hallo ich weiß zwar das die freilaufdiode bei einem relais als schutz beim ein- und ausschalten dient aber mir ist noch der genaue vorgang nicht ganz klar. könnte mir vielleicht jemand erklären wie sich das genau abspielt mfg
kannst du nicht lesen?? mein google ist nicht kaputt ich habe mir das auch schon angeschaut und das ist das was ich schon oben im forum beschrieben habe jedoch ist mir das nicht ausführlich genug und viel genauere beschreibungen finde ich auch nicht. im wiki steht das es nur beim abschalten ist jedoch entstehen beim ein und ausschalten spannungsspitzen. diese spannungsspitzen entladen die sich dann wieder durch die diode oder geht da auch noch ein teil der spannung weiter in die schaltung. wie sieht da dann eigentlich der genaue spannungsverlauf aus. durch diesen kurzschluß fällt der rest der schaltung für kurze zeit nicht
Wird die Spannung an einer Spule abgeschaltet, wird durch die, noch im System gespeicherte magnetische Energie, eine recht hohe Spannung induziert. Jedoch mit entgegengesetzter Polarität. Wäre eine Freilaufdiode nicht da, würde die Spannung zurück in die Schaltung "knallen" und sie evtl. zerstören. Die Freilaufdiode schließt diese Spannung kurz und verhindert, dass sie bis zur Schaltung kommt. Im normalen Betrieb stört sie nicht, da sie ja dann in Sperrrichtung betrieben wird. Das müsste aber wirklich reichen, eine Schalzskizze findest du bei Wikipedia. Wenn du wissen möchtest, warum eine Spannung induziert wird, wirst du dort auch fündig.
Ich hoffe, damit ist deine Frage geklärt. Ansonsten müsstest du dich um vernünftige Rechtschreibung kümmern, ohne Interpunktion ist das alles unheimlich schwer zu lesen.
Der Spulenteil des Relais ist eine induktive Last. Diese schaltest du in deiner Digitalschaltung vermutlich mit einem Transistor. Schaltest du sie plötzlich ab, entsteht wegen u = L * di/dt durch das hohe di/dt (plötzliches Abschalten) ein hohes u, welches zu einem Avalanche-Durchbruch des Transistors führt, was dieser dir meist übelnimmt. (Anmerkung: Es gibt auch Typen, die das aushalten, bis zu einer gewissen Energie, im Datenblatt meist als Single Pulse Avalanche Energy oder so bezeichnet, z.B. von IRF, dann kannst du dir die Schutzschaltung sparen. Beachte: die in der Spule gespeicherte magnetische Energie ist L * i^2, diese muß der Transistor abkönnen. Eine andere Variante ist es, die Spannung am Transistor mit einer Zenerdiode zu klemmen, dann muß der Transistor zwar immer noch die magnetische Energie verheizen, aber ohne den i.d.R. kritischen Avalanche-Durchbruch. Beides im Kfz-Elektronik-Bereich, wo es dank hohen Stückzahlen und extremen Kostendruck auf jedes eingesparte Bauelement ankommt, gern gemacht. Weiterer Vorteil in manchen Anwendungsfällen: das Relais schaltet etwas schneller ab. Aber zurück zu der Art und Weise, wie man es eigentlich macht.) Schaltest du nun eine Diode antiparallel zur Spule, so steigt die Spannung am Transistor nur bis zur Versorgungsspannung (die im ausgeschalteten Zustand zwangsläufig anliegt) plus der 0,7 V Flußspannung der Diode an, denn dann wird die Diode leitend und schließt die Spule kurz. Folge: Der Strom fließt durch die Diode noch ein paar Millisekunden weiter. Die Spannungsspitzen werden also nicht etwa "abgeleitet", wie du schreibst, sondern entstehen gar nicht erst in der normalen Höhe, da ja durch das Weiterfließen das di/dt geringer ist. Sinnvollerweise montierst du die Freilaufdiode nicht direkt am Relais, sondern direkt an deiner Digitalschaltung, da du deine Bauelemente dann nicht nur vor der Relaisspule selbst, sondern auch vor der Induktivität der Zuleitung schützt. Ich hoffe, das ist jetzt einigermaßen allgemeinverständlich geschrieben.
Hallo Tim, danke für dein Erklärung. Nehmen wir an oberhalb des Relais ist Schaltung x und unterhalb des Relais ist Schaltung y. Wenn ich jetzt Einschalte dann wird ja auch eine hohe Spannungsspitze induziert. Würde das nicht Schaltung y beschädigen. Und der Strom fließt ja von der Spule Richtung Schaltung y aber durch die Diode entsteht ja der Kurzschluß, so könnte ja der Strom nicht weiter in Schaltung y fließen. Beim Abschalten hast du ja gesagt wird die Spannung umgedreht. Somit wäre diese Spannung ja wieder an der Spule
hallo mechatroniker d.h. wenn ich abschalte dann fließt der Strom durch die Freilaufdiode und dann wieder zurück in die Spule. Da der vorhandene Strom wieder zurück in die Spule fließt und somit das Feld sich langsamer abbaut können auch nicht so hohe Spannungsspitzen entstehen.
Ich habe vor mir ein Buch liegen wo der Spannungs und Stromverlauf der Spule wie beim Kondensator eingezeichnet ist nur das die Bezeichnungen anders sind. Spannung bei der beim Kondensator ist wie Strom bei der Spule Strom beim Kondensator ist wie Spannung bei der Spule Und somit bei der Spule beim laden entsteht eine Spannungsspitze im positiven Bereich und beim Entladen eine Spannungsspitze im negativen Bereich
@mechatroniker:
>Sinnvollerweise montierst du die Freilaufdiode nicht direkt am Relais,
Doch!
Die Induktionsspannung sollte möglichst dort 'vernichtet' werden wo sie
entsteht. Bei längeren Leitungen könnte es sonst zu Übersprechen auf
andere Leitungen kommen und andere Prozesse stören.
Magnetventilstecker z.B. gibt es auch mit Dioden drin. Reedrelais haben
aus diesem Grund auch oft schon Dioden drin.
@"unausprechlicher Name (Gast)" Scan den Mist doch ein und poste ihn hier ! Eine Spule verhindert den spontanen Wechsel des Stromflußes ! Wenn Du meinst, Du kannst den Stromkreis unterbrechen, dann schlagen halt Funken, um ihn aufrecht zuhalten (Siehe Zündspule im Benzin-Auto). Legst Du aber eine Spannung an, so fließt nicht sofort der ganze Strom, weil bedingt durch die Änderung des Magnetfeldes, weil ein Strom fließt, einen Gegenspannung induziert wird, die der angelegten Spannung entgegensteht. Wenn Du das verstanden hast, warte ich auf das nächste Posting.
@Sonic: > Die Induktionsspannung sollte möglichst dort 'vernichtet' werden wo > sie entsteht. Wenn damit zu rechnen ist, dass auch in den Zuleitungen eine Induktionsspannung ensteht, sollten diese in der Schutzschaltung berücksichtigt werden, wie der mechatroniker empfiehlt. > Bei längeren Leitungen könnte es sonst zu Übersprechen auf andere > Leitungen kommen und andere Prozesse stören. Weswegen sollte hier etwas übersprechen? Wegen des Spulenstroms nach dem Abschalten? Der ist maximal so groß wie in eingeschaltetem Zustand, so dass nach dem Abschalten kein Übersprechen ensteht, das vorher nicht auch schon da war. > Magnetventilstecker z.B. gibt es auch mit Dioden drin. Reedrelais > haben aus diesem Grund auch oft schon Dioden drin. Diese integrierten Dioden dienen hauptsächlich dazu, die Montage (z.B. im Schaltschrank) zu vereinfachen, bzw. Platz auf der Platine einzusparen (ähnlich wie die manchmal in IC-Sockeln integrierten Blockkondensatoren).
eine andere, vielleicht verständlichere, Erklärung: Der Strom in einer Spule ist immer bestrebt in gleicher Größe in der gleichen Richtung weiter zu fließen. Wenn jetzt plötzlich der Widerstand größer wird (Abschalten) muss sich laut Ohm die Spannung erhöhen.
@ yalu: tut mir leid dich korrigieren zu müssen. Wir haben im Betrieb kilometerweise Kabel verlegt, auch Stammkabel in denen Messungen und Ventilansteuerungen laufen. In den Steckern unserer Ventile sind überall Dioden, in den Steuergeräten (ab Werk) auch. Es ist schon öfter vorgekommen dass eine Diode im Stecker gestorben ist und einige andere Messungen im Stammkabel gestört haben. Wenn du die Induktionsspannung erst am Ende des Kabels vernichtest hast du die schönste Langwellenantenne. Oft pflanzt sich der Peak auch über den Schirm des Kabels auf andere Kabel for, deren Schirm im Unterverteiler mit aufgelegt ist. Nix für ungut, aber diese Erfahrungen habe ich in 20 Jahren Instandhaltung gemacht.
> Und somit bei der Spule beim laden entsteht eine Spannungsspitze im > positiven Bereich und beim Entladen eine Spannungsspitze im negativen > Bereich Vorsicht. Du darfst Ein- und Ausschaltvorgang nicht analog betrachten. Wenn du dir die Gleichung u = L * di/dt anschaust, dann sagt diese noch nichts über Ursache und Wirkung aus. Beim Einschalten ist keine Energie in der Spule, der ganze Vorgang wird also durch die von außen angelegte Spannung in Gang gesetzt (Ursache), das u an der Spule ist also genau so groß, das di/dt ergibt sich entsprechend (Wirkung). Beim Ausschalten trennst du die Spule ja vor der Spannungsquelle. Jetzt ist die gespeicherte magnetische Energie die treibende Kraft. Durch das Ausschalten zwingst du der Diode ein (negatives) di/dt auf (Ursache), das (mitunter hohe) u ist die Wirkung. Somit kann beim Einschalten keine Spannungsspitze entstehen, beim Ausschalten dagegen sehr wohl. @Sonic: > in den Steuergeräten (ab Werk) auch hätte mich auch gewundert, wenns nicht so ist. Für den Schutz der Bauelemente dürften das auch die wichtigeren sein. Da jeder Meter Zuleitung bereits ca. 1 µH ist, kann man auch mit den Leitungsinduktivitäten die Bauelemente ganz gut abschießen. (Natürlich sind EMV-Probleme auch keine ganz unwichtigen Details...)
Hallo, Ganz ganz früher (TM) hat man da viel mehr vereinfacht. ;) Eine Spule wirkt einer Stromänderung entgegen, ein Kondensator einer Spannungsänderung. Was passiert, wenn man die Spule über einen Schalter an eine Spannungsquelle legt? Bei offenem Schalter ist der Strom 0, die Spannung über der Spule ist auch 0. Wird der Schalter geschlossen, liegt Spannung an der Spule an, es müßte also sofort ein Strom nach I=U/R fließen. R ist der ohmsche Widerstand der Spule, also der Drahtwiderstand bei Gleichstrom. Das mag aber die Induktivität der Spule garnicht und die will das verhindern. Klappt nicht so ganz, der Anstieg von 0 auf obigen Strom wird nur verlangsamt. Wenn jetzt nach erreichen des maximalen Stromes der Schalter geöffnet wird, findet die Induktivität das genauso blöd und will genau diesen Strom weiterfließen lassen. Da der Widerstand des offenen Schalters aber gegen unendlich geht, steigt die Spannung über der Spule an. Wie weit die steigt, hängt von der in der Induktivität gespeicherten Energie und dern Umgebungsbedingungen ab. Wenn es wirklich ein Schalter ist, funkt es eben, weil die Spannung soweit steigt, bis es einen Überschlag gibt. Wenn es ein Transistor ist, steigt sie bis zur Druchbruchspannung der CE oder CB-Strecke, dann leitet der Transistor wieder. Meist danach für immer... Die Freilaufdiode läßt den Strom beim Ausschalten einfach weiter fließen, bis die gespeicherte Energie in Wärme umgewandelt wurde. Ein Kondensator über einem mechanischen Schalter (Funkenlöschung) macht es genauso. Wenn der Schalter geöffnet wird, kann der weiter fließende Strom den Kondensator aufladen. Gibt dann eine gedämpfte Schwingung, die die Energie auch in Wärme umwandelt. In den uralten Bücjern waren da dann immernoch nette kleine Bilder von rennenden Strom-Tierchen drin. :-)) Gruß aus Berlin Michael
> In den uralten Bücjern waren da dann immernoch nette kleine Bilder von > rennenden Strom-Tierchen drin. :-)) Rennende Strom-Tierchen? Ziemlich blöd. Will meine Elektronik eigentlich behalten. Aber was mach ich, wenn mein Vermieter keine Haustiere zuläßt?
> Aber was mach ich, wenn mein Vermieter keine Haustiere zuläßt?
Hast du abgeklärt, ob du in der Wohnung Elektronen halten darfst?
Hallo, wahre Begebenheit: irgendwann Ende der 40er Jahre bekamen etliche ehemalige Bauernhöhe in Ahrensfelde bei Berlin endlich Strom in die Häuser. Damals wurden Eisen(?)ummantelte Leitungen (Kuno-Rohr?) verlegt. Verbürgte Aussage eines der Bewohner: Nee, nee, das kommt mir nicht ins Haus. Nachher geht so ein Rohr kaputt und mir läuft die ganze elektrische Jauche in die Stube... Gruß aus Berlin Michael
Von Elektronen steht nix im Mietvertrag, ebensowenig übrigens von Protonen oder Neutronen. Da laut Michael U. die Elektronen aka. Stromtierchen zur Gattung der Tiere gehören, liegt es nahe, daß es für die beiden anderen genannten Dinge auch gilt. Ist evtl. meine gesamte Wohnungseinrichtung schwebend illegal? Bzw. gibt es vielleicht so etwas wie pflanzlichen Strom, mit dem ich entsprechende Beschränkungen umgehen könnte?
Angehängte Dateien:
-
spannungsverlauf.JPG
19 KB
@ bernd rüter da ist dieser spannungsverlauf nach dem ich mich gerichtet habe. und da ist ja ersichtlich dass auch beim einschalten wenn sich das magnetische feld aufbaut und der strom langsam steigt auch eine spannungsspitze in positiver richtig entsteht obwohl angeblich noch keine energie besteht. nach dieser skizze ist ja die spannung nicht entgegengerichtet somit müßte ja eigentlich gleich der ganze strom fließen. @ mechatroniker was bedeutet analog betrachten. brauch ich eigentlich freilaufdioden nur bei relais oder verwendet man die sobald eine spule vorkommt. durch diese freilaufdiode entsteht da nicht ein kurzschluß in der schaltung. denn man sagt ja der strom sucht sich den weg mit dem geringsten widerstand. somit wäre das ja durch die diode, wäre dann nicht die folge dass der strom nicht in die restliche schaltung fließen würde.
@ XY ungelöst In dem Diagramm siehst Du die Spannung über die Spule. Wenn Du noch die Spannung addierst (Masche!), die Du anlegst, dann hebt sich die Spannung auf. Zündfunken werden auch immer im Moment der Unterbrechung des Stromes durch die Primärwicklung erzeugt... Alte Kreidler-Fahrer wußten sowas noch... Die Diode wird parallel zur Spule geschaltet - ABER SO, daß im normalen eingeschalteten Zustand kein STrom durch die Diode fließt, sie muß da natürlich sperren. Beim Ausschalten fließt der Strom weiter durch die Spule raus - rein in die Diode - durch die Diode - rein in die Spule... Mensch in flüssigen Wasserstoff wäre daß ja ein Perpetuum mobile - äh - Superleiter. BTW: Superleiter werden nur alle paar Jahre mal "geladen"
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