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Physik » Elektrodynamik » Spule ausschalten ohne Last
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Kein bestimmter Bereich Spule ausschalten ohne Last
RegEx
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2021-02-22 07:23


Hallo, ich versuche gerade meine uralten Elektrotechnikkenntnisse wieder aufzufrischen. ich bin gerade bei Spulen.
ich frage mich gerade, was mit der Energie passiert, wenn ich eine Spule ausschalte und an der Spule haengt nix dran, also Stromkreis nur Batterie, Schalter und Spule.
Wenn parallel zur Spule ein Widerstand haengt, dann entlaedt sich das Magnetfeld der Spule als Strom im Widerstand.
also das Magnetfeld bricht zusammen und dadurch wird sehr hohe Spannung in die Spule induziert, also die Elektronen weiter angeschoben und fliessen durch den Widerstand.
aber wohin entweicht diese Energie, wenn kein Lastwiderstand parallel zur Spule ist? oder bleibt dann das Magnetfeld der Spule weiter bestehen? und wuerde ich dann einen Stromschlag bekommen, wenn ich an die so ausgeschaltete Spule hinlangen wuerde?
mit dem Schaltungssimulator waere die Spannung an der Spule sofort nach dem Ausschalten weg. aber was passiert dann so schnell mit der Energie der Spule?
hier die Schaltung:
tinyurl.com/y8b4dgt3

Gruss Regex



-----------------
stefan-eibl.de



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rlk
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2021-02-22 08:14


Hallo RegEx,
wie Du richtig vermutest, muss die im Magnetfeld gespeicherte Energie abgebaut werden, wenn die Spule von der Spannungsquelle getrennt wird. Die Energie hat den Wert $W=\frac{1}{2}L I^2$, sie wird in Deiner Schaltung im parallel geschalteten Widerstand in Wärme umgesetzt. Ohne den Widerstand steigt die Spannung an, bis sich der Strom in einer Funkenentladung einen Weg bahnt. Eine Anwendung ist die Zündspule im Ottomotor, wo die Funkenentladung das Luft-Treibstoff-Gemisch entzündet.

Servus,
Roland



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RegEx
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2021-02-22 08:34


Hi Roland, ok, dann is das schonmal geklaert, danke.
aber das is echt irgendwie komisch mit diesem Magnetzeugs, irgendwie Hokuspokus alles.
interessant, du sagst, dass sich da die Spannung immer soweit erhoeht, bis sich eine Funkenentladung ergibt. klingt nachvollziehbar.
aber mal extrem gedacht, wenn ich nur eine kleine Batteriespannung habe, und auch nur eine kleine Spule, reicht dann da auch die Energie, dass sich da immer ein Funken zum Entladen bildet? kann ich mir garnicht vorstellen, dass das immer klappt. aber irgendwo muss die Energie ja anscheinend immer hin. also kann es nicht sein, dass sich beim Ausschalten nicht alles entlaedt und also in der ausgeschalteten Spule trotzdem noch eine restliche Energie speichert? also dass ein restliches Magnetfeld in der Spule gespeichert bleibt?
EDIT:
oder muss es nicht immer ein energiereicher Funken sein der alles entlaedt, sondern reicht vielleicht auch eine Radiowelle? also wird die Spule beim Ausschalten kurz zur Radiosendeantenne? hab da mal ein youtubevideo gesehen mit Funktechnik.
weil wenn insgesamt zu wenig Energie in der Spule gespeichert ist, um einen Funken zu erzeugen? und was ist, wenn die Spule nicht mit einem mechanischen Schalter geschaltet ist sondern mit einem Transistor? dann kann ja gar kein Funken entstehen weil kein Luftspalt entsteht? ziemlich geisterhaft dieser Elektromagnetismus und Magnetfelder und Induktionen.
weil die Spule kann ja nicht mehr Energie rauslassen als drin gespeichert ist. je hoeher die Spannung in der Spule nach dem Ausschalten steigt, umso kuerzer muss dann ja die Entladezeit werden.



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rlk
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2021-02-22 08:49


Hallo RegEx,
es freut mich, dass ich Dir helfen konnte. Die Energie ist proportional zum Quadrat des durch die Spule fließenden Stroms $I$. Wenn nach dem Ausschalten $I=0$ gilt, ist daher auch die gespeicherte Energie weg.
Wenn die Spule einen magnetisierbaren Kern besitzt, kann in diesem ein Magnetfeld verbleiben, aber das hast Du vermutlich nicht gemeint.

Servus,
Roland



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DrStupid
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, eingetragen 2021-02-22 09:33


2021-02-22 08:34 - RegEx in Beitrag No. 2 schreibt:
und was ist, wenn die Spule nicht mit einem mechanischen Schalter geschaltet ist sondern mit einem Transistor?

Wenn die Spannung zu hoch wird, dann schlägt der Strom durch, was nicht unbedingt gut für den Transistor ist. Deshalb sollte man eine Freilaufdiode einbauen, die den Strom beim Abschalten im Kreis fließen lässt.



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RegEx
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, vom Themenstarter, eingetragen 2021-02-23 12:54


ja das mit der Freilaufdiode weiss ich mittlerweile schon, hab ich mich vor kurzem damit beschaeftigt :) hab mir frueher immer gedacht, diese Freilaufdioden sind nur stoerender Schnickschnack.
aber interessant, dass der Transistor dann durchschlaegt bei Hochspannung, daran hab ich noch garnicht gedacht. sollte mir mal wieder Datenblaetter anschauen, da steht das glaub ich auch drin wieviel die aushalten.
also allein schon mit den primitiven elektrischen Standardbauteilen kann man sich schon viel beschaeftigen. da braucht man noch gar keinen Arduino.
gut, man kann es dann sinnvoll kombinieren um es zu vereinfachen.
ich denke gerade dran, mir einen dcdc Boost-Converter zu basteln, habe ein paar total simple Schaltungen auf youtube entdeckt.
und zum Taktschalten kann ich ja dann bspw. den Arduino hernehmen.
so mit PWM. aber Vorsicht weil highvoltage.
erstmal im Schaltungssimulator schauen.
edit:
wollte mir eigentlich vor kurzem einen einfachsten BrueckenWechselrichter bauen, der nur aus 6 Schaltern und 1 Batterie  besteht, aber das reicht, um 3phasen Wechselstrom grobe Rechtecke zu erzeugen, hab ich in einem youtube video gesehen. damit will ich dann mal testweise einen Modellbau-brushlessmotor ansteuern. also nur mal dass sich was bewegt oder leicht dreht. is ja rechteck und kein sinus bei minimalschaltung. aber dann waren mir diese Spulen nicht ganz geheuer, ich wusste noch aus grauer Vorzeit, dass man beim Ausschalten einer Spule einen Stromschlag bekommen kann. darum habe ich jetz hier erstmal mein Grundlagenwissen zu Spulen wieder aufgefrischt.
falls es wen interessiert in dieser Richtung: www.youtube.com/watch?v=qVeERT4nyz8



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