9.3 Selbstinduktion, Induktivität

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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
INDUKTION, EINPHASEN-WECHSELSTROM REPETITIONEN
SELBSTINDUKTION, INDUKTIVITÄT UND ENERGIE IN DER SPULE
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1.581
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Induktivität einer Ringspule
Berechnen Sie die Induktivität einer Ringspule von 320 Windungen,
12cm 2 Spulenöffnungsquerschnitt und 600 mm durchschnittliche Feldlänge! Der Spulenkern sei:
0,2574 mH
0,2832 H
a) Luft,
b) Elektroblech ( µ r = 1100 )
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1.582
25
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Induktivität einer Ringspule
Wie gross ist die Induktivität einer Ringspule mit 1800 Windungen,
4 cm 2 Spulenquerschnitt und 150 mm Spulenlänge? Die Permeabilität
µ r sei 2500 .
27,15 H
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1.583
Zeitkonstante
Eine Spule hat 100Ω Wirkwiderstand und 2 H Induktivität.
0,02s
Berechnen Sie die Zeitkonstante!
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1.612
Energie des magnetischen Feldes
In einer Spule von 2,4 H Induktivität fliesst ein Strom von 12 A .
172,8 J
Wie gross ist die im magnetischen Feld steckende Energie?
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1.584
Zeitkonstante
Eine Gleichstromquelle ( R = 50Ω , L = 4,2 H ) wird eingeschaltet.
0,084s
0,42s
a) Wie gross ist die Zeitkonstante?
b) Wie lange dauert es, bis das Magnetfeld aufgebaut ist?
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1.613
Energie des magnetischen Feldes
Von einer Ringspule sind folgende Daten gegeben:
89,37 J
- Querschnitt des magnetischen Feldes im Spuleninneren
AS = 16cm 2 ,
- mittlere Feldlinienlänge lm = 420mm ,
- Spulenstrom I = 1,8 A ,
- magnetische Feldkonstante µ 0 = 1,257 ⋅ 10 −6 Vs / Am
- relativ Permeabilität µ r = 8000
- Windungszahl N = 1200
Berechnen Sie die im magnetischen Feld der Spule steckende magnetische Energie!
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Zeitkonstante
Eine Spule wird wie die Abbildung zeigt geschaltet.
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1.585
2s
2,4s
5Ω 12H
+
S
25Ω
-
a) Wie lange dauert es, bis das Magnetfeld praktisch abgebaut ist?
b) Wie gross ist die Zeitkonstante im Ladevorgang?
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1.586
Zeitkonstante
Die Klemmenspannung einer Spule von R = 120Ω und L = 22 H ist
120V − .
a) Zeichnen Sie den Stromverlauf beim Laden und Entladen einer
Spule ( I max =ˆ 100% ) auf!
b) Machen Sie eine Wertetabelle ( t = 0 bis 5τ in 1τ -Schritten) für
den Stromverlauf beim Lade- und Entladevorgang.
c) Welchen Strom nimmt sie nach dem Einschalten nach der Zeit 5τ
auf?
d) Wie gross ist dieser beim Einschalten nach einer Zeitkonstante?
e) Wie lange dauert es, bis das Magnetfeld praktisch abgebaut ist?
f) Wieviel Strom fliesst beim Ausschalten nach 1τ .
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I in [%]
0,9166s
0,3679 A
Entladen
Laden
t
1A
0,6321A
t
0
0
1τ
1τ
2τ
2τ
3τ
3τ
4τ
4τ
5τ
5τ
I in [%]
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Frage
Was versteht man unter dem Begriff Selbstinduktion?
Frage
Welche Auswirkungen hat die Selbstinduktion beim Einschalten des Stromkreises?
Frage
Welche Bedeutung hat die Induktivität und
welches ist ihre Einheit?
Frage
Wovon ist die Grösse der Induktivität abhängig?
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Frage
Was passiert, wenn man eine gleichstromdurchflossene Spule mit Eisenkern abschaltet?
Frage
Wozu dient die Diode im skizzierten Kreis?
Welche anderen Massnahmen würde den
gleichen Zweck erfüllen?
+
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Frage
Was versteht man unter einer bifilaren Wicklung und wozu dient sie?
Frage
In einem Gleichstrommotor bewegt sich ein
Ankerleiter von 0,5 m Länge mit einer Geschwindigkeit von 35 m/s durch ein Magnetfeld von 0,85 T. Welche Selbstinduktionsspannung wird in den Leiter induziert.
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Frage
Welche Gesamtinduktivität ergibt sich bei
seriegeschalteten Drosselspulen?
Frage
Wie ergibt sich der induktive Gesamtwiderstand parallel geschalteter Drosselspulen,
wenn ihr ohmscher Widerstand vernachlässigt wird?
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