Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Sättigung einer "Spule" mit Sinusspannung ermitteln?


von Palermo (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem:

Nimmt man zwei Leitungsstücke (z.B. NYM-Leitung) und schließt diese an 
einem Ende kurz, so entsteht ja gemäß Theorie zunächst eine Luftspule.
Ziehe ich über jeweils beide Leitungsstücke noch ein Eisenrohr, so habe 
ich doch schon eine Spule mit Eisenkern, oder?

Die Frage, die ich mir gerade stelle ist, wie ich den Sättigungsstrom 
dieser Anordnung messtechnisch einfach erfassen kann?
Könnte ich hierzu über einen Stelltrafo eine Sinusspannung einspeisen, 
diese zusammen mit dem Strom oszillographieren und an dem Punkt, an dem 
der Strom beginnt übermäßig anzusteigen, habe ich die Sättigung 
erreicht?
Oder macht dieser Ansatz gar keinen Sinn? Falls doch, wie würde man so 
etwas in der Praxis realisieren?

Viele Grüße,

Palermo

: Verschoben durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Genau so.

von Palermo (Gast)


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Hallo Oh Doch,

super, schonmal vielen Dank für deine Antwort :)
Die Frage, die sich mir noch stellt ist jedoch, ob man noch in die 
Schaltung einen Widerstand einbringen muss, zumindest vielleicht einen 
Shunt, da ich ja sonst theoretisch zwar einen Strom, jedoch keine 
Spannung sehe (wegen des Kurzschluss) ?

Wie würde man diesen ggf. dimensionieren und an welcher Stelle müsste er 
sich befinden? Und dann noch eine "praktische" Frage: Wie genau stelle 
ich denn fest, ab wann der Strom übermäßig ansteigt. In der Theorie 
klingt das immer sehr einfach ;)

Viele Grüße,

Palermo

von Elektrofan (Gast)


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Die Frage, die ich mir gerade stelle ist, wie ich den Sättigungsstrom
dieser Anordnung messtechnisch einfach erfassen kann?

Ganz "einfach" geht es nicht; Sättigung tritt bei dieser "Spule"
(mit nur 1 Windung) erst bei ziemlich hohem Strom ein, sicher bei 
deutlich über 10 A.

von CLDtm (Gast)


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Palermo schrieb:
> Könnte ich hierzu über einen Stelltrafo eine Sinusspannung einspeisen,
> diese zusammen mit dem Strom oszillographieren und an dem Punkt, an dem
> der Strom beginnt übermäßig anzusteigen,

"Stelltrafo" impliziert eine 50 Hz Netzwechselspannung. Diese Frequenz 
ist bei der geringen Induktivität nicht geeignet, Weil...

Palermo schrieb:
> zumindest vielleicht einen
> Shunt, da ich ja sonst theoretisch zwar einen Strom, jedoch keine
> Spannung sehe (wegen des Kurzschluss) ?

Genau!
Deshalb eine Frequenz wählen bei der induktive Widerstand der "Spule" 
signifikant größer ist als ihr ohmscher Widerstand.

von THOR (Gast)


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Man kann ja die 3 Adern jeweils verbinden für 3 Wicklungen.

Den geplanten Aufbau müsste man mal sehen, mit Abmessungen.

von voltwide (Gast)


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Wenn Du ein Eisenrohr über das Kabel ziehst, wirst Du das Eisen niemals 
in die Sättigung bekommen, da sich das ohnenhin geringe Magnetfeld bei 
dieser Anordnung aufhebt. Im Grunde hast Du eine Gleichtaktdrossel 
gebaut, die Du in Gegentakt betreiben möchtest. So wird das nix.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Palermo schrieb:
> Ziehe ich über jeweils beide Leitungsstücke noch ein Eisenrohr, so habe
> ich doch schon eine Spule mit Eisenkern, oder?

Wenn das so aussieht: (oo), dann sind die beiden Leiter im Rohr und die 
Spule wäre mE. nur geschirmt. Wenn es hingegen so aussieht (o)(o) kann 
ich mich nicht mehr konzentrieren.

von Günter R. (guenter-dl7la) Benutzerseite


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nun, er schrub: jeweils beide, also kein Gleichtakt.

von voltwide (Gast)


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Was ist eine Feldmühle? Etwa ein Pferdegespann mit dem elektrische 
Felder gemahlen werden?

von voltwide (Gast)


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Er schrub dass er sie am Ende kurzschließt, so dass der Strom hin- und 
zurückfließt. Und darüber stülpt er ein Eisenrohr. Eine ziemlich 
sinnfreie Anordnung zur Untersuchung magnetischer Effekte.

von THOR (Gast)


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voltwide schrieb:
> Er schrub dass er sie am Ende kurzschließt, so dass der Strom hin-
> und
> zurückfließt. Und darüber stülpt er ein Eisenrohr. Eine ziemlich
> sinnfreie Anordnung zur Untersuchung magnetischer Effekte.

So kann das aufgebaut sein, aber auch anders. Zeichnung schafft 
Klarheit.

von Palermo (Gast)


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Vielen Dank für eure bisherigen Antworten, Fragen und Anregungen.

Also der Aufbau wäre, wie Boris schon vermutete (o)(o). Die Leiter wären 
dann gegensinnig geströmt.
Hintergedanke war es, ob man auf diese Art und Weise das magnetische 
Feld bzw. die damit verbundenen Effekte der bestimmten Leiter 
einigermaßen eindämmen könnte. Klar, es gibt natürlich schon lange die 
Koaxialkabel, jedoch hat mich nun der Fall Rohr über Leiter 
interessiert.
Hierzu können natürlich verschiedene Materialien eingesetzt werden-mit 
entsprechend verschiedenen Effekten. Um mir dies zu veranschaulichen, 
hatte ich an die offenen Parallelleiter mit und ohne Rohre noch einen 
Kondensator angeschlossen, aufgeladen und die Leiterenden 
kurzgeschlossen, um eine gedämpfte Schwingung anzuregen. Hierbei war mir 
der dämpfende Effekt auf die aufgenommene Schwingung aufgefallen, wenn 
ich die Eisenrohre verwendete.
Diesen wollte ich mir nun erklären (wahrscheinlich Induktion von 
Wirbelströmen...) und im Rahmen dessen auch mal die "Spule" genauer 
ansehen, um ein wenig zu lernen ;)

von voltwide (Gast)


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THOR schrieb:
> voltwide schrieb:
>> Er schrub dass er sie am Ende kurzschließt, so dass der Strom hin-
>> und
>> zurückfließt. Und darüber stülpt er ein Eisenrohr. Eine ziemlich
>> sinnfreie Anordnung zur Untersuchung magnetischer Effekte.
>
> So kann das aufgebaut sein, aber auch anders. Zeichnung schafft
> Klarheit.

Es bedarf keiner Zeichnung um die 2 ersten Sätze des TO zu verstehen.

von Günter Lenz (Gast)


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Palermo schrieb:
>Die Frage, die ich mir gerade stelle ist, wie ich den Sättigungsstrom
>dieser Anordnung messtechnisch einfach erfassen kann?

Schalte die Spule mit einem einstellbaren Widerstand in Reihe.
Schließe eine Wechselspannung von 50Hz und vielleicht 24V oder
mehr an, und messe den Strom. Mit dem Widerstand kannst du nun
den Strom verändern. Beobachte mit einem Oszillograf die
Spannung über die Spule. Wenn die Spannung nicht mehr Sinusförmig
ist, ist das ein Zeichen daß die Sättigung einsätzt.
Die Kurve wird dann zunehmend spitzer

von Palermo (Gast)


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Super, vielen Dank für den Tipp. Das probiere ich gleich morgen aus :)

von Lurchi (Gast)


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Im Prinzip Ja -

Aber beim beschriebenen Aufbaut, auch in der späteren Version mit 
parallel verlaufendem Strom (also 3 Windungen) wird man die Sättigung 
eher nicht erreichen.

Bei einem mal angenommenen Strom von 100 A die das Kabel mit etwas Glück 
kurzzeitig verträgt und 1 cm Rohr Durchmesser (sonst geht NYM nicht 
durch) bekommt man eine Feld von 300 A / 3 cm = 10 kA/m. Das reicht für 
normales Eisen nicht aus - da müsste das Material schon aus extra 
weichmagnetischem Material sein.

von oldeurope O. (Gast)


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Palermo schrieb:
> Hintergedanke war es, ob man auf diese Art und Weise das magnetische
> Feld bzw. die damit verbundenen Effekte der bestimmten Leiter
> einigermaßen eindämmen könnte. Klar, es gibt natürlich schon lange die
> Koaxialkabel

Beim Koaxialkabel geht es um das elektrische Feld.
Im übrigen gehe ich mit voltwide konform.

LG
old.

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