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co0kie
Anmeldungsdatum: 09.11.2006
Beiträge: 35
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 co0kie Verfasst am: 15. Apr 2008 06:52 Titel: Spulen |
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Wenn ich etwas von meinem Abistoff noch nicht verstanden habe, dann sind es Spulen. Dazu hab ich noch so einige Fragen.
Zunächst mal ein Stromkreis mit Gleichspannungsquelle der Spannung  , Schalter und Spule:
Laut Maschenregel  müsste die Spannung an der Spule jetzt  sein. Ist sie das? Wenn ich das richtig verstanden habe, ist sie das aufgrund der Induktionsspannung  (noch) nicht. Da die Maschenregel erfüllt sein muss und im Moment des Einschaltens die Spulenspannung null ist, muss die Induktionsspannung zum Zeitpunkt  den Wert  haben. Ist das richtig? Die Stromstärkeänderung wird immer weniger, die Induktionsspannung ebenfalls,  steigt allmählich auf den Wert . Korrigiert mich wenn ich falsch liege.
Und was beim Ausschaltvorgang passiert, habe ich bis heute nicht kapiert. Ich habe gelesen, es treten "Zündspannungen" auf, die auch noch höher sein sollen, als die Ausgangsspannung? Wie geht denn sowas?
Kann mir vielleicht irgendwer mal den Spannungsverlauf der Spannung an der Spule und der Induktionsspannung erklären? Und sind Induktionsspannung und Spulenspannung das gleiche oder nicht?
Ihr merkt sicher, ich hab das Thema noch absolut nicht durchschaut. An Parallelschaltungen mit Widerständen trau ich mich noch gar nicht heran, da verstehe ich die Materie noch viel weniger. Wird sicher drollig morgen in der Abiturklausur 
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 15. Apr 2008 12:22 Titel: Re: Spulen |
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| co0kie hat Folgendes geschrieben: |
Zunächst mal ein Stromkreis mit Gleichspannungsquelle der Spannung , Schalter und Spule:
Laut Maschenregel müsste die Spannung an der Spule jetzt sein. Ist sie das?
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Nein, das ist sie nicht, und das müsste sie aufgrund der Maschenregel auch nicht sein. Denn weil Spannungsquellen in der Maschenregel mit negativem Vorzeichen gezählt werden, muss es nach der Maschenregel für die Spannung der Gleichspannungsquelle U_0 und die an der Spule abfallende Spannung heißen:
oder gleichbedeutend
Die Induktionsspannung an der Spule ist der an der Spule abfallenden Spannung U_L entgegen gerichtet ( ), mit der Induktionsspannung heißt also die Maschengleichung folglich
oder gleichbedeutend
| Zitat: |
Und was beim Ausschaltvorgang passiert, habe ich bis heute nicht kapiert. Ich habe gelesen, es treten "Zündspannungen" auf, die auch noch höher sein sollen, als die Ausgangsspannung? Wie geht denn sowas?
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Magst du dir diese Situation mal konkret aufzeichnen, um sie dir mit Bild zu überlegen? Beim Ausschalten möchte ja der Spulenstrom weiterfließen wie bisher, läuft aber nun gegen den geöffneten Schalter. Dadurch werden die beiden Schalterkontakte (wie Platten eines Kondensators) von diesem Strom stark aufgeladen, und es entsteht eine große Spannung zwischen diesen Schalterkontakten.
| Zitat: |
Kann mir vielleicht irgendwer mal den Spannungsverlauf der Spannung an der Spule und der Induktionsspannung erklären?
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Reicht dir da schon die Erklärung  von oben?
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co0kie
Anmeldungsdatum: 09.11.2006
Beiträge: 35
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| co0kie Verfasst am: 15. Apr 2008 14:59 Titel: Re: Spulen |
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| Zitat: | |
Gilt diese Beziehung nur zum Zeitpunkt t = 0 oder während des gesamten Einschaltvorganges? Denn das würde für mich keinen Sinn machen, da die Induktionsspannung ja verschwindet, sobald die Spule "an" ist. Da aber die Spule, wenn sie "an" ist, laut der Maschenregel die Spannung  hat, kann sie ja nicht gleich der Induktionsspannung sein (die dann ja null ist). Ist folgende Annahme richtig: Zum Zeitpunkt t = 0 ist  . Danach geht die Induktionsspannung gegen null, während die an der Spule anliegende Spannung konstant  bleibt (Maschenregel). Beim Ausschalten dann gibt es dann eine Induktionsspannung. Könnte der Strom allerdings normal abfließen, wäre die Induktionsspannung  . Da der Strom aber durch den geöffneten Schalter gehindert wird, wird eine größere Spannung induziert? Sonst verstehe ich nicht, warum die induzierte Spannung so hoch ist!
Habe mal ein Bild angehängt, wie ich mir das vorstelle. Stimmt das so??
Wenn das alles so stimmt, würde ich mir die Parallel- und Reihenschaltungen mit Widerständen vornehmen.
a) Reihenschaltung:
1. Macht es einen Unterschied, ob der Strom zuerst durch den Widerstand oder durch die Spule fließt?
2. Wenn ich den Kreis öffne (also ausschalte) und an der Spule die hohe Induktionsspannung entsteht, ist am Widerstand dann eine entgegengesetzte, gleich große Spannung messbar (Maschenregel)? Ist das der Grund dafür, dass eine Lampe, die eigentlich eine größere als die anfängliche "Ausgangsspannung" für den Betrieb benötigt, dann aufleuchtet?
b) Parallelschaltung:
1. Auch hier: Unterschied, ob L oder R "näher" an Spannungsquelle?
2. In den Abiturvorgaben steht "Verzögerter Einschaltvorgang bei Parallelschaltung von L und R". Was meint man damit? Der Einschaltvorgang ist doch durch die Selbstinduktion auch ohne Widerstand verzögert. Verzögert der Widerstand das ganze jetzt nochmal?
3. Gilt die Maschenregel?
Tut mir Leid, wenn die Fragen blöd sind, aber ich möchte das jetzt endlich mal verstehen
| Beschreibung: |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 15. Apr 2008 15:07 Titel: Re: Spulen |
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| co0kie hat Folgendes geschrieben: | Da aber die Spule, wenn sie "an" ist, laut der Maschenregel die Spannung hat, kann sie ja nicht gleich der Induktionsspannung sein (die dann ja null ist).
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Dieses Problem hast du nur, wenn du versuchst, zu vernachlässigen, dass in so einem Schaltkreis ja immer auch ein ohmscher Widerstand drin ist, und sei es nur der ohmsche Widerstand der Spule oder der Zuleitungsdrähte (oder der Innenwiderstand der realen Spannungsquelle). An diesem ohmschen Widerstand fällt die Spannung der Spannungsquelle ab, wenn sich der Strom durch die Spule nicht ändert.
Magst du damit nochmal neu an deine Überlegungen herangehen?
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co0kie
Anmeldungsdatum: 09.11.2006
Beiträge: 35
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 15. Apr 2008 16:26 Titel: |
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| co0kie hat Folgendes geschrieben: |
Wenn ich den ohmschen Widerstand berücksichtige, wird doch die Maschenregel:  .
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Wie kommst du darauf? Hast du da nicht wieder vergessen, die Spannung der Spannungsquelle mit einem Minuszeichen zu versehen?
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co0kie
Anmeldungsdatum: 09.11.2006
Beiträge: 35
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| co0kie Verfasst am: 15. Apr 2008 17:25 Titel: |
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 ist in dem Fall . Und  . Dann müsste aber UL 0 sein, und das kann auch wieder nicht sein. Irgendwie ist mir das alles zu hoch ...
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 15. Apr 2008 18:12 Titel: |
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Ich würde da einfach mit
anfangen. Kommst du damit schon weiter?
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