmaterialen wären. Am besten wäre also wohl eine
Kombinatin aus beidem.
