Stromkreis mit zwei Schaltern und einer Spuler - Was passiert wenn ich die Schalter schließe?
Hallo, ich habe einen Stromkreis mit zwei offenen Schaltern. Den Stromkreis habe ich im Anhang hochgeladen. Meine Frage ist was passiert, wenn
- Nur S1 geschlossen wird (ich vermute R2 wird dann einfach über S1 umgangen)
- Nur S2 geschlossen wir ?
-
- Beide Schalter S1 und S2 geschlossen werden
- (Ich vermute für den 2. und 3. Fall, dass der Strom nur über R1 fließt, was passiert aber mit der rechten Seite des Stromkreises, wenn die Spule ebenfalls bereits eine Spannung besitzt?
Eine Begründung zur Antwort wäre super!
Und eine Erklärung was die Spule dazubeiwrirkt wäre auch schön, kann mir darunter nichts vorstellen.Vielen dank schonmal im Voraus!!
3 Antworten
Ich unterstelle mal, dass U0 eine Gleichspannung ist.
1. Alle Schalter geöffnet:
Wir haben einen Stromkreis mit einer Spule und 3 Widerständen in Reihe.
Die Spule wird magnetisiert und speichert dadurch Energie in ihrem Magnetfeld.
Es stellt sich ein konstanter Strom ein.
2. S1 wird geschlossen:
Es bleibt ein einfacher Stromkreis, bei dem der Vorwiderstand verringert wird. Dementsprechend steigt die Stromstärke an.
3. S2 wird geschlossen
Nun liegen zwei miteinander vermaschte Stromkreise vor.
Der linke Stromkreis besteht nur noch aus U0 und R1. Hier fließt der Strom durch die Spannungsquelle durch. Durch R2, R3 und L fließt kein Strom mehr durch Uo, weil der Strom den Weg des geringsten Widerstandes sucht und daher lieber durch S2 als durch L fließt.
Unmittelbar nach dem Schließen von S2 wird der rechte Stromkreis geschlossen. Da das Magnetfeld der Spule durch fehlende Spannung nicht aufrechterhalten wird, bricht es zusammen und induziert dadurch einen kurzen Strom I, der sehr hoch sein kann, aber durch R2 und R3 begrenzt wird. Wenn eine Spule kurzgeschlossen wird, erzeugt sie kurzfristig eine sehr hohe Spannung und damit einen hohen Strom. Sobald das Magnetfeld abgebaut ist, geht I gegen 0.
4. S1 und S2 werden gleichzeitg geschlossen
Im Prinzip passiert das selbe wie in 3.
Der Unterschied besteht darin, dass nun nur noch R3 den Strom begrenzt, den die Spule erzeugt. Die Stromstärke I wird daher beim Schließen der Schalter höher, geht aber auch schneller auf 0 zurück.
Hallo fenerli197,
du hattest mich gerade bei deiner anderen Frage gebeten, auch diese Frage anzusehen.
Die Antwort von Hamburger02 ist hervorragend und durch mich nicht zu verbessern.
Mit der Antwort von ClausO habe ich ein Problem im Hinblick auf die Stromflussrichtung nach dem Ausschalten des Betriebsstroms. In diesem Artikel http://www.elektronikinfo.de/strom/spulen.htm findest du im Abschnitt
Energie des magnetischen Felds
den Hinweis, dass nach dem Abschalten des Stroms das zusammenbrechende Magnetfeld einen Strom erzeugt, der in der gleichen Richtung weiterfliesst wie der abgeschaltete Strom.
Nur so erklärt sich die Funktion von Schaltnetzteilen, denn im ausgeschalteten Zustand des Schalttransistors soll ja das kollabierende Magnetfeld als Energiespeicher dafür sorgen, dass der Strom mit der gleichen Richtung weiterfließt und das Netzteil eine kontinuierliche Gleichspannung erzeugt.
Mehr gibt es von mir nicht zu ergänzen, außer du benötigst einiges mit weniger Fachsprache anschaulicher erklärt.
Grüße, dalko
Das ist richtig, wenn beide Schalter geschlossen sind, fließt nur noch ein konstanter Strom von U0 über R1 zurück zu U0, etwas anderes kann ich nicht erkennen.
S1, Strom durch die Spule wird grösser.
S2, es fließt nur noch Strom durch R1.
S1 + S2, gleiches Ergebnis.
Danke für die rasche Antwort. Ich hätte noch eine Frage: Was passiert mit der rechten Seite des Stromkreises beim 2. und 3. Fall, wenn die Spule ebenfalls eine Spannung besitzt?
beim Abschalten entsteht in der Spule eine Gegenspannung, Diese wird in Fall 2 über R2 und R3 abgeleitet. In Fall 3 nur über R3
Also erzeugt die Spule quasi seinen eigenen Strom um seine Induktionsspannung abzubauen?
Die Spule erzeugt keinen "eigenen" Strom. Ist doch nur eine Drahtwicklung und keine Spannungsquelle!
wenn du die Schaltung betreibst wie gezeichnet, und du drückst S2, Wird durch die abfallende Spannung an der Spule ein entgegengesetzter Strom induziert. Ja, für einen kurzen Moment produziert die Spule einen Strom. Dieser ist entgegengesetzt dem Betriebsstrom.
nematode, beim ändern eines Magnetfeldes in einer Spule wird eine Spannung indiziert, siehe Dynamo, auch beim abschalten einer angelegten Spannung wird ein Gegenstrom indiziert.
Danke für deine Hilfe. Die einzige Frage, die ich mir noch stelle ist, ob die Spannung und Stromstärke der linken Masche immer konstant bleibt, wenn beide Schalter geschlossen sind.
Die die Spannung und Stromstärke der rechten Masche wird ja nach einer Zeit 0 werden.
Ist das richtig oder gibt es da noch was zu ergänzen?