Impedanzänderung einer Spule?
Beim Wirbelstromsensor führt der Entzug von Energie aus dem Schwingkreis zur Bildung von Wirbelströmen zu einer Impedanzveranderung. Was genau bedeutet das? Der Wechselstrom Widerstand der Spule erhöht sich? Was genau erhöht sich wenn der Widerstand durch XL = 2Pi * f * L berechnet werden kann?
2 Antworten
Die Induktivität L erhöht sich gegebenenfalls zB wenn man Ferromagnetische Metall in das Feld einbringt.
Mit den Wirbelstromverlusten hat das alleine aber nichts zu tun. Die Wirbelstromverluste führen zu einem zusätzlichen Wirkstromanteil im Stromfluss durch die Spule. Die Impedanzänderung zeigt sich also durch eine steigende Ohmsche Komponente im Verhältnis zur Gesamtimpedanz.
Weil Strom in dem Material induziert wird und dieser Strom ja durch die ohmschen Verluste des Materials Verlustleistung erzeugt. Diese ohmschen Verluste im Material machen sich auch auf der anderen Seite bemerkbar.
Die Primärspule, also die, die im Sensor steckt, erzeugt ein Magnetfeld - das Primärmagnetfeld.
Wenn jetzt ein elektrisch leitfähiges Material in die Nähe dieses Magnetfeldes kommt, werden in diesem Material Ströme induziert. In der Theorie ist dieser Strom innerhalb dieses Materials "kreisförmig", macht also "Runden" - besser gesagt: Der Strom wirbelt, weshalb diese Ströme auch Wirbelströme genannt werden.
Gemäß der Lenzschen Regel wirken induzierte Ströme ihrer Ursache entgegen. Was passiert ist, dass diese Ströme, die ja aus bewegten Ladungsträgern bestehen, ebenfalls ein Magnetfeld erzeugen. Nennen wir dieses Magnetfeld das Sekundärmagnetfeld.
Dieses Magnetfeld arbeitet gegen das Primärmagnetfeld und schwächt diesen somit ab. In Summe entsteht somit eine Änderung der Gesamtimpedanz der Messschaltung.
Danke für deine Antwort, aber warum steigt der ohmsche Anteil? Der Kupferwiderstand der Spule verändert sich doch nicht?