Selbstinduktion bei Ein- und Ausschaltprozessen

Lillifee91 · Anmeldungsdatum: 23.06.2011 Beiträge: 1

Versuch: Stromkreis mit Glühbirne und Spule

Die Glühbirne leutet beim Öffnen des Schalters auf, obwohl die angelegte Spannung nur 5 V beträgt, und die Lampe zum Zünden 60 V benötigt. Beim Schließen leuchtet die Lampe nicht auf.

Beim Einschalten eines Stromkreises, der eine Spule mit hoher Induktivität enthält, steigt die Stromstärke wegen der selbst induzierten Spannung nur langsam an. Die Selbstinduktion verhindert das schnelle Erreichen der Endstromstärke.
Beim Ausschalten nimmt I rasch ab. Folglich kann jetzt eine wesentlich höhere induzierte Spannung entstehen. Die Glimmlampe leutet auf, am Schalter können sogar Funken entstehen.

Meine Frage:
Warum entsteht Beim Schließen nicht eine genauso hohe induzierte Spannung? Die zeitliche Änderung müsste ja gleich sein, da die stromstärke beim schließen von null auf eine hohe stromstärke steigt.
Die Lenzsche Regel, die die Ursache der induzierten Spannung zu hemmen vesucht müsste ja in beiden Fällen gleich zum Ausdruck kommen. Deswegen kann es doch nicht sein das beim Öffnen des Schalters die Stromstärke schnell abnimmt.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Vielleicht solltest Du dazusagen, dass es sich um eine Glimmlampe (keine Glühlampe) handelt, die parallel zur Spule liegt.

Hier geht es nicht um den Strom, sondern um die Spannung an der Induktivität. Die muss gerade so groß sein, dass der Maschensatz erfüllt ist.

Beim Einschalten ist der Strom zunächst Null, d.h. die gesamte Spannung von 6V fällt an der Spule ab. Sie liegt damit deutlich unterhalb der Zündspannung der Glimmlampe. Beim Einschalten zündet die Glimmlampe demnach nicht.

Beim Ausschalten gilt: Der Strom durch die Spule kann sich nicht sprunghaft ändern, will also zunächst weiterfließen, selbst durch den geöffneten Schalter hindurch. Seine Höhe ist durch den ohmschen Widerstand der Spule bestimmt, macht jetzt aber zusätzlich zum Spannungsabfall am ohmschen Widerstand der Spule einen Spannungsabfall am Widerstand des geöffneten Schalters. Der ist sehr groß. Also muss die in der Induktivität induzierte Gegenspannung entsprechend groß sein, damit der Maschensatz erfüllt bleibt. Die Spannung über der Spule ist also gleich der induzierten Spannung abzüglich dem Spannungsabfall am ohmschen Widerstand der Spule. Der ist im ersten Moment aber gerade 6V. Der ohmsche Widerstand des geöffneten Schalters ist aber deutlich größer als der der Spule, also fällt dort auch eine entsprechednd hohe Spannung ab, die von der induzierten Gegenspannung zur Erfüllung des Maschensatzes kompensiert werden muss.