Die Einheit Henry zur Spezifizierung einer Induktivität gehört zu den für mich schwerer zu verstehenden Dingen. Gegeben ist eine Spule mit 1mH, Sättigungsstrom 20A, DC-Widerstand 0.1 Ohm. Eine ideale Spannungsquelle wird direkt an die Spule angeschlossen. Eine Gleichspannung von 5V wird angelegt. Darf ich das jetzt so verstehen, dass nach 1ms ein Strom von 5A fliesst? Nach 4ms wird ein Strom von 20A fliessen? Danach kommt die Spule in die Sättigung, was dazu führt, dass der Strom ab hier sehr steil ansteigt?
Du hast es doch verstanden. Sie ist dasselbe wie das Farad, bloss Strom und Spannung sind vertauscht. http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.33
5V, 1mH, 0,1Ohm Der Strom steigt beim Einschalten mit di/dt = U/L = 5V/0,001H = 5000A/s = 5A/ms Bei t=unendlich (falls deine Quelle 50A hergibt). Imax = U/R = 5V/0,1Ohm = 50A Wegen dem Ohmschen Widerstand steigt der Strom aber nicht mit konstanten 5A/ms für alel Zeiten sondern nähert sich mit einer e-Funktion einem Maximalstrom. i(t) = Imax*e^(-t/tau) tau = L/R = 1mH/0,1Ohm = 10ms i(t) = 50A*e^(-t/10ms)
Die Sättigung ist quasi wie für den Kondensator die maximale Spannung. Der Kondensator schlägt durch und der Strom steigt unendlich.
> Sättigungsstrom 20A
Dieses Detail hatte ich vergessen.
Ab 20A steigt der Strom plötzlich ganz schnell an da die Spule auf Grund
der Sättigung einen Großteil der Induktivität verliert. Ich mach dir mal
ein Beispiel mit LTspice.
Angehängte Dateien:
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spule_sat2.GIF
57 KB
Hallo Christian, hier das Beispiel simuliert mit LTspice und einer Spule mit Sättigung. Bei meinem Spulenmodell fällt die Induktivität auf ca. 79% bei 20A. LTspice ist ein kostenloses SPICE-Simulationsprogramm von www.linear.com Einfach die datei spule_sat2.asc öffnen. Dann RUN. Am Ende dann "View-> Tile Vertically" um den Schaltplan links und den Plot auf der rechten Seite zu haben. Gruß Helmut
Hallo Helmut, danke für das umfangreiche Beispiel. Ich schaue mir mal jetzt genauer das LTspice an. Man hört ja dauernd davon.
H sind Vs/A Also Spannung mal Zeit pro Ampere. 1mH bedeutet also 1mVs um 1A zu erreichen. Also entweder 1s bei 1mV oder 1ms bei 1V - oder eine andere Kombination, deren Produkt 1mVs ergibt. Christian S. schrieb: > Darf ich das jetzt so verstehen, dass nach 1ms ein Strom von 5A fliesst? 1mH = 1mVs/A = 5V*1ms/5A ... ja, richtig! > Nach 4ms wird ein Strom von 20A fliessen? Danach kommt die Spule in die 1mH = 1mVs/A = 5V*4ms/20A ... auch richtig! Theoretisch. Allerdings fällt durch den Strom am Innenwiderstand 2V (20A*0,1Ω) ab, wodurch die Spule zum Ende hin nur noch 3V sieht und dadurch länger benötigt um den Strom aufzubauen. (Reihenschaltung Innenwiderstand + ideale Spule) - Siehe e-Funktion oben! > Sättigung, was dazu führt, dass der Strom ab hier sehr steil ansteigt? Wenn eine Spule eine Sättigung hat, ist es keine Luftspule. Sobald sie in die Sättigung kommt (also kein magnetischer Fluß mehr vom Kernmaterial aufgenommen werden kann), ist nur noch die Luftspule (= sehr viel weniger Induktivität) vorhanden und der Strom steigt rasant bis zu dem Punkt, an dem der Strom durch den Innenwiderstand begrenzt wird. Bei 5V und 0,1Ω also bei 50A. Vorausgesetzt, die Umgebung macht das mit (Leitungswiderstände, in Reihe zur Spule geschaltete Bauteile, Strombegrenzung im Netzteil, ...) Nun kommt ein komisches Phänomen: Die gesamten 5V fallen am Innenwiderstand ab (immerhin eine Leistung von 250W - aber das ist gerade egal). Trotzdem fließt der Strom weiter durch den idealen Anteil der Spule ohne das an dieser eine Spannung anliegt. Man könnte die ideale Spule nun kurz schließen und der Strom würde immer weiter fließen! Leider ist real in haushaltsüblichen Spulen immer ein Widerstand dabei, welcher bei einem Kurzschluß für einen an der Spule negativen Spannungsabfall sorgt und so den Strom sinken lässt. Bei Spulen aus Supraleitern geht das aber! Gruß Jobst
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Bearbeitet durch User
Henry = vs pro A (Vs ist eine Spannungs -Zeitfläche) Das heißt z.B für eine Spüle mit 3mH, dass ich 3 mili - Sekunden 1 Volt anschließen muss, um 1A Strom zu erhalten. Das gilt auch umgekehrt. Wird diese Spüle mit 3mH mit 1A entladen, so dauert der Stromfluss 3ms.
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