Spule im Gleich- / Wechselstromkreis?
Ich sollte im Physikunterricht folgende Aufgaben machen :
Bestimme durch Messen von Strom und Spannung den ohmschen Widerstand der Spule
Ich hab das mit dem ablesen nicht hinbekommen, kann man die Werte von Spannung und Stromstärke auch anders ermitteln ?
Spule mit 3000 Windungen und einmal mit geschlossenem und einmal ohne Eisenkern
Spannung die angelegen hat waren 10Volt
Einmal lag eine Gleichspannung und einmal eine Wechselspannung an
3 Antworten
Wenn du mir die Induktivität der Spule und den Querschnitt des Drahtes verraten könntest mit dem die Spule gewickelt ist, könnte ich dir den ohmschen Anteil berechnen ;)
L=n^2*A*μ0*μr*(1/l)
einfach nach l umformen dann:
R=ρ*l/A
und fertig. Dann hast du den Widerstand rechnerisch ermittelt.
Der Widerstand im Wechselstromkreis sieht etwas anders aus. Eine Induktivität sorgt im Wechselstromkreis für eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom und zwar wirkt sie genau um 90° verschoben im Netz entgegen.
Der ohmsche Anteil der spule und der Induktive Anteil der Spule sorgen zusammen für einen sogenannten Phasenverschiebungswinkel φ.
Der Induktive Blindwiderstand ist von der Frequenz abhängig und lässt sich folgendermaßen berechnen:
XL=ω*L=2*π*f*L
Wir haben also einen gesamten Widerstand der Spule (Impedanz) und dieser besteht aus den Anteilen "Induktiver Blindwiderstand XL" und dem "Realteil" also dem Wirkanteil R.
Ab hier währe es für die weitere Berechnung wichtig oder zumindest vom Vorteil wenn du etwas von der "Gaußschen Zahlenebene" gehört hast. Wir müssen uns nämlich den imaginären und Komplexen Zahlen bedienen. Der Induktive Blindwiderstand XL entspricht dem "imaginären Anteil" der Wirkwiderstand R dem "Realanteil" und die Impedanz Z entspricht einer Komplexen Zahl und genauso müssen sie auch behandelt werden. Deshalb heißt XL auch oft iXL um deutlich zu machen, dass es sich um eine "imaginäre Zahl" handelt. Wir erhalten folgendes Bild:
Was sich kompliziert angehört hat sollte spätestens jetzt im Kopf Klick machen: "AAAH Pythagoras!"
Für die Impedanz Z haben wir also Z=√(R^2+iXL^2)
und das wars :) hier nochmal die Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom:
So würde das bei einer idealen Induktivität aussehen also einer theoretischen Induktivität ohne Real bzw Wirkanteil.
also ich sag mal so, auch wenn es halb auseinander fällt, so lange es funktioniert, könnt ihr das messgerät noch verwenden aber NUR! bei kleinspannung!
beim messen an netzspannung muss das messgerät in ordnung sein - darauf würde ich bestehen.
der rest ist ohmsches gesetz. wenn ihr also eine spannung anlegt, die sicher 10 volt ist, könnt ihr anhand der stromstärke den ohmschen widerstand der spule bestimmen!
das geht aber nur mit gleichstrom, weil beim wechselstrom die spule zu stark bremst. beim gleichstrom ist es so, dass wenn die spule erst mal gesättigt ist, also das magnetfeld steht, nur noch der ohmsche widestand der spule relevnat ist.
das ist auch der grund dafür, dass ein an gleichstrom angeschlossener trafo irgendwann duchbrennt.
ob mit oder ohne kern, das macht beim gleichstrom übrigens nur so weit einen unterschied, als dass es etwas länger dauert, bis die sättigung eintritt.
lg, anna
Den ohmschen Widerstand kannst Du nur mit Gleichspannung messen. (Nach dem Einschalten warten, bis der Strom konstant ist)
Der Eisenkern hat keinen Einfluss auf den ohmschen Widerstand. Höchstens wird der Stromwert ohne Kern etwas früher erreicht.
Ich hab das mit dem ablesen nicht hinbekommen
Was soll das heißen? Eine Meßskala ablesen ist keine Hexerei.
Das war ja im Unterricht, da hab ich keinen Einfluss drauf
Da solltet Ihr aber drauf bestehen, daß der Lehrer Abhilfe schafft. Das ist sein Job. Wenn er meint, das könne er nicht: Zur Schulleitung gehen.
Dann ist das aber Sache des Lehrers, Euch den Umgang mit einem marroden Meßgerät zu erklären... denn er stellt Euch dieses Werkzeug zur Verfügung und kann nicht erwarten, dass ihr mit dem Ding umgehen könnt.
Aber wenn ich mir die Antwort so ansehe "keine Ahnung wie das geht" dürfte das nicht am Multimeter sondern am Fachlichen gelegen haben. Dafür ist ebenfalls der Lehrer zuständig denn ohne genauere Angaben des Meßgeräts kann Dir hier niemand exakt erklären, wie man das einstellt; und wenn Du den Lehrer auch nicht fragen willst, bist letztlich Du der / die Dumme denn Du hast das Wissen nicht, brauchst aber eine entsprechende Note.
Und wie ich an die Werte komme wusste ich, wie gesagt war nur das ablesen das Problem
Ich müsste jetzt wissen ob ich allein mit diesen Werten noch Spannung und Stromstärke ermitteln kann da ich nicht nochmal die Möglichkeit hab das experimentell zu machen
Wir hatten ein Multimeter was schon halb auseinander gefallen ist, keine Ahnung wie das geht dass man den konkreten wert ermittelt