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 Spule, Zählpfeilsystem, Selbstinduktion |
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M_a-r_k-u_s
Junior 
Dabei seit: 09.11.2014
Mitteilungen: 15
 |  Themenstart: 2015-01-24
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Hallo zusammen,
bestimmt ist diese Frage trivial, aber ich steh im Moment auf dem Schlauch.
Wir starten mit Bild 1: Der Schalter sei gerade geschlossen worden und der Strom beginnt zu fließen. di/dt ist also positiv.
http://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/9/41309_1.jpg
Bei Recherchen stoße ich immer auf die folgenden beiden Formeln.
u_L(t)=L*di/dt
und
u_ind(t)=-L*di/dt
Ich habe nun versucht die beiden Formeln miteinander zu harmonisieren und komme auf folgenden Schluß: Die Selbstinduktionsspannung u_ind der Spule ist negativ, da di/dt positiv ist. Daher zeichne ich u_ind entgegen der Stromrichtung. Die äußere Spannung V1 muss sozusagen die entgegengesetzte u_ind kompensieren. Dies führt zu einem Spannungsabfall u_L über der Spule in Stromrichtung mit dem gleichen Betrag wie u_ind. Ist diese Erklärung korrekt?
http://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/9/41309_2.jpg
In Bild zwei wurde nun der Schalter geöffnet, was zum Absinken des Stromes und somit einem negativen di/dt führt. U_ind ist dann positiv und U_L negativ. Da U_L nun entgegen der Stromrichtung gezeichnet ist, kann man U_L auch als eine Spannungsquelle auffassen (weil beim Verbraucherzählpfeilsystem die Quellen entgegen der Stromrichtung gezeichnet werden).
Passt das als Erklärung? Mir kommt das ziemlich wirr vor.
Viele Grüße
Markus
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 Profil
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vGvC
Senior 
Dabei seit: 07.04.2010
Mitteilungen: 1334
| Beitrag No.1, eingetragen 2015-01-24
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Ja, man könnte das so erklären. Plausibler ist, jedenfalls für mich, die Unterscheidung zwischen Verbraucher- und Erzeugerspannung. U_L ist eine Verbraucher- und U_ind eine Erzeugerspannung.
Definition:
Eine Verbraucherspannung ist am Verbraucher in Richtung des Stromes gerichtet, am Erzeuger gegen die Stromrichtung.
Eine Erzeugerspannung ist am Erzeuger in Richtung des Stromes gerichtet, am Verbraucher gegen die Richtung des Stromes.
Bei gechlossenem Schalter in Deinem Beispiel wirkt die Spule als Verbraucher (jedenfalls so lange, bis der Maximalstrom erreicht ist, sie nimmt Energie auf), also zeigt U_L in Richtung des Stromes und U_ind gegen die Stromrichtung. Bei offenem Schalter wirkt die Spule als Erzeuger (sie gibt Energie ab), also weist U_L gegen die Stromrichtung und U_ind in Stromrichtung.
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M_a-r_k-u_s
Junior
Dabei seit: 09.11.2014
Mitteilungen: 15
| Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2015-02-07
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Danke für den Hinweis. Zu deiner Definition:
"Eine Erzeugerspannung ist am Erzeuger in Richtung des Stromes gerichtet, am Verbraucher gegen die Richtung des Stromes."
Müsste dann nicht der Spannungspfeil an Quelle V1 (nicht eingezeichnet) auch in Richtung des Stromes zeigen? Das wird ja so nicht gehandhabt, deshalb bin ich etwas verwirrt.
Grüße
Markus
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vGvC
Senior
Dabei seit: 07.04.2010
Mitteilungen: 1334
| Beitrag No.3, eingetragen 2015-02-07
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Wenn Du einen Pfeil aus dem Erzeugerzählpfeilsystem an die Quelle antragen willst, dann muss der natürlich von minus nach plus weisen und Du musst ihn als Erzeugerpfeil kennzeichnen. Denn dann muss der Maschensatz anders formuliert werden. Aber warum solltest Du das tun wollen? Normalerweise wird auch an Quellen ein Verbraucherspannungspfeil angetragen. Das hat sich bei uns im Laufe der Zeit so eingebürgert. Zu Zeiten von Herrn Kirchhoff (von dem die berühmten Regeln stammen) war das noch anders. In Amerika wird auch heute noch ziemlich häufig der Erzeugerspannungspfeil an Quellen verwendet und mit $\mathcal{E}$ gekennzeichnet (z.B. unterscheidet der bekannte Physik-Prof. Walter Lewin vom MIT ganz konsequent zwischen Erzeuger- und Verbraucherspannungspfeilen und den zugehörigen Symbolen $\mathcal{E}$ und V).
Auch in Deutschland kommt das zuweilen noch vor und führt regelmäßig zu Verwirrung und endlosen Diskussionen in Fachforen wie diesem.
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