Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spule verkleinern bei Taktsteigerung


von Takt und Spule (Gast)


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Hallo,

ich weiß, dass man die Induktivität verringern kann, wenn man die 
Taktfrequenz steigert. Warum ist das aber genau der Fall?

Meine Überlegungen:

U = L * di/dt heißt also di = U/L*dt
wobei dt = eine gesamte Periodendauer sein könnte also T
di = U/L * T = U/L * 1/f
Das sagt mir ja schonmal, dass wenn ich die Frequenz erhöhe ich die 
Induktivität verringern kann und di konstant bleibt.

Wie komme ich aber nun zur Hysterese bzw. zur mag. Fluss B? bzw. wie 
komme ich auf die geometrie der Spule?

von Klaus R. (klara)


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von Dieter (Gast)


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Betrache die Spule als magnetischen Ladungsloeffel um Energie zu 
transportieren. Wenn Du schneller loeffelst, darf der Loeffel kleiner 
sein um insgesamt die gleiche Menge zu schaffen.

von Takt und Spule (Gast)


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Hilft mir jetzt beides nicht so wirklich weiter...

Kennt nicht jemand den Zusammenhang zwischen Induktivität / Frequenz und 
der Geometrie einer Spule? Die gibt ja wiederrum vor, welcher max mag. 
Flus B

von Al3ko -. (al3ko)


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Takt und Spule schrieb:
> Kennt nicht jemand den Zusammenhang zwischen Induktivität / Frequenz und
> der Geometrie einer Spule? Die gibt ja wiederrum vor, welcher max mag.
> Flus B

Hi,
einen direkten Link zwischen Induktivität/Frequenz und Geometrie 
(Volumen) kann es meines Wissens nach nicht geben, weil dein B ebenfalls 
von der Windungszahl N abhängt, die eine Designvariable ist. Du hast 
also mehr Parameter in deiner Gleichung.

Das führt u.a. dazu, dass das Design der Spule oftmals mehrere 
Iterationen hat.

Gruß,

: Bearbeitet durch User
Beitrag #6016345 wurde vom Autor gelöscht.
von Rübezahl (Gast)


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Windungszahl
Drahtquerschnitt
Zu übertragene Leistung
Frequenz
Ferritmaterial
Ferritform: Ferritstab, Ringkern, EI-Kern, Schalenkern

von Dieter (Gast)


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Das mit dem Ladungslöffel ist ein Schritt zum Verständnis.

Der Energiegehalt des Ladungslöffels ist:
W=1/2*L*I^2

Bei einer Spule mit einem Ferritkern gibt es ab einer bestimmte Stärke H 
eine Sättigung. Das nenne ich mal Imax. Wenn bei der Spule nur halb so 
viele Windungen drauf gemacht werden, dann wird die Sättigung bei 
doppelten Strom erreicht, also 2*Imax. Die Induktivität L ~ n^2 wird 
natürlich niedriger. Bei halber Windungszahl also ein Viertel, also L/4.

Das setzen wir nun ein:
W=1/2*L/4*(2Imax)^2=1/2*L*(Imax)^2

Man sieht nun, dass die Spule so immer noch die gleiche Energie als 
magnetischer Ladungslöffel transportieren wird. Die Induktivität beträgt 
ein viertel, allerdings bis zum doppelten Stromwert. Bis zum erreichen 
des dopelten Stromwertes während des Ladevorganges dauert es doppelt so 
lange, aber 1/4 der Induktivität beschleunigt das zeitlich um den Faktor 
4. Also bleibt insgesamt der Faktor 2 übrig.

In dem Falle wäre die Taktfrequenz also verdoppelt, dh doppelt so häufig 
schaufelt der magnetische Ladungslöffel und somit wird die doppelte 
Leistung übertragen.

Wenn nur die gleiche Leistung abverlangt würde, würde man das Spiel mit 
einer Spule für die halbe Leistung wiederhone, die dann nur das halbe 
Volumen an Platzbedarf hätte.

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