Trägheit einer Spule

Daniel D. schrieb:

> Bei einem Steppermotor spielt die Trägheit der Spulen
> eine Rolle, weil die kurzen Stromimpulse nur zu einem
> verminderten Stromfluss führen.

Nee. Das ist strenggenommen physikalisch falsch.

Richtig ist: Anders als beim OHMschen Widerstand, wo
zu einem bestimmten Strom genau ein Spannungsabfall
gehört (=Proportionalität von Strom und Spannung),
sind an einer Spule die Spannung und die
ÄNDERUNGSGESCHWINDIGKEIT des Stromes miteinander
verknüpft.

An einer idealen Spule sind der momentan fließende
Strom und der momentane Spannungsabfall UNABHÄNGIG
voneinander. Nur wenn man den Strom VERGRÖßERN oder
VERMINDERN möchte, muss man Spannung anlegen ("Schwung-
radeffekt" einer Spule).

Der Faktor, der Spannung und Änderungsgeschwindigkeit des
Stromes miteinander verknüpft, ist, wie Kevin schon richtig
bemerkte, die Induktivität.

Merkregel aus dem Grundstudium E-Technik: An einer Spule
kann der Strom nicht springen [1], und am Kondensator kann
die Spannung nicht springen [2].

[1] ...weil das unendlich hohe Spannung erfordern würde,
[2] ...weil das unendlich hohen Strom erfordern würde.


> Kann mir jemand einen Fachbegriff dafür nennen?

Die Induktivität.

Daniel D. schrieb:

> ich will halt betonen, dass der Strom langsam ansteigt

Der Strom steigt nur dann langsam, wenn Du wenig Spannung
anlegst. Erhöhst Du die Spannung, steigt auch der Strom
schneller.

Richtig ist aber: Der Strom ändert sich immer stetig; er
kann nicht "springen".


> und daher bei einem kurzen impulse nich die Formel I=U/R
> gilt.

Die gilt bei (idealen) Spulen sowieso nicht -- egal, ob der
Impuls kurz oder lang ist.


> "Induktion" sagt darüber allein nichts aus...?

Ah okay... Du kannst von der "Selbstinduktion" sprechen.

Die ist es nämlich, die dazu führt, dass eine schlagartig
angelegte Spannung einen allmählich wachsenden Stromfluss
und ein allmählich wachsenden Magnetfeld zur Folge hat...

Daniel D. schrieb:

> "An accurate calculation is based on the measured current,
> that finally flows through the coils. At a pulse length of
> 150μs the calculation I=U/R does not apply

Ich würde nicht "apply" sagen, sondern: "...does not correctly
describes the coil current"

> due to the inertia of a coil."
>
> dann schreib ich besser
> "... due to the inductance of a coil." ?

Genau: "...due to the self inductance of the coil."

Egon D. schrieb:
> Der Strom steigt nur dann langsam, wenn Du wenig Spannung
> anlegst.

Schreib's ihm doch als Formel, dann kann er was draus lernen:

dI/dt = U/L

OK, wenn der Daniel z.B. Germanist ist und außer Kassenzettel im Laden 
nachrechnen keine Verbindung zur Mathematik hat, dann wird's schwierig. 
Also doch nochmal als Lyrik: Die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes ist 
proportional zum Verhältnis angelegte Spannung durch Induktivität der 
Spule.



Daniel D. schrieb:
> Leider bin ich kein Fachmann

Das ist regelmäßig keine gute Voraussetzung für das Übersetzen von 
Fachtexten. Hab selber sowas schon erlebt bei Geräte-Handbüchern, die 
von einer "Fachübersetzer"-Firma übersetzt wurden.

W.S.

Naja, wer die Grundlagen nicht kennt bzw. sie in Deutsch nicht 
definieren kann, sollte da sehr zurückhaltend sein.

Egon D. schrieb:
> An einer idealen Spule sind der momentan fließende
> Strom und der momentane Spannungsabfall UNABHÄNGIG
> voneinander. Nur wenn man den Strom VERGRÖßERN oder
> VERMINDERN möchte, muss man Spannung anlegen ("Schwung-
> radeffekt" einer Spule).

Sowas ist natürlich unsachliches Geschwurbel.
Die erste Stufe wäre, sich mal mit Komplexer Rechnung zu befassen.

W.S. schrieb:

> Schreib's ihm doch als Formel,

Hast im Prinzip Recht.
Ich wollte mich nur gerade nicht mit dem Formelsatz
herumärgern, und Deine einfache Schreibweise ist mir
nicht eingefallen.

michael_ schrieb im Beitrag #7129367:
> Dein von mir zitierter Abschnitt ist sachlicher Unfug.
> Momentan,

nein, es ist die korrekte Beschreibung.

michael_ schrieb im Beitrag #7129367:
> Erst kam mal die komplexe Rechnung mit Real- und Imaginäranteil.
> Differentialrechnung braucht es dazu erst mal nicht.

die komplexe Rechnung gilt nur im Spezialfall sinusförmiger Größen.

die Differentialgleichung gilt bei beliebigen Zeitfunktionen - auch beim 
150us Rechteckpuls des TO.

Achim S. schrieb:
> michael_ schrieb:
>> Erst kam mal die komplexe Rechnung mit Real- und Imaginäranteil.
>> Differentialrechnung braucht es dazu erst mal nicht.
>
> die komplexe Rechnung gilt nur im Spezialfall sinusförmiger Größen.

Ach was?

> die Differentialgleichung gilt bei beliebigen Zeitfunktionen - auch beim
> 150us Rechteckpuls des TO.

Ein Rechteck wird mittels Differentialrechnung in einzelne Kurven 
zerlegt.
Danach siehe oben.

michael_ schrieb:
> Ein Rechteck wird mittels Differentialrechnung in einzelne Kurven
> zerlegt.

und wenn man das korrekt macht kommt das Ergebnis raus, das du als 
fachlichen Unfug bezeichnet hat.

(einfacher geht's natürlich direkt über di/dt = U/L)

Kurt, bist du es?

Achim S. schrieb:

> michael_ schrieb im Beitrag #7129367:
>> Erst kam mal die komplexe Rechnung mit Real- und Imaginäranteil.
>> Differentialrechnung braucht es dazu erst mal nicht.
>
> die komplexe Rechnung gilt nur im Spezialfall sinusförmiger
> Größen.

...und in der üblichen Formulierung auch nur für die Netzwerkgrößen
"Strom" und "Spannung".

Für die Funktionsweise von Induktivitäten ist aber das Magnetfeld
wesentlich, und das hat eine räumliche Ausdehnung. Wie man das
ohne Maxwell-Gleichungen verstehen und beschreiben soll, sehe ich
nicht.

Man braucht somit erstmal partielle und gewöhnliche Differential-
gleichungen (und die Einschränkung auf lineare Systeme), ehe man
mit komplexer Rechnung herummachen kann...

W.S. schrieb:
> Das ist regelmäßig keine gute Voraussetzung für das Übersetzen von
> Fachtexten. Hab selber sowas schon erlebt bei Geräte-Handbüchern, die
> von einer "Fachübersetzer"-Firma übersetzt wurden.

Dinge, die von „Fachmännern“ übersetzt wurden sind allerdings auch nicht 
immer besser. Allerdings halt es dann an anderer Stelle .;)

"An accurate calculation is based on the measured current, that finally 
flows through the coils. Due to the coils self inductance the 
calculation I=U/R does not apply..."

Mir wird, ungeachtet deiner Frage, nicht so ganz klar was du eigentlich 
sagen möchtest.
Also:

"An accurate calculation is...". Hm, calculation von was eigentlich? 
I=U/R ist es ja offensichtlich nicht...

Und den Hinweis auf das ohmsche Gesetz scheint mir recht sinnfrei. Wozu 
auf etwas hinweisen, was nicht gilt? Da gibt es bestimmt noch mehr, was 
nicht in die Berechnung eingeht. Die Uhrzeit zum Beispiel 😉

Daniel D. schrieb:

>> Mir wird, ungeachtet deiner Frage, nicht so ganz klar
>> was du eigentlich sagen möchtest.
>
> Dann antworte doch einfach nicht drauf.

???

Die Rückmeldung, dass der Text bereits in der Originalsprache
Deutsch nicht verständlich ist, sollte einem verständigen und
gutwilligen Fragesteller zu denken geben.


> Der Informationgehalt deiner Antwort ist null.

Informationsübertragung setzt eine gemeinsame Referenzmenge
voraus. Dass Du Kilians Antwort keine Information entnimmst,
lässt für mich den Rückschluss zu, dass Du vom Thema keinerlei
Ahnung hast (=gemeinsame Referenzmenge ist leer).

Martin L. schrieb:

> Irgendwie mit 'delay' formulieren.

"Verzögerung" findet nur zwischen Spannung und Strom
statt, nicht zwischen langen und kurzen Stromimpulsen.

Egon D. schrieb:

>> Der Informationgehalt deiner Antwort ist null.
>
> Informationsübertragung setzt eine gemeinsame Referenzmenge
> voraus. Dass Du Kilians Antwort keine Information entnimmst,
> lässt für mich den Rückschluss zu, dass Du vom Thema keinerlei
> Ahnung hast (=gemeinsame Referenzmenge ist leer).


Arghl... Ich merke erst jetzt, dass "Daniel D." der TO ist...


Ich formuliere meine Aussage deutlicher: Der fachlich
wesentliche Begriff ("Selbstinduktion") und seine enlische
Entsprechung wurden schon genannt; die Teilfrage nach dem
Fachbegriff und seiner Übersetzung ist abgefrühstückt.

Das ändert aber NICHTS daran, dass inhaltlich Dein Text
nichtssagend bis falsch ist, denn Du hast KONSEQUENT
jeden Hinweis von mir ignoriert, dass man zwischen STROM
und SPANNUNG unterscheiden muss.

wenn du tatsächlich immer noch am Übersetzen bist, dann wäre mein 
Vorschlag:

Since the coils do not represent a pure ohmic resistance but have a 
significant inductive component, the current pulses are delayed with 
respect to the voltage pulses. Ohm's law I = U/R would only apply in the 
case of constant current (DC). It cannot be applied for short voltages 
pulses on an inductive load.

Lothar M. schrieb:
> Da wird kein Puls "verzögert".

Wenn der TO in seinem Setup wirklich einzelne 150µs Spannungspulse auf 
die Wicklung geben sollte, dann entstehen dort schon auch einzelne 
Strompulse, die gegenüber dem Spannungspuls verzögert sind.

Falls er eine PWM mit 150µs Periodendauer anlegen sollte, dann würde ich 
auch nicht von Strompulsen reden sondern vom Mittelungseffekt, den die 
Induktivität bezüglich Stromfluss auf die Spannungspulse hat. Dann wäre 
"Trägheit der Spule" zwar immer noch nicht der übliche Fachbegriff. Aber 
für ein Publikum, das mit den Fachbegriffen evtl. nichts anfangen kann, 
trotzdem ganz gut gewählt.

Lothar M. schrieb:
> Denn sonst würde nach dem anlegen der Spannung eine Zeit lang nichts
> passieren und nach Ablauf dieser "Verzögerungszeit" der Strom
> schlagartig auf den Endwert springen.

Das ist eine mögliche Interpretation der Verzögerung - der identische 
Puls erscheint nach einer fixen Verzögerungszeit. Aber es ist nicht die 
einzige. Man kann unter Verzögerungszeit durchaus auch verstehen, wann 
die "Sprungantwort" z.B. 10% Ihres Maximalwerts erreicht hat. Und in dem 
Sinn ist ein einzelner Strompuls verzögert gegenüber dem erzeugenden 
einzelnen Spannungspuls (auch wenn er nicht die identische Form hat).

Natürlich ist das keine perfekte und umfassende Beschreibung des 
Stromverlaufs. Aber das hat der TO in seiner Doku wohl auch nicht vor, 
und ggf. wäre es für die Zielgruppe der Doku auch nicht angemessen. 
Offenbar geht er davon aus, dass sein Publikum das ohmsche Gesetz kennt 
(das Induktionsgesetz und das Verhalten von Spulen an Spannungspulsen 
aber eher nicht). Und er will plausibel machen, warum die stumpfe 
Anwendung des ohmschen Gesetzes hier zu falschen Ergebnissen führen 
würde.

Falls er stattdessen herleiten und dokumentieren wollte, welcher genaue 
Stromverlauf sich einstellt, dann war mein Formulierungsvorschlag 
tatsächlich zu wenig exakt und zu stark vereinfachend. Ich habe aber 
nicht den Eindruck, dass sich der TO das vorgenommen hat.

Lothar M. schrieb:
> Auf jeden Fall gehören in der finalen Wertung einige Punkte abgezogen,
> wenn du behauptest, das I=U/R nicht gilt.

Nanana... Das Ohmsche Gesetz gilt für den Realanteil. Für alles Andere 
muß man eben noch die Reaktanzen beachten - und die merkt man, wenn man 
den statischen Betrieb verläßt und Strom oder Spannung veränderlich 
sind.

Das führt hier angesichts eines Schrittmotors auch zu einer Erkenntnis, 
die durchaus von praktischer Bedeutung ist: In den Datenblättern wird 
zumeist auch das Haltemoment (also im Stillstand des Motors) angegeben 
und dazu der Strom, der dafür eforderlich ist. Nun aus der Schrittanzahl 
pro Umdrehung und der Induktivität der Wicklungen kann man damit 
ausrechnen, wieviel Drehmoment bei welcher Drehzahl und welcher Spannung 
der Motor aufbringen kann. Auf der anderen Seite kann man auch die 
Eigenerwärmung des Motors (eben auch im Stillstand) ausrechnen, wenn man 
dazu noch den ohmschen Widerstand der Wicklungen mißt. Fazit: ein 
Schrittmotor wird auch im Stillstand heiß, wenn er Drehmoment bzw. 
Haltemoment ausüben soll.

W.S.

Daniel D. schrieb:
> Dann antworte doch einfach nicht drauf. Der Informationgehalt deiner
> Antwort ist null.

Ähm, ja, gern geschehen.

Vielleicht liegt ja eines dieser X-Y Probleme vor? Du suchst nach einer 
Übersetzung für einen Fachausdrücke, weil du glaubst damit die 
gewünschte Aussage machen zu können. Ich habe mit meiner Antwort 
versucht dir klar zu machen, dass ich die gewünschte Aussage nicht zu 
erkennen vermag. Somit glaube ich nicht, daß selbst wenn die richtigen 
Wörter verwendet werden, am Ende ein Satz heraus kommt, der irgendwas 
inhaltlich relevantes enthält.
Außer vielleicht, daß man bei PWM-Ansteuerungen bei der Strommessung 
etwas nachdenken sollte. Naja, ein leider häufig anzutreffendes 
Stilmittel ist das Schreiben unverständlicher Sätze die beim Leser den 
Gedanken "oh, kompliziert! Die Jungs da müssen es echt drauf haben" 
auslösen sollen. Wenn das dein Ziel ist, schreibe halt irgendwas..., das 
passt dann schon...

Nebenbei : ohne jetzt die Differentialgleichungen für einen Schrittmotor 
zur Hand zu haben, würde mir ad hoc nur der Zustand mit blockierte Welle 
einfallen, mit dem man mit Hilfe des ohmschen Gesetzes den 
Kurzschlussstrom berechnen kann...