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Induktivität einer Spule
 
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djhodi



Anmeldungsdatum: 10.01.2006
Beiträge: 1

Beitrag djhodi Verfasst am: 11. Jan 2006 21:33    Titel: Induktivität einer Spule Antworten mit Zitat

Hallo!!
Ich hab ein großes Problem! Ich muss für ein Praktikum eine Vorbetrachtung machen. Vielleicht kann mir ja jemand helfen??!!

1.Einige elektrische Bauelemente verhalten sich im Wechselstromkreis anders als im Gleichstromkreis. Der Wechselstromwiderstand einer Spule setzt sich zum Beispiel aus dem ohmschen Widerstand R und dem induktiven Widerstand XL zusammen, die man als in Reihe geschaltet annehmen kann. Man bezeichnet diesen Wechselstromwiderstand als Scheinwiderstand Z. Es gilt: XL² + R².
Begründen Sie das unterschiedliche Verhalten einer Spule im Gleich- und im Wechselstromkreis!

2.Der Scheinwiderstand Z kann durch Stromstärke- und Spannungsmessung im Wechselstromkreis bestimmt werden. Es gilt Z= U/I.
Der ohmsche Widerstand R wird mit dem Widerstandsmesser oder durch Stromstärke- und Spannungsmessung im Gleichstromkreis bestimmt.
Für den induktiven Widerstand XL gilt die Gleichung XL= w · L, wobei w= 2p·f
Die Kreisfrequenz des verschwendeten Wechselstromes (f= 50Hz) und L die Induktivität der Spule ist.
Leiten Sie unter Verwendung der genannten Gleichungen eine mathematische Beziehung für die Berechnung der Induktivität L der Spule her!

3.Geben Sie eine Voraussage an, wie sich die Induktivität einer Spule mit der Eintauchtiefe s eines Eisenkerns in die Spule verändert! Begründen Sie ihre Voraussage!

4.Fertigen Sie einen Schaltplan zur Bestimmung des Scheinwiderstandes Z der Spule an!

Hilfe
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 11. Jan 2006 22:38    Titel: Antworten mit Zitat

Du musst ja aus dem Praktikum lernen, nicht jemand anderer, der die Fragen alle für dich beantwortet.
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
Meister
Gast





Beitrag Meister Verfasst am: 12. Jan 2006 18:13    Titel: Antworten mit Zitat

Für eine Induktivität gilt:
u=L*(di/dt)
durch die Zeitliche Änderung des Stromes im Wechselstromkreis fält an der Induktrvität immer ein gewisse Spannung ab und es fliest immer ein gewisser Strom R=U/I.

Die Maximale Spannung an der Spule ist L*(di/dt)max.
(di/dt)max=w*i
=>U=L*w*i
=>XL=w*L

Im gleichstromkreis gibt es keine kontinuierliche Änderung des Stromes
der ändert sich nur beim ein bzw. aus- schalten (Schaltvorgänge).
fixischnell
Gast





Beitrag fixischnell Verfasst am: 23. Jan 2006 18:24    Titel: thx Antworten mit Zitat

hey ich hab den gleichen scheiß!
krass! komme aus der nähe von md!

schönen dank für die beantwortung der 1. aufgabe!


ach schnudl! du bistn scheiß streber! hast ne scheiß ansicht!
son ne lehreransicht! bla bla...

bist der held!
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 23. Jan 2006 18:36    Titel: Antworten mit Zitat

Lieber fixischnell, immer sachlich bleiben.

sag sowas nicht von schnudl, der gehört zu denen, die hier am meisten erklären und helfen!
Und natürlich sind wir keine-Aufgaben-Löse-Automaten, sondern wollen Hilfen zum selberverstehen und selberrechnen geben. Wenn hier immer einfach nur die fertige Lösung gegeben würde, dann würden die Fragenden nix lernen und die Antwortenden keinen Spaß dran haben.

Viele Grüße, dermarkus
Dieter5858
Moderator


Anmeldungsdatum: 02.08.2004
Beiträge: 696
Wohnort: Hamburg

Beitrag Dieter5858 Verfasst am: 23. Jan 2006 19:03    Titel: Antworten mit Zitat

Hiho
Nanana wir werden doch wohl nicht streiten.

@fixischnell
Du solltest du dich vorsehen bei derartigen bemerkungen, es helfen hier mit sicherheit alle die helfen können aber wie so oft gesagt ist das kein Hausaufgabenboard.
Vernünftige Hilfe sieht so aus das Jemand sein Problem
schildert und nicht die ihm gestellte frage hier in den
Raum stellt wie ein Stück Schinken vorm Löwen.

Zudem glaube ich kaum das der Meister Aufgabe 1 komplett beatwortet hat.

@DJ Hodi
Nur mal so als Nachfrage was versteht du daran nicht und wie genau willst dus haben (welche Klasse bist du).

Ich glaub wenn du die 4 Fragen beantwortest hast du wahrscheinlich Induktivität komplett verstanden.
In der Berufsschule brauchst du für etwa das gleiche 3 Wochen Unterricht bist du das drauf hast.

Also wie gesagt fragt konkret wo euer Problem ist und es wird sicher jemand antworten, versprochen.
DaRealWolle
Gast





Beitrag DaRealWolle Verfasst am: 20. Feb 2006 15:34    Titel: Antworten mit Zitat

moin,

ich hoffe mal, dass das thema hier noch nich ganz untergegangen ist smile
hab eben über google hierhergefunden und habe auch genau diese vorbetrachtung(LK phy 12).
Im Gegensatz zu gewissen anderen Leuten hab ich aber ein konkretes Problem smile
Und zwar liegt das in der ersten Aufgabe

"Begründen Sie das unterschiedliche Verhalten einer Spule im Gleich- und im Wechselstromkreis!"

Ich weiss zwar, dass das Magnetfeld bei Zb einer Sinusspannung immer neu auf- und abgebaut wird(jeweils 50 mal die sekunde), aber irgendwie haperts an der Formulierung...

Also, wär super wenn mir noch jemand helfen könnte. smile

mfg Wolle

PS: Werd mich gleich hier anmelden, in den Favoriten is das Forum schon smile

PPS: Nette Smilies habter hier Rock
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 20. Feb 2006 16:28    Titel: Antworten mit Zitat

DaRealWolle hat Folgendes geschrieben:

Ich weiss zwar, dass das Magnetfeld bei Zb einer Sinusspannung immer neu auf- und abgebaut wird(jeweils 50 mal die sekunde)


Stimmt, dadurch fließt dann immer Energie rein und raus aus dem Magnetfeld der Spule, und deshalb setzt die Spule dem Wechselstrom einen Widerstand entgegen.
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 20. Feb 2006 16:53    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
hey ich hab den gleichen scheiß!
krass! komme aus der nähe von md!
.......
.......


Wahrscheinlich hatte ich einen schlechten Tag als ich die erste Antwort auf das Posting schrieb und war sicher auch schon von anderen ähnlichen Postings unmittelbar davor beeinflusst. Aber es sind eben gleich eine Reihe von Fragen gestellt worden, so nach dem Motto: "...jetzt schreib ich das mal rein- und am Abend hol ich mir's dann ab. In der Zwischenzeit geh ich in die Kneipe, mach mir einen schönen Tag und streng mich nicht an..."

Auch wenn es vielleicht anders war - bei dem Fragestil erscheint dies eben so -und da fühlte ich eine gewisse Verarschung. Heute würde ich wahrscheinlich darauf antworten, aber der Beigeschmack ist trotzdem da.

Wenn man an der Art der Fragestellung merkt jemand knobelt schon längere Zeit an einer Aufgabe und kommt nicht weiter hilft man eben gern...das habe ich vermisst und daher die schroffe und knappe Antwort !

@fixischnell
gut wenn Dir nun leichter ist. war eine äusserst konstruktive Aussage smile

_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
DaRealWolle
Gast





Beitrag DaRealWolle Verfasst am: 20. Feb 2006 17:02    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:
DaRealWolle hat Folgendes geschrieben:

Ich weiss zwar, dass das Magnetfeld bei Zb einer Sinusspannung immer neu auf- und abgebaut wird(jeweils 50 mal die sekunde)


Stimmt, dadurch fließt dann immer Energie rein und raus aus dem Magnetfeld der Spule, und deshalb setzt die Spule dem Wechselstrom einen Widerstand entgegen.


kann man das so formulieren?
"Energie fließt aus dem Magnetfeld der Spule rein und raus, und deshalb wird im Wechselstromkreis ein zusätzlicher, induktiver, Widerstand verursacht."

erstma danke für die antwort smile

mfg Wolle
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 20. Feb 2006 17:31    Titel: Antworten mit Zitat

Du hast offensichtlich ganz gut verstanden, dass ich dir hier im Forum nicht einen fertigen Lehrsatz zum mehr oder weniger komplett übernehmen hinstellen wollte.

Ich möchte dir das vielmehr so erklären, dass dus selber so gut kapierst, dass du es dann hinterher selber noch in die "Schriftdeutsch"-Version bringen kannst.

Aber stimmt auch: besonders ausführlich war meine Erklärung noch nicht.
Ohne dir jetzt zu sagen, wie du das am besten formulieren sollst (das ist dann deine Aufgabe), erzähle ich dir gerne was, was dir helfen kann, dass du das selber gut verstehst:

Wenn du fragst, wie es kommt, dass die Spule einen Widerstand hat, und wenn du schon weißt, dass in der Spule bei Wechselstrom ständig ein Magnetfeld auf- und abgebaut wird, dann kann man das so erklären:

Ein ohmscher Widerstand verbraucht Energie, wenn Strom durchfließt. Die wird in Wärme umgewandelt.
Ein induktiver Widerstand (eine Spule) verbraucht Energie, wenn man den Strom durch ihn erhöht. Die Energie wird umgewandelt in die Energie des Magnetfeldes, das in der Spule aufgebaut wird.
In dem Sinn ist die Spule in diesem Moment also ein Widerstand, der "Strom" verbraucht, nämlich elektrische Energie aufnimmt.
(Alternativ kann man sagen, die Spule bremst mit ihrer Induktionsspannung den Strom, der durch sie durchfließen will, und hat deshalb ähnlich wie ein Widerstand Einfluss auf den Zusammenhang zwischen Spannung und Strom an diesem Widerstand.)
Was sie von einem normalen Widerstand unterscheidet, ist unter anderem, dass sie kurz darauf, nämlich wenn das Magnetfeld in der Spule wieder abgebaut wird, diese Energie gleich wieder hergibt. Dann ist sie kein Verbraucher mehr, sondern plötzlich ein Stromlieferant. Deshalb ist sie kein "wirklicher" ohmscher Widerstand, sondern wird auch als Scheinwiderstand bezeichnet.
DaRealWolle
Gast





Beitrag DaRealWolle Verfasst am: 20. Feb 2006 17:56    Titel: Antworten mit Zitat

hi,

erstma danke für deine hilfe und dickes lob für deine einstellung, genau solche hilfe suche ich. Denn wenn ichs nich kapiere(bzw kapieren will), hab ich nix im Leistungskurs zu suchen.(das prob is das ich ziemlich lange krank war und deswegen etwas hinterher hänge)

2topic:

Aber bei einer Frequenz von 50Hz müsste dann doch, bedingt durch die Trägheit der Messinstrumente, in der Summe null herauskommen, oder?
Denn laut deiner Erklärung wird ja der zum Aufbau des Magnetfeldes notwendige Strom auch wieder abgegeben(Umwandlungsverluste mal außer acht gelassen). Dadurch wäre es ja im Prinzip eine Speicherung der Energie. Das is irgendwie der Punkt an dem es mit dem Verständnis hapert...

"Ein induktiver Widerstand (eine Spule) verbraucht Energie, wenn man den Strom durch ihn erhöht. "

Verbraucht eine Spule bei konstantem Strom denn keine Energie?
Antwort( Big Laugh): Nein, nur der Wärmeverlust des ohmschen wiederstands der spule verbraucht energie. die energie zum aufbau des magnetfeldes wird beim einschalten "verbraten"(e-funktion im stromanstieg).
Daher erklärt sich auch deine Formulierung mit der StromErhöhung, denn dadurch muss das Magnetfeld ja auch verstärkt werden.

1. Soweit richtig?

Was ich mich jetzt noch frage: Das Magnetfeld in der Spule bleibt dann ja trotz der Tatsache, dass es keine Energiezufuhr mehr braucht erhalten.
2. Warum?

"Alternativ kann man sagen, die Spule bremst mit ihrer Induktionsspannung den Strom, der durch sie durchfließen will,"

3. Das is doch vom Inhalt her die lenzsche Regel, oder?


soweit erstmal smile

mfg Wolle
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 20. Feb 2006 18:43    Titel: Antworten mit Zitat

"2topic": Stimmt, wenn du dein Multimeter auf DC stellst (= ihm sagst: "Gleichstrom messen bitte"), dann zeigt es bei Wechselstrom Null an, weil der Strom ja immer hin und her fließt, im Mittel Null ist und bei 50 Hz zu schnell hin- und herwackelt, als dass die Anzeige des Multimeters hinterherkommen könnte.

1.) ja

2.) Ist ja auch kein Problem: Die kinetische Energie in einem Auto bleibt ja auch erhalten, wenn ich es nicht weiter beschleunige. (Gasgeben muss ich dann nur noch so viel, dass ich die Reibungsverluste ausgleiche.)

3.) ja, die sagt dir das Vorzeichen des Effekts. Der Rest ist das Induktionsgesetz.
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 20. Feb 2006 20:02    Titel: Antworten mit Zitat

Spannung an den klemmen einer idealen Spule ist nur bei einer Änderung des Stromes vorhanden. Und da Leistung = Spannung * Strom, haben wir nur Energieänderungen, wenn die Spule "geladen" oder "entladen" wird.

Es ist tatsächlich so, dass der Strom durch eine ideale Spule von alleine weiterfliesst, wenn man die Spulen-Klemmen aussen kurzschliesst. Der momentan vorhandene Strom läuft dann für alle zeiten im Kreis.

Da man aber immer auch einen ohmschen Widerstand hat, kann der Strom eben nicht verlustfrei fliessen, und dadurch wird das magnetische feld in Wärme umgewandelt. Bei supraleitenden Spulen ist das anders: Jeder Kernspintomograph hat einen solchen Magneten in sich, der während der Messung nicht mit einer Stromquelle verbunden ist, und nur zwischen den Messungen "geladen" wird.

_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
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