variable, frequenzabhänige Induktivität

[Florian Benn (Gast)]

Hallo Forum,

ich habe schon verwandte Einträge zu dem Thema durchforstet, komme aber 
bei der Interpretation meiner Messungen nicht so richtig weiter.

Ich habe im ersten Schritt zur Bestimmung der Induktivität ein 
Induktivitäts-Messgerät zum Messer der Spulen Induktivität verwendet. 
(HAMEG LCR Bridge HM8118)

Nach ein paar einfachen Schwingkreisversuchen hatte ich variable 
Induktivitäten festgestellt.

Jetzt habe ich Testspulen bauen wollen, um die Effekte bei der 
unbestimmten Spule nach und nach nachvollziehen zu können.

Ziel war als erstmal eine Spule mit Isolation (Abstand) zum Spulenkern 
und möglichst viel Abstand zischen den Windungen (N=10) zu Wickeln. Bei 
einer Spule mit sehr großen Ringkern (geschlossen) habe ich direkt diese 
sinkende Induktivität mit Erhöhung der Messfrequenz feststellen können. 
Das war auch unabhängig von Isolation und Packungsdichte.

Als Vergleich habe ich dann noch einen kleinen Ringkern mit dünnerem 
Kupferlackdraht benutzt und hatte diesen Effekt nicht. So hatte ich das 
auch bei dem großen Ringkern erwartet. Wie kann das kommen?


Danach habe ich noch eine Messreihe mit dem kleinen Spulenkern
1. weit gewickelt und kernisoliert und
2. eng gewickelt ohne weitere Kernisolation
aufgenommen.

Sind die aufgezeichneten Unterschiede tatsächlich die Folge von 
parasitär Kapazitäten. So ganz genau kann ich mir das auch hier nicht 
erklären.

Danke für eure Hilfe!

Grüße,

Florian

[Florian B. (flob1337)]

Ich habe dann auch noch ein paar Tests mit einer eingebrachten 
Kurzschlusswindung gemacht, darauf komme ich dann aber, wenn ich die 
ersten Schritte verstanden habe... :-)

[nicht "Gast" (Gast)]

>
> Sind die aufgezeichneten Unterschiede tatsächlich die Folge von
> parasitär Kapazitäten. ...

Neben parasitären Kapazitäten gibt es noch den Serienwiderstand und die 
Eigenschaften des Kernmaterials. Auch eine Fehlbedienung des LCR-Meters 
(Parallel/Serienmessung?) ist nicht ausgeschlossen.

[Florian B. (flob1337)]

Hier habe ich noch Bilder von den getesteten Spulen. Vielleicht habe ich 
auch einen dämlichen praktischen Fehler gemacht...

Der Durchmesser des kleinen Spulenkerns sind etwa 3,3cm. Der Druchmesser 
des großen liegt bei etwa 16cm.

[Florian B. (flob1337)]

nicht "Gast" schrieb:
>
> Neben parasitären Kapazitäten gibt es noch den Serienwiderstand und die
> Eigenschaften des Kernmaterials. Auch eine Fehlbedienung des LCR-Meters
> (Parallel/Serienmessung?) ist nicht ausgeschlossen.

Ich habe das LCR-Meter in Serienmessung betrieben und die automatische 
Umschaltung unterdrückt. Den Abgleich habe ich bei 1kHz über den 
Kurzschlussabgleich gemacht.

Welcher Einfluss könnte denn die Ergebnisse bewirken, wenn du die 
Eigenschaften des Kernmaterials nennst?

[nicht "Gast" (Gast)]

Bei höheren Frequenzen wird µ komplex. Hier Daten der wichtigsten 
Ferrit-Materialen:
http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sections/ProductCatalog/Ferrites/Materials/Page,locale=en.html

Der "große" Ringkern ist ungewöhnlich dünn in seinen Proportionen - habe 
ich bisher noch nicht gesehen.

[Florian B. (flob1337)]

nicht "Gast" schrieb:
> Bei höheren Frequenzen wird µ komplex. Hier Daten der wichtigsten
> Ferrit-Materialen:
> 
http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sections/ProductCatalog/Ferrites/Materials/Page,locale=en.html
>

Vielen Dank für den Link. Leider sind diese Abhängigkeiten im 
MHz-Bereich. Bei mir habe ich die Änderung von 20Hz bis 1kHz.


> Der "große" Ringkern ist ungewöhnlich dünn in seinen Proportionen - habe
> ich bisher noch nicht gesehen.

Die Dicke des Kerns ist zwischen 2 bis 3cm. Vielleich kommt das auf dem 
Bild falsch rüber, aber ich fand den ziemlich "massiv"...

[Salb & Quack (Gast)]

Zeichne doch mal die Impedanz ueber die Frequenz auf. Die sollte unten 
induktiv sein und oben kapazitiv

[Florian B. (flob1337)]

Salb & Quack schrieb:
> Zeichne doch mal die Impedanz ueber die Frequenz auf. Die sollte unten
> induktiv sein und oben kapazitiv

Magst du mir dann den Zeck der Übung erklären? Also im Vergleich der 
kleinen isolierten Spule mit der kleinen unisolierten, eng gewickelten 
Spule kriegt man da schon eine Idee von eine Kapazität. (siehe Bild)

Da wollte ich ja gerne eine Bestätigung, ob ich das als parasitäre 
Kapazität richtig erkenne.

Bei dem Vergleich zwischen großen Spulenkern und kleinem Spulenkern 
hingegen, bin ich noch ziemlich ratlos...

[Florian B. (flob1337)]

OK, das letzte Bild war Blödsinn... Ich hab jetzt den Blindwiderstand 
XL= jwL über die Frequenz aufgetragen. Messwerte aus Bild 1 
(spule_isoliert_eng) Scale nicht beachten ;-)

Kann ich daraus jetzt erkennen, dass kaum parasitäre Kapazitäten 
vorhanden sind? Oder ist das nicht auch vom Messbereich abhängig?!

[Salb & Quack (Gast)]

Schaut doch gut aus...

[Florian B. (flob1337)]

Salb & Quack schrieb:
> Schaut doch gut aus...

Genau... Nur ist die Spule mit dem großen Spulenkern mein Problem an der 
Stelle. im Bild der Bilndwiderstand der Spule mit großem Kern.

[PSPICE_Fan (Gast)]

Hast Du ausversehen irgendwas von linear auf logarithmisch umgeschaltet? 
Vielleicht logarithmischen Sweep oder Ergebnis in DB?

[Florian B. (flob1337)]

PSPICE_Fan schrieb:
> Hast Du ausversehen irgendwas von linear auf logarithmisch umgeschaltet?
> Vielleicht logarithmischen Sweep oder Ergebnis in DB?

Nein, nichts dergleichen :-/

[Florian B. (flob1337)]

Hier habe ich jetzt eine weitere Spule getestet. Der Impedanzverlauf 
zeigt auch hier zu beginn ein untypisches Verhalten. Hat jemand eine 
Idee was der Grund sein könnte?

[Harald W. (wilhelms)]

Florian B. schrieb:

> Hier habe ich jetzt eine weitere Spule getestet. Der Impedanzverlauf
> zeigt auch hier zu beginn ein untypisches Verhalten. Hat jemand eine
> Idee was der Grund sein könnte?

Du meinst bei unter 500Hz? Da würde ich am ehesten auf Messfehler
tippen.
Gruss
Harald

[Florian B. (flob1337)]

> Du meinst bei unter 500Hz? Da würde ich am ehesten auf Messfehler
> tippen.
> Gruss
> Harald

Hallo Harald,

ja ich meine den Bereich von 20Hz bis 5kHz (Faktor 10 größer)

Gegen den Messfehler spricht:

1. die korrekten Messungen mit der kleinen Ringspule
2. den ähnlichen Effekt festgehalten mit der großen Ringkernspule über 
einen noch weiteren Frequenzbereich.

Ich vermute mittlerweile das es irgendwie mit magnetischen Widerständen, 
bzw. magnetischen Induktion zu tun haben könnte... Etwas zeitabhäniges, 
das bei niedrigen Frequenzen nicht zum tragen kommt und bei höheren 
Frequenzen konstant ist... Irgendeine superposition?!?

Hat da jemand das nötige Fachwissen?^^

[EMU (Gast)]

Florian B. schrieb:
> Ich vermute mittlerweile das es irgendwie mit magnetischen Widerständen,
> bzw. magnetischen Induktion zu tun haben könnte... Etwas zeitabhäniges,
> das bei niedrigen Frequenzen nicht zum tragen kommt und bei höheren
> Frequenzen konstant ist... Irgendeine superposition?!?
>
> Hat da jemand das nötige Fachwissen?^^

schau Dir das mal näher an
http://dg0sa.de/
dort: Balune->Balun-Messung->Kernprüfung

Evtl. kann Dein Analyzer auch "Durchgangsmessungen"

und mache Dich mal über Ferritmaterialien schlau
ein guter Start ist hier
http://www.mydarc.de/dl7la/
scrollen bis 'Eigenschaften von Ferriten bei HF'

EMU

[Florian B. (flob1337)]

Leider komme ich im Moment nicht an neue Messungen.

Die frequenzabhängige Permeabilität habe ich mir jetzt sehr genau 
angeschaut. Leider tritt dieser Effekt erst ab 10kHz-100kHz auf. Bei mit 
habe ich einen Effekt festgehalten, der von 20Hz bis 5kHz auftritt.

Hat jemand wirklich speziell dazu einen Hinweis oder eine Idee welchen 
Einfluss ich da (außer einem Messfehler) haben könnte?