Auf der Suche nach Verbesserungspotential von meiner Sendeanlage bin ich
an verschiedenen Stellen auf diesen Effekt gestossen.
Das Bild ist eine Wärmebildaufnahme von einem Tiefpassfilter. Die Spulen
haben Luftkerne und sind auf Kunststoffträger gewickelt.
Betriebsfrequenz 475 kHz.
Passiert aber auch bei Luftspulen mit anderem
Länge/Durchmesser-Verhältnis.
Wurden die Spulen vor dem Wärmebild berußt, oder sehen wir auf dem Bild
hauptsächlich die Verteilung des Emmissionsgrads?
Sprich: Vielleicht ist am Ende durch das Verlöten einfach der Lack etwas
rauher, in der Mitte nicht.
man könnte vermuten wegen der geringeren Kühlung da ein Teil des Drahtes
ja in der Luft hängt und dann zur Platine oder zum Anschluss geht..da
aber offenbar nnahezu die komplette erste Wicklung wärmer ist und man
keine Gelbverfärbung sieht..vielleicht doch ein Magnetischer Effekt? hmm
Nabu schrieb:> Auf der Suche nach Verbesserungspotential von meiner Sendeanlage> bin ich> an verschiedenen Stellen auf diesen Effekt gestossen.>> Das Bild ist eine Wärmebildaufnahme von einem Tiefpassfilter. Die Spulen> haben Luftkerne und sind auf Kunststoffträger gewickelt.> Betriebsfrequenz 475 kHz.> Passiert aber auch bei Luftspulen mit anderem> Länge/Durchmesser-Verhältnis.
Hallo,
ich halte es für sehr schwierig darüber zu sinieren, da nicht bekannt
ist von welchen Temperaturen die Vergleiche angestellt werden.
So in etwas: 22°C zu 300°C oder ?
Karl M. schrieb:> ich halte es für sehr schwierig darüber zu sinieren, da nicht bekannt> ist von welchen Temperaturen die Vergleiche angestellt werden.
Dann schau dir das Bild halt mal an, da ist oben eine wunderschöne
Farb-Temperaturskala
es geht wohl so um 35-43°C
Ich finde die Temepratur aber gar nicht so wichtig..da es ja eine
Prinzipfrage ist. Selbst wenn es nur 1^ Unterscheid wäre, die Frage
würde ja bleiben
Es ist anzunehmen, dass sich die Erwärmung in der "Kupfermasse"
langsamer entwickelt weil hier mehr Kühlfläche vorhanden ist.
Die Masse wird zum Ende hin kleiner und die Oberfläche zur Kühlung ist
eben auch nur ein Einzeldraht.
Mach einmal eine Aufnahme von Deinem Heizkörper. Da werden die Enden
auch anders aussehen als die Mitte.
Die Erwärmung startet an den Enden der Spule. Je länger Leistung
anliegt, desto mehr gleicht sich die Erwärmung über die Länge der Spule
aus. Ich nehme an, durch Wärmeleitung.
Die Erwärmung startet nicht in der letzten Windung, sondern ungefähr dem
letzten Drittel der Windungen. Das Wärmebild ist direkt nach dem
Einschalten aufgenommen worden.
Es passiert nicht nur bei diesen CuL-Spulen, sondern auch bei anderen,
z.B. mit isolierter Litze gewickelten Spulen.
Ich gehe von einer grundsätzlichen Eigenschaft von HF-Luftspulen aus,
daher verzichte ich auf ein Foto im sichtbaren Spektrum.
Yalu X. schrieb:> Erwärmt sich die Spule bei DC gleichmäßig(er)?
Gute Idee.
Ich habe bei DC Schwierigkeiten, überhaupt eine signifikante Erwärmung
zu bekommen. Also bei 3A. Dabei verhält sich die Spule wie ich es
erwarten würde; die äussersten Windungen sind etwas kühler.
Beim ersten Bild sind es ca. 250W RF an 50 Ohm Last.
Ein Teil des Wechselsromes fliesst ueber die parallele parasitäre
Kapazitaet. Diese ist mittig grösser als Aussen. Dadurch wird der innere
Bereich entlastet.
Ok - kann natürlich auch unsinn sein. Also bitte hinterfragen Xd
Schwuppse schrieb:> Ok - kann natürlich auch unsinn sein. Also bitte hinterfragen Xd
Der Gesamtstrom muss überall der gleiche sein, Reihenschaltung.
Der Strom über der Leiterquerschnitt allerdings nicht. Magnetismus und
Kapazitäten verschieben diesen. Der äußere Leiter erfährt dies nur
einseitig, teilt sich nicht auf (bzw. wird nicht ausgeglichen) ->
partiell erhöhte Stromdichte im Leiterquerschnitt -> Mehr Ohms, mehr
Verluste.
Dazu kommen noch die Wirbelstromverluste im Kupfer, die ebenfalls dem
selben Effekt unterliegen.
"Ok - kann natürlich auch Unsinn sein. Also bitte hinterfragen!"
Nabu schrieb:> Passiert aber auch bei Luftspulen mit anderem> Länge/Durchmesser-Verhältnis.
Die Erwärmung kommt wohl von der Bewegung von Elektronen.
Aussen sind sie wohl schneller unterwegs als weiter innen.
Da läuft der Strom wohl mehr über die kapazitive Schiene durch die Nähe
anderer Windungen. Uns somit sind die Elektronen langsamer unterwegs.
Kurt
Teo D. schrieb:> Der Gesamtstrom muss überall der gleiche sein, Reihenschaltung.
Klingt plausibel, der elektrische Strom ist daher wohl auszuschließen.
Bei Gleichstrom passiert auch nix, muss wohl an der Ummagnetisierung
liegen.
Ich würde mal auf Hystereseverluste tippen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Ferromagnetismus#Hystereseverluste
Michael
Das Magnetfeld der äußeren Windung ist nicht stark genug, um das
gebündelte Magnetfeld der inneren Windungen in der Mitte zu halten.
Deshalb gehen Magnetfeldlinien durch den Draht, und verursachen
Wirbelstromverluste. HF-Litze würde diese Verluste mindern.
Michael D. schrieb:> Klingt plausibel, der elektrische Strom ist daher wohl auszuschließen.
Nein, das ist Teil des Skin-Effekt. Nur eingetragen von Außen, den
benachbarten Windungen. Beidseitig eingetragen heben sich großteils auf,
der Rest verteilt sich auf beide Seiten des Leiter-Querschnittes. Gibt
es nur auf einer Seite eine weitere Wicklung, hebt sich nichts auf und
es kommt zu einer höheren Stromdichte, auf der der Nachbarwicklung
zugewandten Seite. Der Ersten/Letzten Windung, steht somit ein kleinerer
Bereich für den Stromfluss zur Verfügung. Was einem Geringerem
Leiterquerschnitt entspricht.
Michael D. schrieb:> Ich würde mal auf Hystereseverluste tippen:Nabu schrieb:> Die Spulen> haben Luftkerne und sind auf Kunststoffträger gewickelt.
Hystereseverluste gibt es bei Luftspulen nicht!
Mir ist noch aufgefallen dass alle Spulen, die das Phänomen zeigen, in
der Nähe einer Resonanz betrieben werden. Also nicht der Eigenresonanz
der Spule, sondern in einem LC-Kreis. Z.B. auch bei der Ladespule der
Antenne, die mit der Antennenkapazität einen Schwingkreis bildet.
Wird wohl so sein wie Teo sagt. Ich wusste gar nicht, dass Luftspulen so
kompliziert sein können. Scheinbar kann man dem mit anderen
Windungs-Methoden entgegenwirken.
Nabu schrieb:> Wird wohl so sein wie Teo sagt.
Da drösle mal noch das von Sven V. dazu, dann kommen wir der Sache schon
näher. ;)
Alles wird komplex, wenn man nur tief genug einsteigt. Fragt sich halt
nur was noch Sinnvoll ist.
Ich weiß schon warum ich die Finger von (echter) HF lasse, da fehlt
einfach zu viel Wissen. :)
Bevor jemand Zen studiert, sind Berge Berge und Wasser ist Wasser; nach
einem ersten Blick in die Wahrheit des Zen sind Berge nicht mehr Berge,
und Wasser ist nicht länger Wasser; nach der Erleuchtung sind Berge
wieder Berge, und Wasser ist wieder Wasser.
Zen schrieb:> Bevor jemand Zen studiert, sind Berge Berge und Wasser ist Wasser; nach> einem ersten Blick in die Wahrheit des Zen sind Berge nicht mehr Berge,> und Wasser ist nicht länger Wasser; nach der Erleuchtung sind Berge> wieder Berge, und Wasser ist wieder Wasser.
Und alle bestehen aus Materieteilchen.
(und sind nur Materieteilchen (also keine Berge und kein Wasser))
Warum also studieren wenn sich doch nichts ändert.
Kurt
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