Wirbelströme

Gast #3239929
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Überlege zunächst einmal, in welcher Richtung die Wirbelströme fließen: 
Sie fließen immer entgegengesetzt parallel zum erregenden Strom! Also 
würden die Wirbelströme in der Erregerspule des Trafos den Erregerstrom 
auslöschen.

Nehmen wir an, wir haben eine Spule mit 1 Ohm, einigen Henry 
Induktivität (kommt bei Netztrafos durchaus vor), und legen an diese 
jetzt 12 Volt an. Eine Nanosekunde später messen wir den Strom. Man wird 
in diesem Fall keinen Strom messen.

Jetzt wird's philosophisch: Man könnte durchaus behaupten, dass zwar ein 
Strom von 12 Ampere fließt, gleichzeitig aber ein Wirbelstrom von 12A in 
Gegenrichtung fließt. Die beiden Ströme löschen sich aus. Der 
Wirbelstrom wird aber aufgrund des Ohmschen Widerstandes der Spule 
exponentiell abklingen, woraufhin dann wirklich 12A in der Spule 
fließen. Die Erklärung mit der Induktivität der Spule kommt auf das 
gleiche Ergebnis...

Man könnte also sagen, dass Wirbelströme in der Primärspule durch die 
Induktivität beschrieben werden. Genauso kann man die Ströme in der 
Sekundärwicklung eines Trafos als Wirbelströme bezeichnen. Je nach Last 
steht dem Wirbelstrom allerdings ein Widerstand entgegen, der sich in 
der Spule als elektrisches Feld zeigt.
#3239976
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Jan R. schrieb:
> Wollte kurz wissen, warum entstehen im Kupferdraht einer trafo-spule
> keine wirbelströme, liegt das daran, dass die pole nicht verbunden sind,
> und desshalb der stro immer durch den lastwiderstand muss??

Die entstehen schon im Kupferdraht und diese Wirbelströme lenkst du idR 
gezielt durch den Lastwiderstand. Es sei denn du schließt die Klemmen 
direkt kurz.
Gast #3240124
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Natürlich gibt es auch im (unerwünschte) Draht Wirbelstöme.
Dort sind die unter den Bezeichnungen

SKIN EFFEKT

und

PROXIMITY EFFEKT

bekannt.

Ist aber im Grunde genau das gleiche Prinzip wie bei den Wirbelstömen im 
Eisen.
Um sie zu verringern werden die Bleche des Kerns gegeneinander isoliert, 
beim Draht verwendet man bei höheren Frequenzen HF-Litzen, das ist ein 
Bündel mehrerer dünner gegeneinander isolierter Adern.
Gast #3243272
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U. B. schrieb:
> @ Jan R. (macman2010) am 13.07.2013 um 22:50:
>
>> Wirbelstromverluste entstehen doch nur im eisenkern. Sonst
>> wäre jegliche induktion ja eine verlustreiche Sache...
>
> Nein, das geht auch im Kupfer- oder anderen nichtferromagnetischen
> Leiter, z.B. beim
>
> "Waltenhofenschen Pendel"
>
> http://dodo.fb06.fh-muenchen.de/lab_didaktik/e-3-4.htm

Warum gibt es dann im Draht kaum Verluste,??
Gast #3244814
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>   Warum gibt es dann im Draht kaum Verluste,??
>>>                             ****

Wie gross die Verluste sind, hängt eben von den Umständen ab.
Ein Draht z.B. hat eben wenig geometrische Ausdehnung, ergo sind die 
Verluste dieser Art relativ niedrig bzw. vernachlässigbar.

Im Bild

http://dodo.fb06.fh-muenchen.de/lab_didaktik/e-3-4.htm

erkennt man halblinks oben das flache Blech, dass zwischen den 
Magnetpolen hindurchtaucht .
Wäre dieses Blech geschlitzt, wie eine Gabel, wäre die Bremswirkung beim 
Durchgang durch die Magnetpole deutlich schwächer.
(Beliebter Schulversuch Physik LK.)
#3244959
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Leute, Leute! Sinnentnehmendes Lesen wird heute in der Schule wohl nicht 
mehr gelehrt? Natürlich entstehen Wirbelströme im Draht der Wicklung. 
Das ist genau der gewünschte Effekt. Clerk Maxwell läßt grüßen.

Was an dieser Stelle nicht entsteht, sind Wirbelstromverluste. Denn 
normalerweise bildet die Wicklung alleine ja keinen geschlossenen 
Stromkreis. Der entsteht erst, wenn eine Last an den Trafo angeschlossen 
wird. Und dann ist der Strom kein Verlust mehr, sondern der 
gewünschte Effekt.

Verlustfrei ist ein Trafo natürlich trotzdem nicht. Weil so ein Draht ja 
auch einen Widerstand hat. Sobald Strom fließt, fällt also auch Spannung 
am Draht ab, das Produkt erwärmt den Draht und wird idR. als Verlust 
angesehen. Zumindest solange man den Trafo nicht als Heizung betrachtet.


XL
#3244978
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Axel Schwenke schrieb:
> Leute, Leute! Sinnentnehmendes Lesen wird heute in der Schule wohl nicht
> mehr gelehrt? Natürlich entstehen Wirbelströme im Draht der Wicklung.
> Das ist genau der gewünschte Effekt. Clerk Maxwell läßt grüßen.
>
> Was an dieser Stelle nicht entsteht, sind Wirbelstromverluste. Denn
> normalerweise bildet die Wicklung alleine ja keinen geschlossenen
> Stromkreis. Der entsteht erst, wenn eine Last an den Trafo angeschlossen
> wird. Und dann ist der Strom kein Verlust mehr, sondern der
> gewünschte Effekt.
>
Google mal nach "Drillleiter" oder "Roebelstab". Natürlich entstehen
auch im Wicklungsmaterial Wirbelströme und damit Verluste.
#3245113
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@ Axel Schwenke (a-za-z0-9)

>Leute, Leute! Sinnentnehmendes Lesen wird heute in der Schule wohl nicht
>mehr gelehrt?

Naja . . .

> Natürlich entstehen Wirbelströme im Draht der Wicklung.

Nö, es entsteht eine Induktionsspannung.

>Das ist genau der gewünschte Effekt.

Nö, denn Wirbelströme sind ja IMMER ein Verlust, mal gewünscht 
(Wirbelstrombremse) mal unerwünscht (Trafo, Eisenkern).

http://de.wikipedia.org/wiki/Wirbelstrom
#3247338
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Der Proximity-Effekt wurde ja obenschon erwähnt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Proximity-Effekt_%28Elektrotechnik%29

Die Länge der Bahn, also einer Windung, hängt vom Drahtdurchmesser ab, 
die Dicke der Bahn von der Eindringtiefe, ähnlich wie beim Skin-Effekt. 
Die Eindringtiefe spielt ab ein paar kHz schon eine Rolle, also z.B. bei 
Ferritantennen für DCF77.

Der Proximity-Effekt hängt ab vom:
- Durchmesser der Spulendrähte
- Abstand der Spulendrähte
- Von der Frequenz -> Eindringtiefe
- Vom magnetischen Streufeld

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