Hi zusammen
Ich beschäftige mich gerade mit Ventilen welche mithilfe einer Spule
geschaltet werden können (Gleichstrom). Um die ganze Thematik ein
bisschen besser zu verstehen habe ich mich nun etwas mit der Theorie von
Spulen auseinandergesetzt und habe ein paar fragen dazu:
Ich gehe von folgendem Zusammenhang aus (zumindest für den Anfang):
B~I*n/l
Also das Magnetfeld ist proportional mit dem Strom und der
Wicklungsszahl. Was muss ich also tun um das Feld zu erhöhen? Wenn ich
einfach mehr Wicklungen mache erhöhe ich zwar n, allerdings erhöhe ich
auch den widerstand des Drahtes. Da I umgekehrt proportional zum
Widerstand ist, erreiche ich damit nix (bei fixer Spannung). Also zB
verdopple ich die Wicklungszahl, dadurch verdopple ich aber auch den
Widerstand und halbiere den Strom. B bleibt gemäss Formel gleich.
Mache ich eine Fehlüberlegung?
Etwas anderes noch was mich verwirrt hat. Wenn ich B nun effektiv
erhöhen will, muss ich einerseits n erhöhen, anderseits dafür sorgen
dass I nicht kleiner wird. Das kann ich erreichen durch vergrösserung
des Drahtdurchmessers. Ich kann den Drahtdurchmesser so wählen, dass ich
immer den gleichen Strom habe bei unterschiedlicher Wicklungszahl.
So könnte ich erreichen das B grösser wird. Da der Strom aber immer
gleich bleibt, ändert sich die Leistung nicht. Ich könnte also
theoretisch B beliebig gross machen, währenddem P konstant bliebe.
Irgendwie kommt mir das seltsam vor. Mache ich eine fehlüberlegung oder
ist das effektiv so?
danke für rückmeldungen
Serge
Bei deiner theoretischen Überlegung vergisst du das ein dickerer Draht
UND mehr Windungen auch mehr Platz brauchen.
Und dann gilt ganz schnell nicht mehr:
Serge schrieb:> B~I*n/l
Ausserdem wird in deiner theoretischen Spule die Induktivität immer
höher, so dass es immer länger dauert, bis bei gegebener Spannung der
Strom fliesst. Und genau da kommt die höhere Energie her die im
Magnetfeld steckt, trotz gleichen Strom.
Der Andere schrieb:> Ausserdem wird in deiner theoretischen Spule die Induktivität immer> höher
Der TO schrob was von Gleichstrom, da greift keine Induktivität,
weil die eine frequenzabhängige Komponente in der Gleichung.
Serge schrieb:> Also das Magnetfeld ist proportional mit dem Strom und der> Wicklungsszahl.
Das würde Linearität voraussetzen was aber nicht der Fall ist, wenn
der Eisenkern gesättigt werden kann.
Vorher werden einen die Kupfer und Eisenverluste genug Probleme
(Erwärmung) machen.
nemesis... schrieb:> Der Andere schrieb:>> Ausserdem wird in deiner theoretischen Spule die Induktivität immer>> höher>> Der TO schrob was von Gleichstrom, da greift keine Induktivität,> weil die eine frequenzabhängige Komponente in der Gleichung.
Induktivität ist eine rein geometrische Eigenschaft von magnetischen
Kreisen, so wie die Kapazität die integrale Größe des elektrischen
Feldes ist. Selbstverfreilich wirkt die Induktivität auch bei statischen
magnetischen Feldern und stationären Strömen.
Seit wann gibt es keine Gleichstromrelais oder Gleichstromschütze?
Dipl.- G. schrieb:> Seit wann gibt es keine Gleichstromrelais oder Gleichstromschütze?
Hat ja erst mal keiner behauptet. Zufällig hatte ich gestern ein
Simens-Schütz zur Reparatur zerlegt gehabt. Da sind mir doch
an der Spule glatt 4 x 1N40xx Dioden aufgefallen.
Bei Relais wird grundsätzlich Gleichstrom vorausgesetzt.
Ein paar Ausnahmen, wie z.B. ein Spaltpolrelais kann auch mit
Wechselstrom betrieben werden.
https://de.wikipedia.org/wiki/RelaisDipl.- G. schrieb:> Selbstverfreilich wirkt die Induktivität auch bei statischen> magnetischen Feldern und stationären Strömen.
Nur für Bayern?
Das sieht Wikipedia aber anders:
https://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t
1H= U*t/I L= V*s / A
Wäre s = 0 wäre wohl auch L = 0, oder?
Bin aber offen für nachvollziehbarere Beweise wenn das ein
Gedankenfehler wäre.
Serge schrieb:> Ich gehe von folgendem Zusammenhang aus (zumindest für den Anfang):> B~I*n/l
Deine Überlegung ist zunächst (im linearen Fall) absolut korrekt. Um dir
selbst deine Fragen zu beantworten, spiele in selbstgewählten Beispielen
jetzt mit I,n,l, dem Innenwiderstand und dem Volumen der Spule.
Erst im nächsten Schritt beschäftigst du dich mit der Permeabilitätszahl
und der Nichtlinearität durch Sättigung im magnetischen Kreis. Immer
schön Schritt für Schritt ;-)
nemesis... schrieb:> 1H= U*t/I L= V*s / A>> Wäre s = 0 wäre wohl auch L = 0, oder?
L = U*dt/dI [1H = 1V*1s/1A]
Wenn zur Zeit t=0 eine (Gleich-)Spannung an die Spule gelegt wird,
steigt der Strom stetig an. Wenn sie keine Induktivität hätte, dann wäre
es ein Widerstand und der Strom wäre konstant.
P. M. schrieb:> Wenn zur Zeit t=0 eine (Gleich-)Spannung an die Spule gelegt wird,> steigt der Strom stetig an. Wenn sie keine Induktivität hätte, dann wäre> es ein Widerstand und der Strom wäre konstant.
Zum Einschalt- und Ausschaltzeitpunkt, mag eine Induktivität relevant
sein, aber nicht dazwischen. "t" ist auch kein Zeitpunkt, sondern eine
betragliche Zeitveränderung, wie bei der Wechselspannung, die gewöhnlich
auch mal mit einen Delta-t definiert wird. Jedenfalls meine ich, dass
nur der Widerstand der Spule zum Betrieb relevant ist, ohne jede
Induktivität. Ich lass mich aber gern eines Besseren belehren.
nemesis... schrieb:
...
Du hast den von Dir verlinkten Artikel anscheinend selbst nicht gelesen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Selbsti.gif
Schau Dir diese Animation aus dem Artikel mal mindestens eine Stunde
lang an und versuche nachzuvollziehen, was da passiert. Wenn die Spule
keine Induktivität hätte, dann sähe das ganz anders aus.
nemesis... schrieb:
Lies mal Deinen eigenen Beitrag davor.
Die Induktivität eines magnetischen Kreises ist bestimmt durch seine
Geometrie. Physikalisch hat das zunächst überhaupt nichts mit der
Induktionsspannung oder irgendwelchen Spannungsformen zu tun.
> Zum Einschalt- und Ausschaltzeitpunkt, mag eine Induktivität relevant> sein, aber nicht dazwischen. Jedenfalls meine ich, dass> nur der Widerstand der Spule zum Betrieb relevant ist, ohne jede> Induktivität.
Das grundlegende Lastspiel eines Magneten oder eines Solenoids ist aber
Anzug-Halten-Abfall. Das di/dt kriegste nich weg. :-P
Davon abgesehen: Mußtest Du jemals im Studium den Einschalt- und
Ausschaltvorgang einer Spule rechnen? Ich denke schon, nich? Wir haben
diese Sachen jedenfalls bis zur Vergasung gemacht im 2. und 3. Semester
GET. Wirf mal einen Blick in den Lunze "Theorie der
Wechselstromschaltungen" und in den Philippow.
Und was kommt als erstes dran? Na klar, Ausgleichsvorgänge am
Kondensator ;-) :-P -- aber gleich danach kommt die Spule. :-)
u gleich el de i nach de te :-P
"Der Strom kann nicht springen." hieß es immer; klingelt es jetzt?
Die Induktivität ist vorhanden, ganz unabhängig, womit man die Spule
beaufschlagt. Rechne den Kack doch zum Spaß mal für nichtsinusförmige
Erregungen, z.B. Dreieck, Cosinus-Rechteck oder sonst was.
Dipl.- G. schrieb:> "Der Strom kann nicht springen."
Bei einem Schaltvorgang ist das ja auch okay und habe ich ja auch nie
anders behauptet. Zwischen den Schaltvorgängen sieht das bei
Gleichstrombetrieb anders aus.
Ich hab mal den Satz eingetrichtert bekommen:
"Bei Induktivitäten tut sich der Strom verspäten."
Aber das bezieht sich dann wohl auf die Phasenverschiebung.
Also haben meine Thesen erst Bestand, da bisher nicht widerlegt. ;-b
nemesis... schrieb:> Also haben meine Thesen erst Bestand, da bisher nicht widerlegt. ;-b
Selbstverständlich hast Du Recht, das sind also keine Thesen, sondern
schlicht Fakten. Das wird niemand widerlegen (können).
Dipl.- G. schrieb:> Selbstverfreilich wirkt die Induktivität auch bei statischen> magnetischen Feldern und stationären Strömen.
Sie wirkt... ...als Energiespeicher. Solange sich aber nix verändert
("statisch", ne?), bleibt die Energie auch einfach nur gespeichert, und
der Wert der Induktivität ist bedeutungslos. Der Stromfluß wird durch
anliegende Spannung und R des Drahtes (plus Ri der Spannungsquelle)
bestimmt.
Deshalb aber macht auch nur die theoretische Betrachtung Sinn hier, ohne
Wirkung kein Nutzen.
nemesis... schrieb:> Ich hab mal den Satz eingetrichtert bekommen:> "Bei Induktivitäten tut sich der Strom verspäten."> Aber das bezieht sich dann wohl auf die Phasenverschiebung.
Der letzte Satz hier aber stimmt nicht oder ist zumindest
mißverständlich. Natürlich sind Spulen nicht nur für Wechselströme
wirksam. Für alle Mitleser hier kurz ein Link zu einer schönen kleinen
Animation:
elektroniktutor.de/analogtechnik/l_gleich.html
