Wie verhält sich eine Spule im Gleichstromkreis?
Gefragt von: Frau Prof. Isa Engelhardt | Letzte Aktualisierung: 29. August 2022sternezahl: 4.1/5 (57 sternebewertungen)
Die Spule im Gleichstromkreis wirkt als sogenannte Drossel Spule. Diese bewirkt bei Ein- und Ausschaltvorgängen durch das Gesetz der Induktion. Das heißt der Stromfluss durch die Spule und somit auch durch den Stromkreis in dem sich die Spule befindet steigt langsam an und hat nicht sofort seinen maximalen Wert.
Wie verhält sich eine Spule bei Gleichspannung?
Das Verhalten einer Spule im Gleichstromkreis ist somit vergleichbar mit dem Aufladen eines Kondensators an einer Gleichspannungsquelle. Im Unterschied zum Kondensator speichert die Spule die zugeführte Energie im Magnetfeld und der Kondensator im elektrischen Feld.
Wie verhält sich eine Spule im Wechselstromkreis?
Der Wechselstrom baut in der Spule ein magnetisches Feld auf und ab. Dabei nimmt die Spule Energie auf, speichert sie im Magnetfeld und gibt sie wieder ab. Die Energie wird ohne Wirkung hin und her geschoben. Deshalb wird sie auch Blindenergie genannt und der Widerstand Blindwiderstand.
Warum ist der Widerstand einer Spule bei Wechselstrom größer als bei Gleichstrom?
Untersucht man den elektrischen Widerstand einer Spule im Gleichstromkreis und im Wechselstromkreis, dann zeigt sich: Der elektrische Widerstand der Spule ist im Wechselstromkreis wesentlich größer als im Gleichstromkreis. Ursache dafür ist die Selbstinduktion.
Wie verhalten sich Strom und Spannung bei einer Spule?
Jede Änderung des Stroms bzw. magnetischen Flusses erzeugt in der Spule eine Selbstinduktionsspannung. Diese Spannung ist dabei so gerichtet, dass sie einer Stromänderung über einer bestimmten Zeit entgegen wirkt. Eine Abnahme des Stroms führt zur Erhöhung der Spannung.
1.19.1 Spule im Gleichstromkreis
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Wie fließt der Strom in einer Spule?
In seiner einfachsten Form ist eine Induktivität nichts anderes als eine Spule aus Draht, die um einen zentralen Kern gewickelt ist. Bei den meisten Spulen erzeugt der Strom, ( i ) der durch die Spule fließt, einen magnetischen Fluss, ( NΦ ) um sie herum, der proportional zu diesem Stromfluss ist.
Was passiert bei einer Spule?
In einer Spule ist der Leitungsdraht in sehr vielen Windungen übereinander gewickelt. Jede einzelne Wicklungsschleife wirkt wie ein kreisförmiger Leiter. Die einzelnen Magnetfelder, die jede der Wicklungsschleifen umgeben, überlagern sich zu einem intensiven Gesamtfeld.
Welchen Widerstand hat eine Spule?
Somit besitzt jede Spule neben dem ohmschen Widerstand ihrer Wicklungen einen zusätzlichen Widerstand, der durch ihre Induktivität zustande kommt. Man nennt diesen Widerstand induktiven Widerstand. Durch eine genaue Herleitung kann man auch den Proportionalitätsfaktor ermitteln. Er beträgt 2π.
Was gilt für eine Spule ohne Eisenkern im wechselstromkreis?
Eine reale Spule ohne Eisenkern (Bild 4) besitzt außer dem eben betrachteten induktiven Blindwiderstand auch einen Wirkwiderstand, der im Ersatzschaltbild durch einen in Reihe geschalteten idealen Widerstandsleiter berücksichtigt werden kann.
Was ist der Unterschied zwischen induktiv und kapazitiv?
Induktive Sensoren reagieren nur auf Metalle ! Kapazitive Sensoren, auch als kapazitive Näherungsschalter bezeichnet, werden eingesetzt um auch nichtleitende Materialien, wie Kunststoff, Holz, Glas usw. zu erfassen. Sie arbeiten wie die induktiven Sensoren berührungslos, kontaktlos und rückwirkungsfrei.
Wie verhalten sich Widerstände bei Gleichstrom und Wechselstrom?
Widerstände, deren elektrischer Widerstand im Gleichstromkreis genauso groß ist wie im Wechselstromkreis, nennt man ohmsche Widerstände. Bei ihnen verlaufen im Unterschied zu induktiven und kapazitiven Widerständen Spannung und Stromstärke zeitlich gleich.
Was macht ein Kondensator im Gleichstromkreis?
Ein Kondensator setzt dem Stromfluss aufgrund seiner begrenzten Kapazität immer einen Widerstand entgegen. Dieser Widerstand wird kapazitiver Widerstand genannt. Im Gleichstromkreis ist der Widerstand eines Kondensators praktisch unendlich groß, da die Kondensatorplatten eine Unterbrechung des Stromes bewirken.
Warum gibt es keine reine Induktivität?
Da es in der Praxis keine reinen Induktivitäten und keine reinen Kapazitäten gibt, werden im Resonanzfall die Extremwerte in beiden Schaltungen durch den endlichen Wirkwiderstand begrenzt.
Welche Spannung fällt an einer Spule ab?
Spannungsquelle aus: Das Magnetfeld wirkt der Änderung, in dem Fall das keine Spannung mehr anliegt entgegen und somit fällt der Strom allmählich ab. -Negative Spannung die gegen 0 abfällt.
Wie verhält sich eine Spule im einschaltmoment?
Im Einschaltmoment ist die Stromänderung maximal, daher ist auch die induzierte Spannung der Spule maximal. Genauer gesagt ist die Spannung an der Induktivität so groß wie die Quellenspannung. Deshalb besteht zwischen Quelle und Spule keine Spannungsdifferenz, der Strom ist im Einschaltmoment also 0.
Wieso ist die Induktivität einer Spule nicht konstant?
Nichtlineare Induktivität
Dadurch ist die Induktivität direkt von der magnetischen Flussdichte abhängig, die ihrerseits meist eine Funktion des durch die Spule fließenden elektrischen Stromes ist. Somit ändert sich die Induktivität einer Spule in Abhängigkeit vom Momentanwert des Stromes, der durch die Spule fließt.
Warum eilt der Strom der Spannung voraus?
Der Phasenwinkel des Stromes ist bei einem Kondensator also gegenüber dem Phasenwinkel der Spannung um π/2 verschoben: In einem Kondensator eilt daher der sinusförmige Strom der Spannung um 90° voraus. (Oder die Spannung eilt dem Strom mit einer Phasenverschiebung um 90° nach.)
Warum Luftspalt in Spule?
Ein magnetischer Kreis mit Luftspalt in einem Transformator bewirkt, dass sich die Induktivität der anliegenden Spule leicht verringert. Entsprechend kann die Effizienz des Transformators in niedrigeren Leistungsbereichen leicht abnehmen.
Wann ist die Impedanz Z kapazitiv und induktiv?
Die Impedanz Z einer RLC-Schaltung ist abhängig von der Winkelfrequenz, ω sowie XL and XC. Ist die kapazitive Reaktanz größer als die induktive Reaktanz, XC > XL so ist die Gesamtreaktanz der Schaltung kapazitiv und ergibt einen Phasenvorlaufwinkel.
Was passiert beim Ausschalten einer Spule?
Ausschalten der Induktivität
Beim Ausschalten einer Induktivität schlägt ebenfalls die Selbstinduktion zu. Nach der Lenzschen Regel wird eine Spannung induziert, die der Ursache entgegenwirkt. Die Ursache ist aber das Ausschalten des Stroms. Nach der Lenzschen Regel treibt die Spule also den Strom weiter.
Wann besitzt eine Spule den höheren Widerstand?
Die reale Spule an Wechselspannung
Versuch: Eine Reale Spule wird zuerst an Gleichspannung, dann an Wechselspannung angeschlossen. Man sieht, dass bei Wechselspannung der Maximalstrom von 1 A erst bei einer höheren Spannung erreicht wird. Also muss bei Wechselspannung ein zusätzlicher Widerstand in Erscheinung treten.
Wie berechnet man den Widerstand einer Spule?
Um den Widerstandswert (R) eines Kabels oder einer Spule zu berechnen, musst du also Durchmesser und Länge des Drahtes berücksichtigen. Diese beiden Werte werden mit der folgenden Formel mit einbezogen: R = ρ x l/A.
Bei welchem Strom sättigt die Spule?
Der Sättigungsstrom, der bei Spulen für Schaltregler immer angegeben ist, gibt meist den Strom an, bei dem die Induktivität um 10-40% gegenüber der Nenninduktivität gefallen ist.
Was passiert wenn man durch eine Spule Strom fließen lässt?
Magnetfeld und Stromfluss
Schaut man auf ein Spulenende und wird dieses im Uhrzeigersinn vom elektrischen Strom durchflossen, so entsteht dort ein magnetischer Südpol. Schaut man auf ein Spulenende und wird dieses gegen den Uhrzeigersinn vom elektrischen Strom durchflossen, so entsteht dort ein magnetischer Nordpol.
Ist induktionsspannung Gleichspannung?
Schaltet man den durch eine Spule fließenden Gleichstrom aus, dann bricht das Magnetfeld der Spule zusammen, verändert also seine Stärke und induziert deshalb in der Spule selbst eine Spannung. Diesen Vorgang bezeichnet man als Selbstinduktion.
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