Sinn der Freilaufdiode?

[Lernender (Gast)]

Hallo, ich möchte gerne etwas lernen und habe mir dazu diesen Artikel 
durchgelesen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Schutzdiode

Dort wird erklärt, dass eine Freilaufdiode an einem Relais verbaut 
werden muss, damit nichts kaputt geht. Ich habe versucht, den 
Wikipedia-Artikel zu verstehen, leier noch nicht so ganz erfolgreich.

In dem Artikel steht, dass beim Abschalten des Relais (Spule) eine 
Überspannung entsteht (Spulenselbstinduktion).

Tritt diese "Selbstinduktion" nur dann auf, wenn der Stromkreis 
unterbrochen wird - also z.B. der Taster zum Anziehen des Magneten im 
Relais durch die Spule wieder ausschaltet? Kann ich diesen 
"Überspannungsimpuls", der anscheinend durch das Ein- oder Ausschalten 
entsteht, mit einen Druckstoß in einer Wasserleitung vergleichen, wenn 
in kurzer Zeit ein Ventil geschlossen oder geöffnet wird?

[Schlumpf (Gast)]

Das mit dem Wassermodell zu vergleichen, ist an dieser Stelle nicht ganz 
einfach. Aber ich versuche es mal.

Die Spule kannst du dir dann wie eine Art "Pumpe" vorstellen, die so 
gebaut ist, dass sie einen konstanten Strom an Wasser sicherstellt 
(Liter/min)
Wenn du jetzt den angeschlossenen Schlauch abquetscht, versucht die 
Pumpe, genau diesen konstanten Strom beizubehalten und erhöht immer 
weiter den Druck um genau die gleiche Menge Wasser/Zeit durch die 
Engstelle zu "pressen".

Der Druck entspricht dann der Spannung.

[Thomas L. (ics1702)]

Hallo,
am besten liest du dir etwas zu Induktivitäten durch.
Durch Spule des Relais fliest ein Strom nach dem Ohmschen Gesetzt. Wenn 
du nun das Relais abschaltest, indem du den Stromkreis der Spule 
unterbrichst, dann versucht die Spule den Stromfluss aufrecht zu 
erhalten. Da der Stromkreis aber jetzt unterbrochen ist und somit der 
Widerstand gegen unendlich geht, steigt die Spannung sehr stark an, da 
laut dem Ohmschen Gesetz U=R*I
Die von der Spule erzeugte Spannung und der Strom sind aber entgegen der 
ursrpünglich angelegten Richtung ausgerichtet. Deshalb ist die 
Schutzdiode auch in Sperrichtung angeschlossen. Der von der Spule 
induzierte Strom kann über die Diode einen Stromkreis durch die Spule 
bilden. Die Spannung bleibt auf die Durchflussspannung der Diode 
begrenzt.

Gruß Thomas

[uwe (Gast)]

Mal ne sehr vereinfachte Erklärung:
Wenn du einen Magnet an einer Spule vorbeibewegst an deren beiden Enden 
ein Widerstand hängt fließt durch den Widerstand ein Strom durch 
Induktion (wie bei einem Dynamo). Durch den Strom entsteht eine Spannung 
an dem Widerstand und dadurch entsteht euine Spannung über dem 
Widerstand. Wenn du den Magnet nur neben der Spule liegen hast (ohne 
Bewegung) fließt kein Strom durch den Widerstand. Nur sich veränderde 
Magnetfelder Induzieren einen Strom (ein nicht drehender Dynamo erzeugt 
auch keinen Strom). Logisch denn es wird ja keine Arbeit verrichtet. 
Also ein statisches sich nicht veränderdes Magnetfeld erzeugt keinen 
Strom.
Wen ich nun einen Strom durch eine Spule schicke erzeugt der Strom ein 
Magnetfeld. Wenn ich dann den Stromkreis öffne ist das Magnetfeld aber 
noch da (ein statisches sich nicht veränderdes) wird aber nicht mehr 
erzeugt und bricht zusammen (verändert sich) dadurch das das Magnetfeld 
sich ändert (schwächer wird, als wenn man einen Magnetet von der Spule 
wegbewegen würde), wid also ein Strom erzeugt. Da der Stromkreis jedoch 
geöffnet wurde (ein großer Widerstand aus Luft zwischen den 
Schaltkontakten) muß eine große Spannung an diesm Luftwiderstand 
entstehen. Und ein Funke Schlägt über, der die Kontakte verkokelt.

[Jobst Q. (joquis)]

Lernender schrieb:
> Kann ich diesen
> "Überspannungsimpuls", der anscheinend durch das Ein- oder Ausschalten
> entsteht, mit einen Druckstoß in einer Wasserleitung vergleichen, wenn
> in kurzer Zeit ein Ventil geschlossen oder geöffnet wird?

Ja, kannst du. Die Trägheit der Masse des fließenden Wassers in einem 
Rohr "will" weiterfließen, wenn es das nicht kann, wird ein Druckstoß 
aufgebaut. Vergleichbar auch mit einem Auffahrunfall im Straßenverkehr. 
Genauso ist es mit Strom in einer Spule. Die Diode sorgt dafür, dass der 
Strom weiterfließen kann, dann baut sich keine Spannung auf.