Ich komme mit dem Begriff und der Auswirkung Induktion nicht zurecht, auch wenn ich bereits diverse Tutorials und die Wiki-Seiten gelesen habe. Ein Kondensator stelle ich mir wie folgt vor - ein Kondensator ist ein kleiner Energiespeicher wie ein Akku. Ich kann den Kondensator mit Energie "füllen", wenn ich ihn z.B. parallel zu einem Stromkreis dazuschalte. Den Kondensator stelle ich mir wie ein Druckausgleichsbehälter vor. Ist die Spannung größer als die Spannung, die der Kondensator abgeben kann, dann erhöht sich auch weiter die Spannung im Kondensator, er wird weiter gefüllt. Fällt die Spannung von der Stromquelle ab, dann ist der Kondensator wie eine zweite Energiequelle. Aber was ist eine Induktion? Also, es hat zunächst etwas zu tun mit Magnetismus. Kann ich sagen, wenn ich in einem Stromkreis eine Induktion (Spule) habe, dass es sich auch um einen Energiespeicher ähnlich wie der Kondensator handelt? Ich stelle mir eine Induktion zur Zeit wie folgt vor: Durch den Stromfluss in der Spule und in dem Metallkörper in der Spule wird ein Magnetfeld aufgebaut. Dieses Magnetfeld ist mein Energiespeicher. Wenn ich jetzt eine Spule parallel zur Stromquelle schalte, kann ich dann auch wie beim Kondensator dort einen Moment Energie speichern, die dann an den Stromkreis abgegeben wird, wenn die Stromquelle vom Stromkreis getrennt wird? Nur das eben beim Kondensator eine Kraft zwischen den Platten entsteht, die positiv und negativ geladen sind, und bei der Induktivität (Spule) ein Magnetfeld aufgebaut wird, dass halt beim Entfernen der Stromquelle dann wieder abgebaut wird und dabei auch - bildlich gesprochen - die Elektronen durch das Kabel jagd?
http://www.frag-caesar.de/lateinwoerterbuch/inducere-uebersetzung.html http://de.wikipedia.org/wiki/Vollst%C3%A4ndige_Induktion Allgemein: http://de.wikipedia.org/wiki/Induktion Du meinst wahrscheinlich: http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion
Also: Eine Induktion an sich heißt nur "Herbeiführung". In dem Zusammenhang ist für dich sicherlich die Elektromagnetische Induktion von Bedeutung: http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion Was du aber mit deiner Beschreibung meinst (im Gegensatz zum Kondensator), ist die Induktivität: http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t
Ja, die Spule erzeugt ein Magnetfeld. Aber: Der Strom durch die Spule steigt mit der Zeit an, ebenso das Magnetfeld. Nach weniger als einer Sekunde hast Du schon einen Kurzschluss. Weiterhin baut sich das Magnetfeld von alleine wieder ab, sobald Du den Stromfluss unterbrichst. Die Spule erzeugt dann eine umgekehrt gepolte Spannung, die sehr hoch sein kann. Aber auch nur kurz, nämlich so lange, bis das Magnetfeld zusammen gefallen ist. Das kann man mit einem Kompass, einem Meter Schaltdraht und einer kleinen Mignon Alkaline (nicht Akku!) erforschen. Sie verhält sich daher in fast allen Punkten genau umgekehrt, als ein Kondensator.
stefanus schrieb: > Sie verhält sich daher in fast allen Punkten genau umgekehrt, als ein > Kondensator. Ach so, liegt dass dann an daran, dass bei dem einen die Spannung dem Strom um 90 Grad voraus eilt und bei dem anderen der Strom der Spannung um 90° phasenverschoben ist?
stefanus schrieb: > Nach weniger als einer Sekunde hast Du schon einen > Kurzschluss. Kannst du das mal begründen bitte? Wie kommst du auf eine Sekunde, und wie kommst du auf einen Kurzschluß?
Ich habe jetzt versucht, dieses Bild zu verstehen: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Selbstinduktion-im-gleichstromkreis-zeitverlauf.svg stefanus schrieb: > Weiterhin baut sich das Magnetfeld von alleine wieder ab, sobald Du den > Stromfluss unterbrichst. Die Spule erzeugt dann eine umgekehrt gepolte > Spannung, Dass sieht man ja genau in dem Bild. Kann ich nun folgendes sagen: Ist eine Spule im Stromkreis und wird die Stromquelle abgeschaltet, dann kann der Rest vom Stromkreis Energie wie beim Kondensator aus der Spule beziehen - nur dass sich dann beim Wegfall der Primärenergiequelle nun die Spannungsrichtung ändert.
stefanus schrieb: > Aber: Der Strom durch die Spule steigt mit der Zeit an, ebenso das > Magnetfeld. Nach weniger als einer Sekunde hast Du schon einen > Kurzschluss. Kann der Strom denn auch höher werden, als das Netzteil liefern kann? Oder meinst Du mit Kurzschluss, dass dann die hoffentlich vorhandene Sicherung des Netzteils rausspringt?
Garden schrieb: > In diesem Video wird's erklärt: > > http://et-tutorials.de/6021/magnetische-induktion/ Vielen Dank für den Videolink. Also verhält es sich dabei auch "ähnlich" wie bei dem Kondensator. Beim Kondensator entsteht die Kraft durch die beiden Platten, die zu einer Spannung führen. Bei einer Induktion werden die Elektronen durch das Magnetfeld in eine Richtung verschoben, so dass eine Kraft entsteht.
Die Induktivität kannst du dir wie ein Wasserrad vorstellen, das eine Schwungmasse besitzt. Bis es sich in Gang setzt und Wasser durchlässt muss erstmal ein gewisser Druck gegen die Schaufeln aufgebaut werden und eine Zeitlang einwirken, damit die träge Masse in Schwung kommt. Ist es dann allmählich in Schwung gekommen, schaufelt es aufgrund seiner Schwungmasse weiterhin Wasser in Flussrichtung, auch wenn der ursprünglich antreibende Wasserdruck weg ist. Es wird dann quasi selbst zur Wasserpumpe (Stromquelle)und versucht den Fluss aufrecht zu halten. Der Kondensator hingegen speichert, wie du richtig in deinem Beispiel dargelegt hast, Energie in statischer Form von Druck(Spannung)und Kapazität. Es gibt in der Physik grundsätzlich die beiden Energieformen: statische Energie und Bewegungsenergie. Bei einem Pendel sind z.B. die beiden äusseren Positionen die Punkte mit 100% Lagenergie und 0% Bewegungsenergie. Rauscht das Pendel dann nach unten, dann verwandelt sich die Lageenergie in Bewegungsengie. Am unteren Scheitelpunkt hat das Pendel dann 100% Bewegungsenergie und 0% Lageenergie.... beim Aufwärtsschwingen wird die Bewegungsenergie dann wieder in Lagenergie umgesetzt. Den Kondensator kannst du dir als Speicher für statische Energie vorstellen, die Spule bzw. Induktivität ist ein Speicher der vom Prinzip her die Bewegungsenergie samt ihrer Trägheit darstellt.
>Beim Kondensator entsteht die Kraft durch die beiden Platten, die zu >einer Spannung führen. Nein. Platten haben garnicht die Fähigkeiten Kräfte zu erzeugen. Die Kraft wird durch die räumlich unterschiedliche Verteilung der Elektronen erzeugt. >Bei einer Induktion werden die Elektronen durch das Magnetfeld in eine >Richtung verschoben, so dass eine Kraft entsteht. Nein. Die Verschiebung der Elektronen ist schon die Folge der Existenz einer Kraft, nicht erst deren Ursache. Lies am besten noch einmal nach, was es mit den verschiedenen Energieformen und deren Umwandlung auf sich hat.
> Platten haben garnicht die Fähigkeiten Kräfte zu erzeugen.
Schon vor über 300 Jahren sah Newton das anders.
@ U. B. >> Platten haben garnicht die Fähigkeiten Kräfte zu erzeugen. >Schon vor über 300 Jahren sah Newton das anders. Und in welchem Zusammenhang? Was soll eigentlich diese, ohne Begründung oder Referenz hingeworfene, Bemerkung?
Wenn ein Strom durch einen Leiter fließt und dieser Leiter befindet sich in einem Magnetfeld, dann wirkt auf diesen Leiter eine Kraft (Oerstedt). Wenn sich Elektronen also relativ zu Magnetfeldlinien bewegen, werden sie verschoben. Es kann sich aber auch das Magnetfeld bewegen. Bei sich ändernder Magnetfeldstärke bewegen sich Magnetfeldlinien. Wenn sich im Bereich dieses (sich ändernden) Magnetfeldes Elektronen befinden. dan nwirkt auf diese Elektronen eine Kraft. Sie werden also in eine Richtung gedrängt. Dort wo sich nun diese Elektronen befinden ist dann ein Elektronenüberschuss (negative Ladung). Ladingsunterschied sind Potentialunterschiede -> Elektrische Spannung (Induktionsspannung). siehe auch: http://et-tutorials.de/grundlagen/induktivitat-und-magnetisches-feld/
@Bitflüsterer: > ... ohne Begründung oder Referenz ... Dachte, das wäre klar; s.u.: http://de.wikipedia.org/wiki/Philosophiae_Naturalis_Principia_Mathematica
Bitflüsterer schrieb: > @ U. B. > >>> Platten haben garnicht die Fähigkeiten Kräfte zu erzeugen. > >>Schon vor über 300 Jahren sah Newton das anders. > > Und in welchem Zusammenhang? > > Was soll eigentlich diese, ohne Begründung oder Referenz hingeworfene, > Bemerkung? Beispielsweise die Kraft wenn einem eine dicke Steinplatte auf den Fuß fällt. SCNR
> Beispielsweise die Kraft wenn einem eine dicke Steinplatte auf den Fuß > fällt. Falls die Platte zusätzlich (gegen Erde, versteht sich) elektrisch aufgeladen wäre, fiele sie auch noch schneller ... ;-)
Und was hat die Masseanziehung nun genau mit dem Thema des Threads,
nämlich Induktion, Magnetfeld und elektrostatischen Kräften zu tun, das
meiner Aussage:
> Platten haben garnicht die Fähigkeiten Kräfte zu erzeugen.
widerspricht?
Wollt Ihr nicht noch das kleine Einmal-Eins aufsagen? Das passt auch
nicht zum Thema, auch wenn es allgemein als wahr anerkannt wird.
Herzlichen Dank für die Vielzahl Eurer Erklärungen, ich habe mich sehr darüber gefreut. stefanus schrieb: > Die Spule erzeugt dann eine umgekehrt gepolte > Spannung, die sehr hoch sein kann Kann man die Spannung, die beim Wegfall der Stromquelle, sehr hoch werden kann, so frage ich mich, wie ich dieses Phänomen auf das Wasserrad mit Schwungmasse übertragen könnte. Dass sich die Flussrichtung auch im Wassermodell mit dem Schwungrad ändert, dass kann ich nachvollziehen, aber eben nicht die kurze sehr hohe Spannung, bzw. ein sehr kurzer hoher Wasserdruck, den ich mit der sehr kurzen hohen Spannung gleichsetze.
Bitflüsterer schrieb: > Nein. Platten haben garnicht die Fähigkeiten Kräfte zu erzeugen. Die > Kraft wird durch die räumlich unterschiedliche Verteilung der Elektronen > erzeugt. Ich hätte hier schreiben müssen - Kraft nicht durch die Platten, sondern eine Kraft zwischen den Platten, weil doch auf der einen Kondensatorplatte ein Elektronenmangel ist und auf der anderen Platte ein Elektronenüberschuss. Dass ist glaube ich ein Beispiel dafür, wie ein kleiner Wortunterschied von "zwischen" und "durch" komplett andere Bedeutungen hervorrufen kann. Ich glaube, auch durch diesen Fehler habe ich heute etwas gelernt, dass man sehr genau auf die Worte achten muss, so dass keine Mißverständnisse entstehen.
> Kann man die Spannung, die beim Wegfall der Stromquelle, sehr hoch > werden kann, so frage ich mich, wie ich dieses Phänomen auf das > Wasserrad mit Schwungmasse übertragen könnte. Analogie: Das Wasserrad (Wr) ist ein mechanischer Energiespeicher mit dem Trägheitsmoment J, Induktivität L bzw. Kapazität C sind eben elektrische. Will man einen solchen Energiespeicher SCHNELL laden oder entladen, benötigt bzw. erhält man: Beim Wr sehr grosses Drehmoment (= Kraft * Hebelarm), beim L sehr grosse Spannung, beim C sehr grossen Strom.
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U. B. schrieb: > beim L sehr grosse Spannung, Vielen Dank für Deine Antwort. Folgendes Modellbeispiel. Ich habe eine Lampe (ohmscher Verbraucher) und parallel dazu eine Spule. Drücke ich den Taster einen Moment, dann leuchtet die Lampe und die Spule baut ein Magnetfeld auf. Lasse ich den Taster los, dann speist die Spule den Stromkreis (mein Wasserrad, was weiter Wasser pumpt). Kann es jetzt passieren, dass in die Lampe dann wegen einer zu hohen Spannung kaputt gehen könnte?
Anfänger schrieb: > Kann man die Spannung, die beim Wegfall der Stromquelle, sehr hoch > werden kann, so frage ich mich, wie ich dieses Phänomen auf das > Wasserrad mit Schwungmasse übertragen könnte. Stelle dir vor, das Wasserrad pumpt Wasser in einem Kreislauf durch ein Rohr, dass mit einem Schieber versehen ist. Analog zu einem Stromkreis mit Schalter. Nun schließt du schlagartig den Schieber (d.h. unterbrichst den Stromfluss mit dem Schalter). Da die Wassersäule in Bewegung ist, baut sich nun vor dem Schieber ein enormer Druck auf (entspr. hoher Spannung). Dieses Phänomen gibt es bei Wasserleitungen tatsächlich beim schnellen Schließen eines Einhebelmischers und kann zum Platzen der Leitung führen (Stichwort Druckschlag). Dies entspricht dann sozusagen dem elektrischen Durchschlag bei zu hoher Spannung. Die Spule sorgt dann schon dafür, dass die im Magnetfeld gespeicherte Energie durch einen Stromfluss abgebaut werden kann.
Vielen Dank für Deine Antwort. Muss man sich dann merken, dass man eine Spule(Induktion) also so niemals parallel zu einer Lampe schalten darf (bezogen auf das Bild von mir), damit die Lampe nicht durch zu viel Spannung kaputt geht? Was könnte man denn als "Schutz" einbauen, damit die Lampe nicht durch zu hohe Spannung kaputt ginge? Mir würde jetzt pauschal einfallen, einen spannungsabhängigen Widerstand davorzusetzen, ich glaube, dass sind diese Zener-Dioden, die in einem Spannungsbereich einen geringen Widerstand haben und außerhalb des Bereichs der Widerstand stark ansteigt. Wäre so eine Zenerdiode ein "Schutzmechanismus" gegen Überspannung durch Spulen?
> Folgendes Modellbeispiel. Ich habe eine Lampe (ohmscher Verbraucher) und > parallel dazu eine Spule. (...) > Kann es jetzt passieren, dass in die Lampe dann wegen einer zu hohen > Spannung kaputt gehen könnte? Ja. Nach dem Ausschalten wird ein (ggf. grosser) Teil der vorher in der Spule gespeicherten Energie in der Lampe "verbraten". Ist dieser Teil zu gross, brennt sie wie eine Sicherung ab.
Anfänger schrieb: > Ich komme mit dem Begriff und der Auswirkung Induktion nicht zurecht, > auch wenn ich bereits diverse Tutorials und die Wiki-Seiten gelesen > habe. Nur lesen hilft nicht, man muß auch sinnentnehmend lesen (das braucht manchmal Zeit). > Den Kondensator stelle ich mir wie ein Druckausgleichsbehälter vor. Ist > die Spannung größer als die Spannung, die der Kondensator abgeben kann, > dann erhöht sich auch weiter die Spannung im Kondensator, er wird weiter > gefüllt. Fällt die Spannung von der Stromquelle ab, dann ist der > Kondensator wie eine zweite Energiequelle. Ja, das kann man durchaus so sehen. (Die Differenzierung zwischen Strom- und Spannungsquelle übersehe ich mal, die ist mMn nicht richtig, weil "eine von der Stromquelle abfallende Spannung" keinen Sinn macht, imo) > Aber was ist eine Induktion? Also, es hat zunächst etwas zu tun mit > Magnetismus. Induktion bedeutet (vereinfacht gesagt) schlicht nur folgendes: Wenn sich ein Magnetfeld "bewegt", dann baut sich in einem elektrischen Leiter eine Potentialdifferenz (Spannung) auf. Dabei ist es aber unerheblich, ob sich der Leiter im Magnetfeld bewegt oder das Magnetfeld relativ zum Leiter. Ausserdem: Wenn sich nix bewegt, sich aber das Magnetfeld in seiner Stärke ändert, dann wirkt das so als ob sich das Magnetfeld (oder der Leiter) bewegen würde. Also: Entweder etwas (leiter oder Magnetfeld) bewegt sich oder die Stärke ändert sich (meistens vom Magnetfeld, theoretisch könnte sich aber auch der Leiter physikalisch ändern), dann werden sich auch Ladungsträger bewegen (und das führt dann eben zu einer Spannung, die man "induzierte Spannung" nennt). Spulen können das eben besonders gut, weil die (meistens) aus einem besonders langem Leiter bestehen und sich in ihrer Gegenwart gerne das Magnetfeld ändert: Eine Spule, durch die Ladungsträger (üblicherweise sind das bei metallischen Spulen Elektronen) fliessen, erzeugt ja bekanntlicherweise ein Magnetfeld. Aber auch ein gerader Leiter erzeugt ein Magnetfeld, wenn Ladungsträger durch ihn fliessen. Aber bei Spulen funktioniert das eben besonders gut, was offensichtlich wird, wenn Du Bilder vergleichst, die das Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter bzw. jenes um eine bestromte Spule visualisieren. > Kann ich sagen, wenn ich in einem Stromkreis eine Induktion (Spule) Das Phänomen nennt man Induktion, und weil das die Spule "besonders gut kann" nennt sie der Fachmann auch Induktivität. Ich glaube, da liegt der (formale) Fehler: Induktion beschreibt das Phänomän, Induktivität das Bauteil. > habe, dass es sich auch um einen Energiespeicher ähnlich wie der > Kondensator handelt? Genau! Nur beim Kondensator ändern sich die elektrischen Ladungen aufgrund sich ändernder Spannungen (=Influenz) und bei der Spule ändern sich elektrische Ströme aufgrund sich ändernder Magnetfelder (=Induktion). "Das Selbe in Grün", praktisch. > Nur das eben beim Kondensator eine Kraft zwischen den Platten entsteht, > die positiv und negativ geladen sind, und bei der Induktivität (Spule) > ein Magnetfeld aufgebaut wird, dass halt beim Entfernen der Stromquelle > dann wieder abgebaut wird und dabei auch - bildlich gesprochen - die > Elektronen durch das Kabel jagd? Genau! LG, N0R
Anfänger schrieb: > Was könnte man denn als "Schutz" einbauen, damit die Lampe nicht durch > zu hohe Spannung kaputt ginge? Na, mit einer Diode in Sperrrichtung welche die Spule und damit die Induktionsspannung entsprechend der Entstehungsursache kurz schließt. Macht man mit jedem Relais so.
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