50ohm-contents-dl/contents/slides/spule_1.md

Induktivität

* Jeder stromdurchflossene Leiter hat eine Induktivität * Um einen stromdurchflossenen Leiter entsteht ein Magnetfeld * In einem Leiter entsteht ein Strom, wenn dieser durch ein Magnetfeld bewegt wird [picture:833:e_spule_magnetfeld_um_leiter:Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter]

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[question:EC304]

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Spule und Induktivität

• Eine Spule optimiert die Induktivität eines Leiters
• Wichtigste Eigenschaft der Spule: Energie speichern

L = \dfrac{N\cdot \Phi}{I}

• mit N Anzahl Windungen und \Phi als magnetischer Fluss
• Einheit: \unit{\volt\second\per\ampere} bzw. Henry \unit{\henry}
• Die Induktivität ist der magnetische Fluss pro Ampere

* Henry von Joseph Henry (1797 - 1878)

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Induktivität durch Bauart

* Die Induktivität einer Ringspule kann durch die Bauart erreicht werden

L = \dfrac{\mu_0 \cdot \mu_r \cdot N^2 \cdot A_S}{l}

• \rightarrow Induktivität ist größer bei größerem Querschnitt, anderem Kern oder kleinerer Länge
• \rightarrow Induktivität ist viel größer bei höherer Windungszahl
• \mu_0 = \qty{1,2566e-6}{\henry\per\meter}: magnetische Feldkonstante
• \mu_r: relative Permeabilität, abhängig vom Spulenkern (Luft \approx 1)
• N: Windungszahl
• A_S: Querschnittsfläche der Spule
• l: Länge der Spule bzw. mittlere Feldlinienlänge
• Nur das Verständnis ist wichtig, Berechnung ist Klasse A Stoff

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[question:EA102]

[question:EC307]

[question:EC306]

[question:EC305]

[question:EB205]

[question:EB204]

Stromfluss über eine Spule

* Strom braucht länger durch die Spule * Erst leuchtet Lampe$_1$ * Später leuchtet Lampe$_2$ [picture:541:e_stromkreis_mit_spule:Stromkreis mit Spule] * Bei Induktivitäten, Ströme sich verspäten ---

[question:EC302]

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Einschaltkurve Spule

* Eine Spule wird an Gleichspannung angeschlossen * Die Spannung nimmt steil ab und gleicht sich mit der Zeit 0 an [picture:186:e_einschaltkurve_spule:Zeitlicher Verlauf einer Gleichspannung über eine Spule]

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[question:EC301]

Spule im Wechselstrom

• Im Gleichstromkreis wirkt eine Spule erst wie ein unendlich großer Widerstand, wird dann aber nach dem Einschaltvorgang so groß wie der Widerstand des Leiters
• Bei Wechselstrom wird das Magnetfeld in der Spule ständig umgepolt
• Dadurch entsteht eine Selbstinduktionspannung, die entgegengerichtet ist und stört
• Je höher die Frequenz, umso höher ist der Wechselstromwiderstand der Spule

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[question:EC303]