Spule Magnetfeldaufbau Dauer?
Hallo!
Wenn man eine Gleichspannung von sagen wir 10V an eine Spule mit 1mH anlegt, wird ja ein Magnetfeld aufgebaut.
Wie lange dauert dieser Prozess des Magnetfeldaufbaus und was passiert da eigentlich im Inneren der Spule?
Lg
3 Antworten
Es gilt für eine Induktivität
U = L dI/dt
umgeformt
di/dt = U/L
Die rechte Seite ist konstant U/L = 10/0.001 = 10^4 A/s
Der Strom steigt daher mit 10000A/s linear an:
I(t) = (U/L)*t
Da eine reale Induktivität auch einen ohmschen Widerstand R besitzt, wird das zeitliche Verhalten nur für eine gewisse Zeit linear sein und der Strom dann durch R begrenzt werden. Der Zusammenhang ist dann
I(t) = U/R (1-exp(-t/τ))
τ=L/R ist die Zeitkonstante. Für Zeiten klein gegen τentspricht das Verhalten dem linearen Zuwachs von oben. Für Zeiten viel größer als τ ist der Strom konstant und durch U/R gegeben.
Im gleichen Maße wie I steigt, steigt auch das Magnetfeld H an, da
H(t) = I(t)*N/l
N...Windungszahl
l...Spulenlänge
Weißt du überhaupt wovon du da sprichst oder bist du ein Troll?
Fall letztes nicht stimmt, dann lass mich mal wissen, was dir da nicht gefällt? Hättest du genau gelesen, so würdest du sehen, dass ich oben von der idealisierten Spule schrieb, und unten von der realen mit Widerstand. Wo ist Dein Problem? Scheinbar kritisierst du Dinge von denen du selbst nur eine schemenhafte Ahnung hast? Kann es vielleicht sein, dass du dich ein bisschen überschätzt? Glaubst du, die Welt funktioniert nach deinen Vorstellungen oder was?
Wie lange dauert dieser Prozess des Magnetfeldaufbaus und was passiert da eigentlich im Inneren der Spule?
theoretisch dauert dieser Prozess unendlich lange Zeit an.
Beim Anlegen einer Spannung wird ein Magnetfeld aufgebaut, das wiederum in den gleichen Drahtwindungen eine "Gegenspannung" induziert, so dass diese den Eingangsstrom reduziert.
Dieser "Überraschungseffekt" verschwindet aber, da die angelegte Spannung eine Gleichspannung ist. Das hat zur Folge, dass Magnetfeld in ein konstantes Feld übergeht und so die "Gegenspannung" immer kleiner wird.
Damit steigt auch der Strom durch die Spule nur noch langsam an.
Irgendwann ändert sich der Strom nicht mehr und das Magnetfeld hat eine konstante Größe.
Das steht nun aber im Gegensatz zu " unendlich lange Zeit ".
Beide Aussagen sind richtig, die mit "unendlich" leitet sich aus der Formel ab, die eine e-Funktion beinhaltet, die mit "irgendwann" ist eine praktische Feststellung, weil man nicht einmal messen kann, dass nach z.B. zwischen der 10. und der 20. Sekunden der Strom immer noch um 0,0000000000000000000000000000001V
angestiegen ist.
Bitte nicht bös sein, aber erst ziehst du meine Antwort unten in den Dreck, und dann schreibst du hier (qualitativ) das gleiche...Hast du gestern evtl. was getrunken?
Für Realitätsverweigerer nochmal eine Simulation mit LTSpice:
grün: R = 0
rot: R=5 Ohm
blau: 1 Ohm
Bei R=0 steigt I eben linear an. Da ist nirgends ein Problem...
das ist schon eine sehr ungewöhnliche Interpretation und "Umstellung" einer Differentialgleichung.
Da sollte man sich gleich für den Nobelpreis anmelden, schließlich beweist du damit, dass es eine verbreitete Lüge ist, wenn andere behaupten:
Eine Induktivität (Spule) hat beim Anlegen einer Spannung, hervorgerufen durch das entstehende Magnetfeld einen sehr hohen Widerstand. Das Magnetfeld wird aber zum statischen Feld und das wirkt dem Strom nicht mehr entgegen. Der Widerstand sinkt (ohmsche Widerstände vernachlässigt) auf Null.
Von einem linearen Strom kann man da nicht sprechen.