Induktivitäten und Kapazitäten sind Speicherbausteine

 Ermittlung der Induktivität

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geg:

• U(Wechsel) = 22V ≈ / 50Hz

ges:

• R, I, Z, xL, cos α, P, S, Q, L

• a) Spule ohne Eisenkern

• b) Spule mit Eisenkern

• c) Spule mit Hufeisenkern

• d) Spule mit geschlossenem Ringkern

a) Spg. anlegen + Strommessung

• 1) bei Spannungsfreiheit Widerstand messen => R = 12 Ω
  

• 2) Spule an U = 22V ≈ anlegen

• 3) Strom messen => I = 1,33 A 

b) Rechnen

• Z = U / I = 22 V / 1,33 A = 16,5 Ω

• Z² = R² + xL² <=> xL =  √(Z²-R²) = 10,58 Ω

• cos α = R / Z = 12 Ω / 10,58 Ω  = 0,72 => α = 44°

• S = U * I = 22 V * 1,33 A = 29,26 VA

• P = U * I *  cos α = 29,07

• Q(l) = S * sin 44° = 29,26 V * 0,69 = 20,56 var

• L = xL / ω = 10,58 Ω / (2 π * 50 Hz) = 30 mH

Messen und Berechnen für b), c) und d)

• b) I = 0,36 A => L = 190 mH

• c) I = 0,13 A => L = 530 mH

• d) I = 0,02 A => L = 3.500 mH

Fazit:

1) Bei Gleichspannung wird ...

2) Mit dem "Eisenkernverschieben" kann man den Stromfluss regulieren

• d.h.: je mehr Eisen den Luftweg schließt, desto höher ist die induzierte Spannung

• siehe Strom steigt => Induktivität steigt

Experiment, Oszilloskop:

• durch Abschalten der elektr. Spannung bricht auch das Magnetfeld zusammen

• die Folgen sind "gefährliche" und unerwünschte Spannungsspitzen, die man auch mit dem Oszilloskop sehen kann.

Die Berechnung dieser negativen Spitzen erfolgt mit der Formel

• -Us = N * (delta phi / delta t) [Us/s]

• Je kleiner die Einschaltzeit (umgekehrt proportional) und je höher der magnetische Fluss (direkt proportional) desto höher die "Ausschaltspannungsspitzen".

• Um diesen Störungen entgegenzuwirken, wird an den Schützen eine Freilaufdiode eingebaut

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