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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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 ML Verfasst am: 27. Aug 2015 15:54 Titel: Re: Frage zur Funkenlöschung (Freilaufdiode und andere) |
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Hallo,
der Strom in der Spule fließt nach dem Öffnen des Schalters in jedem Fall zunächst trotzdem weiter, da das (energiebehaftete) magnetische Feld nicht instantan verschwinden kann. Das führt am Schalter dann gerne zu Funkenentwicklung. Diese kann man vermeiden, indem man dem Strom eine Möglichkeit gibt, weiterzufließen. Eine Möglichkeit ist eine Diode, eine andere ist ein Widerstand.
Viele Grüße
Michael |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 27. Aug 2015 16:03 Titel: |
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Bei Gleichspannung (etwa ein Relais) nimmt man übrigens lieber die Diode, die dann ja wirklich nur den Strom ableitet, der durch die Induktionsspannung hervorgerufen wird. Die stört dann nicht die Betriebsspannung der Spule und lässt beim Ausschalten den Strom schnell abfließen.
Bei Wechselspannung wie hier würde die Diode aber eine Halbwelle der anliegenden Spannung kurzschließen, also muss man wohl oder übel einen Widerstand spendieren. Der darf aber auch nicht so niederohmig sein, sonst bricht die angelegte Spannung zusammen. Das heißt wiederum, dass es länger dauert, bis der Strom runtergeht.
Viele Grüße
Steffen |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 27. Aug 2015 16:17 Titel: |
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Danke für die Antworten.
@ Steffen, wie meinst du das genau? Jedenfalls würde die Diode eine Halbwelle gleichrichten. Wie meinst du das mit kurzschließen? Wäre dir dankbar wenn du mir das genauer erklären könntest. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 27. Aug 2015 16:54 Titel: |
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Eine ideale Diode stellt in einer Richtung einen Kurzschluss dar, in der anderen Richtung eine offene Verbindung.
Wenn Du nun die positive Halbwelle kommen lässt und die Diode gerade so geschaltet ist, dass sie leitet, dann wird die Spule völlig kurzgeschlossen. Jeglicher Strom fließt über die Diode, der sieht die Spule gar nicht.
Bei der negativen Halbwelle wäre dagegen alles in Ordnung, die Diode tut so, als ob sie nicht da wäre.
Im richtigen Leben ist allerdings ohne Strombegrenzung nach kurzer Zeit entweder die Spannungsversorgung oder die Diode hin. |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 27. Aug 2015 17:19 Titel: |
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| Pfirsichmensch hat Folgendes geschrieben: | | Diese Schaltung muss doch aber auch bei DC funktionieren, oder? |
Richtig, das tut sie zum Beispiel bei der Zündspule im Auto, die ja mit 12 Volt versorgt wird.
Bei der wird der Kondensator übrigens so ausgelegt, dass der gedämpfte Schwingkreis im berühmten aperiodischen Grenzfall arbeitet, also keine Schwingungen entstehen. |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 27. Aug 2015 18:05 Titel: |
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Danke für die Antwort.
Eine letzte Frage hätte ich noch:
Wenn man Zenerdioden zur Funkenlöschung verwendet, werden diese parallel zum Schalter gelegt und nicht zur Induktivität. Wieso ist das so?
Ich könnte doch auch parallel zum Schalter eine Siliziumdiode legen oder parallel zur Induktivität eine Zenerdiode.
Funktioniert das nicht? |
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 27. Aug 2015 18:44 Titel: |
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| Pfirsichmensch hat Folgendes geschrieben: | | Ich könnte doch auch parallel zum Schalter eine Siliziumdiode legen |
Das wird wohl nicht funktionieren, üblich ist die Diode parallel zur Spule (wobei man allerdings nur deren 0,7V Gegenspannung und den Spulenwiderstand für den Stromabbau hat).
| Pfirsichmensch hat Folgendes geschrieben: | oder parallel zur Induktivität eine Zenerdiode.
Funktioniert das nicht? |
Im Prinzip schon, wenn Du zusätzlich eine Diode spendierst - oder eben 2 Zenerdioden in Serie.
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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 27. Aug 2015 18:57 Titel: |
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Hallo isi1,
kannst du mir das näher erläutern wieso ich nicht parallel zum Schalter eine Siliziumdiode legen könnte? Bei Zenerdioden geht das doch auch und die Spannungsspitze wird zum Beispiel bei Uz gleich 12 V auf 12 Volt begrenzt.
Wieso könnte eine Siliziumdiode die Spannung nicht auf 0.7 Volt begrenzen? |
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 27. Aug 2015 19:10 Titel: |
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| Pfirsichmensch hat Folgendes geschrieben: | kannst du mir das näher erläutern wieso ich nicht parallel zum Schalter eine Siliziumdiode legen könnte? Bei Zenerdioden geht das doch auch und die Spannungsspitze wird zum Beispiel bei Uz gleich 12 V auf 12 Volt begrenzt.
Wieso könnte eine Siliziumdiode die Spannung nicht auf 0.7 Volt begrenzen? |
Wenn Du Dir das Bild des ersten Beitrags ansiehst, dann weißt Du, warum. Wie Du die Diode auch schaltest, es funktioniert nicht.
Sagen wir, Du speist mit +12V, dann entsteht beim Abschalten eine fast beliebig hohe negative Spannung an der Spule. Die kannst mit einer Diode nicht gegen die +12V ableiten, wenn Du nicht die Spule mit der Diode kurzschließen willst. Bei Wechselstrom kannst es gleich vergessen.
Wenn Du zwei in Serie gegeneinander geschaltete Zenderdioden nimmst, die höhere Zenerspannung haben als die Spitzenspannung, dann gehtst halbwegs.
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 27. Aug 2015 21:06 Titel: |
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Wenn die Diode parallel zum Schalter diesen nicht dauernd überbrücken soll, muss sie in Sperrrichtung dran. In diesem Fall hast Du halb recht: Negative Spannungsspitzen werden auf 0,7V begrenzt, positive aber nicht. Denn nur eine Z-Diode macht ab der Zenerspannung auf! Einer normalen Diode ist es (fast) wurscht, wieviel Sperrspannung anliegt, diese Spannung bleibt also am Schalter und kann zu Funken führen. |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 28. Aug 2015 13:11 Titel: |
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Also, ich halte es mal fest:
Parallel zum Schalter eine Zenerdiode würde funktionieren.
Zwei Zenerdioden die gegensinnig in Reihe verschaltet und parallel zur Induktivität sind würde auch funktionieren, richtig?
Ich verstehe aber nicht wieso zwei gegensinnig verschaltete Zenerdioden parallel zur Induktivität die Spannungsspitze begrenzen. Wäre froh, wenn man mir das etwas genauer erklären könnte.
@ Steffen Bühler: Ich kann die normale Diode doch in Sperrrichtung betreiben. Wenn an der Kathode dann eine negative Spannung anliegt wird die Diode doch leitend werden. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Aug 2015 13:27 Titel: |
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| Pfirsichmensch hat Folgendes geschrieben: | | Parallel zum Schalter eine Zenerdiode würde funktionieren. |
Ja, in Sperrichtung (und natürlich mit Vorwiderstand zur Diodenstrombegrenzung).
| Pfirsichmensch hat Folgendes geschrieben: | | Zwei Zenerdioden die gegensinnig in Reihe verschaltet und parallel zur Induktivität sind würde auch funktionieren, richtig? |
Ja.
| Pfirsichmensch hat Folgendes geschrieben: | | Ich verstehe aber nicht wieso zwei gegensinnig verschaltete Zenerdioden parallel zur Induktivität die Spannungsspitze begrenzen. |
Betrachten wir mal das Beispiel mit Anoden außen. Und legen eine Spannung an, die höher als die Zenerspannung+0,7V ist.
Dann schaltet die Z-Diode in Sperrichtung durch, weil die Zenerspannung überschritten ist. Und die zweite Z-Diode, die ja in Durchlassrichtung eine normale Diode ist, leitet. Somit wird die Spannung begrenzt.
Und wenn die Spannung negativ ist, gilt dasselbe, nur jeweils für die andere Diode.
| Pfirsichmensch hat Folgendes geschrieben: | | Ich kann die normale Diode doch in Sperrrichtung betreiben. Wenn an der Kathode dann eine negative Spannung anliegt wird die Diode doch leitend werden. |
Ja, das meinte ich ja mit
| Zitat: | | Negative Spannungsspitzen werden auf 0,7V begrenzt |
Aber eine positive Spannungsspitze könnte beliebig hoch sein, die Diode würde, solange sie nicht kaputtgeht, nicht leitend werden (sie ist ja eben keine Z-Diode). |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 28. Aug 2015 13:47 Titel: |
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Aber am Schalter beim Öffnen treten doch nur negative Spannungen auf oder nicht? So würde die 0.7 V Siliziumdiode doch ausreichen.
PS: Danke im Voraus schonmal für deine Mühe |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Aug 2015 14:03 Titel: |
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Ok, überzeugt. Dann darf aber auch nur eine reine Induktivität mit Gleichspannung geschaltet werden.
Viele Grüße
Steffen |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 28. Aug 2015 14:10 Titel: |
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Hallo Steffen,
jetzt versteh ich es glaub ich:
Wenn ich an den Schalter eine Siliziumdiode schalte, dann müsste sie aber in Durchlassrichtung geschaltet sein und dann wäre der Schalter sinnlos.
Da Zenerdioden aber in der Regel nur in Sperrrichtung betrieben werden, ist das dass einzige was Sinn ergibt.
Ich versteh aber immer noch nicht, wieso ich parallel zur Induktivität nicht nur eine Zenerdiode schalten kann, also wieso sie gegensinnig in Reihe sein müssen. Wenn ich eine Zenerdiode dazuschalte würde die Spannung beispielsweise auf U_Zener gleich -12 Volt begrenzt werden. Wozu brauche ich die andere Zenerdiode die gegensinnig ist? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Aug 2015 14:19 Titel: |
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| Pfirsichmensch hat Folgendes geschrieben: | | Wozu brauche ich die andere Zenerdiode die gegensinnig ist? |
Weil eine einzelne Z-Diode doch sonst die Spule kurzschließt! |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 28. Aug 2015 14:24 Titel: |
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Ahhh versteh ich das richtig:
Wenn parallel zur Induktivität zwei Zenerdioden verschaltet werden, dient die eine Zenerdiode dazu, dass der Zweig gesperrt ist im Normalbetrieb (also wenn der Schalter geschlossen ist) Die andere Zenerdiode dient dazu, die Spannung zu begrenzen wenn der Schalter geöffnet wird. Ist das richtig? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Aug 2015 14:27 Titel: |
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So ist es, und das funktioniert eben auch bei Wechselspannung. |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Aug 2015 14:48 Titel: |
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Beachte, dass die Reihenschaltung, die oben dargestellt ist, unten verkehrtherum eingebaut ist! Es werden also auch hier negative Spannungsspitzen, die höher als die Zenerspannung sind, kurzgeschlossen.
Diese Schaltung funktioniert wiederum nur bei Gleichspannung, positive Spannungsspitzen, die bei Wechselspannung auftreten könnten, würden nicht begrenzt. |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 28. Aug 2015 16:15 Titel: |
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Vielen Dank für die zahlreichen Antworten.
Nun wirklich die letzte Frage:
Wenn ich parallel zur Induktivität zwei Zenerdioden entgegengesetzt verschalte, dann wird die Induktivität doch nur auf U_Zener begrenzt und nicht auf 2 * U_Zener. Ist das richtig? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Aug 2015 16:21 Titel: |
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Ja, das ist richtig. Um ganz genau zu sein: zu der Zenerspannung der einen Z-Diode musst Du noch die Schleusenspannung der anderen Diode hinzuzählen. Erst dann fließt der Kurzschlussstrom. Haben die Z-Dioden also 12V Zenerspannung, wird bei exakt 12V noch nichts passieren, auch bei 12,3V noch nicht. Erst bei 12,7V wird begrenzt, dann erst macht die zweite Diode auf. |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 28. Aug 2015 17:10 Titel: |
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Nur das ich das richtig verstanden habe:
Leiten dann beide Dioden? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Aug 2015 17:12 Titel: |
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Ja, das meinte ich mit "Aufmachen". Die eine leitet in Sperrrichtung, weil ihre Zenerspannung überschritten ist, die andere in Durchlassrichtung, weil ihre Schleusenpannung überschritten ist. |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 28. Aug 2015 17:15 Titel: |
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Klasse. Vielen Dank!! |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 28. Aug 2015 17:47 Titel: Doppelposts |
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Hallo,
findest Du es nicht ein wenig dreist, Deine Fragen regelmäßig als Doppelpost in mehreren Foren zu stellen?
Mir ist schon bei der Frage mit der Spannungsstabilisierung von Kondensatoren aufgefallen, dass die gleiche Fragestellung fast 1:1 auf mikrocontroller.net aufgetaucht ist. Nun das gleiche mit den Freilaufdioden:
https://www.mikrocontroller.net/topic/375254#new
Mal ein wenig selbst nachdenken und das Wissen aus den Erstsemestlervorlesungen anzuwenden, scheint nicht Deine Stärke zu sein. Da lässt Du es Dir lieber vorkauen. Je breiter gestreut, umso besser. Irgendwer findet sich schon, der Dir die Inhalte mundgerecht vorkaut.
Viele Grüße
Michael |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 28. Aug 2015 18:16 Titel: |
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Hallo Michael,
es tut mir leid. Ich werde das in Zukunft sein lassen. |
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