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SoapWater
Anmeldungsdatum: 12.03.2014
Beiträge: 4
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 SoapWater Verfasst am: 12. März 2014 13:37 Titel: Frage zur Berechnung der Induktivität |
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Meine Frage:
Aloha liebe Community,
ich habe ein Problem in Physik. Und zwar muss ich die Induktion errechnen einer Spule im Wechselstromkreis. Dafür haben wir einen Versuchsaufbau gehabt. Wir haben die Stromstärke und die Spannung gemessen an einer Spule mit 800 Windungen. Daraus ergibt sich bei uns folgendes:
U=6,5V
I=0,004A
N=800
f=50
und ausserdem sollten wir einmal für eine reale und eine ideale Spule dies errechnen, deswegen haben wir noch einen ohmschen Widerstand von 2,5 Ohm.
Meine Ideen:
Ich hätte jetzt die Formel
Ui=-L*(dI/dt)
verwendet. Jedoch weiß ich nicht ob die 6,5V wirklich Ui sind. (Unser Physiklehrer ist nicht gerade gut im erklären).
also würde ich so rechnen:
6,5V=-L*(0,004A/0,02s)
und das nach L umstellen.
Jedoch bin ich mir da halt nicht sicher. Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
Achja und was jetzt noch wichtig ist: Wie rechne ich den ohmschen Widerstand ein(bzw. raus)? da habe ich echt keine Ahnung.
Mit freundlichen Grüßen,
euer SoapWater
Zuletzt bearbeitet von SoapWater am 12. März 2014 13:54, insgesamt einmal bearbeitet |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 12. März 2014 13:54 Titel: |
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Was ist I? Der Spitzenwert des gemessenen Stroms?
und U ? Der Spitzenwert der Spannung an der Spule?
Dann gilt (der ohmsche Widerstand R ist bei einer Spule in Serie zur Induktivität)
 = I(t)\cdot R + L \cdot \dot I(t))
Wenn I sinusförmig ist
 = \hat I \cdot \cos \omega t)
ist
 = \omega \hat I \cdot \sin \omega t)
Das kannst du in die erste Gleichung einsetzen... schaffst du den Rest? 
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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SoapWater
Anmeldungsdatum: 12.03.2014
Beiträge: 4
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| SoapWater Verfasst am: 12. März 2014 13:57 Titel: |
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Danke für die Antwort, jedoch hilft sie mir leider noch nicht so ganz weiter 
Also ob es der Spitzenwert ist kann ich auch nicht hunderprozentig sagen... Es ist halt der Wert, den man an einem normalen Volt/Amperemeter abmisst (er war stabil)
was bedeuten den die ganzen Striche über den I's?
Mfg,
SoapWater
Achso und wieso kann ich nicht meine Berechnung nutzen? |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 12. März 2014 14:17 Titel: |
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| Zitat: | | was bedeuten den die ganzen Striche über den I's? |
 ... Spitzenwert
 = \frac{\dd I(t)}{\dd t})
| Zitat: | | Achso und wieso kann ich nicht meine Berechnung nutzen? |
Die zeitliche Ableitung einer Wechselspannung ergibt sich nicht, indem man die Amplitude durch die Periodendauer (hier 0,02s) dividiert...möglicher Ansatz, aber eben falsch!
Die Ableitung von  ist eben 
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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SoapWater
Anmeldungsdatum: 12.03.2014
Beiträge: 4
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| SoapWater Verfasst am: 12. März 2014 14:31 Titel: |
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Achso mhh...
Ich habe jetzt noch einmal Leute aus meiner Klasse gefragt und einer hat die Lösung:
X=U/I;X=w*L;w=2*pi*f
->> U/I = L*2*pi*f -> L=U/(I*2*pi*f)
könnte das stimmen?
ich komme dann auf ein L von 0,47H
Mfg SoapWater |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 12. März 2014 14:36 Titel: |
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| SoapWater hat Folgendes geschrieben: | ->> U/I = L*2*pi*f -> L=U/(I*2*pi*f)
könnte das stimmen? |
Ja, das stimmt und ergibt sich direkt aus der von schnudl vorgeführten Herleitung. Allerdings ergibt sich damit nicht der von Dir errechnete Induktivitätswert.
Im Übrigen stimmt das sowieso alles nur, wenn die Spule als ideal angenommen wird. Da es sich aber um ein reales Experiment handelt, muss die Spule als real, also widerstandsbehaftet angesehen werden. Die obige Gleichung kann also bestenfalls einen Näherungswert für die Induktivität ergeben.
Um die tatsächliche Induktivität messtechnisch zu bestimmen, wird ein rein ohmscher Widerstand in Reihe zur Spule geschaltet und die drei Spannungen (Gesamtspannung, Spannung am Widerstand und Spannung an der Spule) gemessen. Daraus lässt sich dann die Induktivität bestimmen. Die beiden anderen Spannungen hast Du uns allerdings nicht verraten.
Zuletzt bearbeitet von GvC am 12. März 2014 14:46, insgesamt einmal bearbeitet |
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SoapWater
Anmeldungsdatum: 12.03.2014
Beiträge: 4
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| SoapWater Verfasst am: 12. März 2014 14:39 Titel: |
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Stimmt, wenn ich es mir so genau anschaue 
Danke für eure Hilfe
Aber noch eine Frage:
Das ist ja jetzt die reale spule oder?
wie rechne ich jetzt denn den ohmschen widerstand raus um auf die ideale spule zu kommen?
Mfg SoapWater. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 12. März 2014 14:47 Titel: |
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Siehe meinen bearbeiteten vorigen Beitrag. |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 12. März 2014 21:56 Titel: |
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| SoapWater hat Folgendes geschrieben: | | wie rechne ich jetzt denn den ohmschen Widerstand raus |
Die Gesamtimpedanz einer Serienschaltung ist
Wenn bei deiner Spule R=2,5 Ohm ist, dann kannst du das L leicht herausrechnen:
Das ergäbe (wenn alles andere stimmt...) L=5,17H.
Der Wert ist aber schon recht groß...
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 12. März 2014 22:55 Titel: |
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| schnudl hat Folgendes geschrieben: | | Das ergäbe (wenn alles andere stimmt...) L=5,17H. |
... und ist deshalb praktisch genauso groß wie bei Vernachlässigung des Widerstandes.
Ich fürchte ja, dass mit der Aufgabenstellung etwas nicht stimmt. Vielleicht ist da irgendwo ein Komma verrutscht. |
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