Wenn man den Gleichstrom ausschaltet, warum können dann an der Sekundärspule gefährliche Spannungen auftreten?
(Durch die Primärspule eines Transformstors fließt Gleichstrom)
3 Antworten
- naja...
- wenn sich der Strom ändert, ändert sich das Magnetfeld...
- dadurch wird ne Spannung induziert...
- je heftiger die Strom-Änderung, umso heftiger die Magnetfeld-Änderung, umso heftiger die Induktion...
- da zum Spielen: Simulator...
Weil das Induktionsgesetz besagt, dass die induzierte Spannung umso größer wird, je schneller sich das Magnetfeld ändert, welcher die elektrische Leiterschleife erfährt.
Das heißt die induzierte Spannung berechnet sich vor allem durch die Division der Magnetfeldänderung durch die Zeit.
Wenn du den Strom schlagartig durch das Ausschalten in der Spule unterbrichst, findet die Magnetfeldänderung nahezu schlagartig statt das heißt die Änderung der Zeit delta t beträgt 0 Sekunden.
Irgendwas geteilt durch 0 ist unendlich. Um die Mathematik dahinter auch für ganz lernschwache verständlich zu machen: Wie viele Stücke Kuchen kannst du von einen Kuchen entnehmen, welcher z.b. in 4 Stücke aufgeteilt wurde und du jeweils 0 Stücke entnimmst? Natürlich kannst du unendlich 0 Stücke raus nehmen. Du kannst unendlich mal nichts von etwas wegnehmen.
So viel zur Theorie. In der Praxis funktioniert das allerdings so nicht, die folge ist eine extrem hohe induzierte Spannung die den Strom zum weiterfließen zwinkt. So entstehen in einem Schalter welcher sich nach dem Ausschalten im ausgeschalteten Zustand befindet Funken aufgrund der hohen induzierten Spannung.
Um dies zu vermeiden werden in Gleichstromkreisen sogenannte Freilaufdioden antiparallel geschaltet also parallel aber in Sperrrichtung. Dadurch kann der Strom durch die Spule beim abschalten der Spule weiter fließen und das Magnetfeld ändert sich langsamer es entsteht dann keine hohe induzierte Spannung.
Der Grund warum man die Diode in Sperrrichtung schaltet ist der, dass somit im Normalbetrieb also im eingeschalteten Zustand kein Strom durch die Diode fließen kann und der gesamte Strom fließt zunächst durch die Diode. Fast so als währe die Diode nicht da.
Beim Abschalten wird durch Selbstinduktion eine Spannung in der Spule induziert, die nach Lenz der Ursache entgegen wirkt. Das heißt die Polarität ändert sich und dann ist die Diode in Durchlassrichtung für die Spule und es kann ein Strom in der Spule fließen, der für eine langsame Veränderung des Magnetfeldes sorgt und somit eine zu große Induktionsspannung verhindert.
Natürlich ist das Insuktionsgesetz nicht vollkommen richtig wie ich es hier beschrieben ist, denn ich habe für das Verständnis hier die Wicklung erstmal außen vor gelassen.
Die Wicklung kann man allerdings ganz einfach dazu berücksichtigen, indem man die Windungszahl dazu Multipliziert, da es sich in dem Fall um ein proportionales Verhalten handelt. Je mehr Windungen das sich ändernde Magnetfeld erfährt, desto größer wird die Spannung.
Wenn du den Strom nur schnell genug aus haltet um so stärker ändert sich das bfeld.
Die induktiobsspannung is proparional zu der Änderung des bfelds
Wie kann ich denn einen Strom "langsam" ausschalten, wenn ich einfach einen Ein/Aus - Schalter habe ?
Das müsste aber eben was andres sein als ein gewöhnlicher Ein- Aus- Schalter. Wie genau macht man das ? (Kondensator, variabler Widerstand, ...)
Konntest auch einfach einen kurzen Satz schreiben