Wie funktioniert eine Spule als Drossel?
Ich weiß sie drosselt den Strom, aber wie genau ist das Prinzip dahinter?
Und funktioniert es nur für AC oder auch DC
4 Antworten
- Sich bewegende Ladungen erzeugen ein Magnetfeld.
- Ein sich änderndes Magnetfeld übt eine Kraft auf Ladungen aus.
Das geht irgendwie aus den Maxwellschen Gleichungen hervor.
Generell und stark verstärkt bei Spulen, die das Magnetfeld sozusagen konzentrieren, und noch mehr mit Eisenkern, der das Magnetfeld bündelt, hat das folgenden Effekt:
Jede Änderung der Stromstärke wirkt der Änderung entgegen. Erhöht sich der Strom, bremst das den Strom. Erniedrigt sich der Strom, schiebt das den Strom an.
Es ist also vergleichbar mit einer Drehbewegung, wo an der Achse ein Schwungrad angebracht ist, das den gerade aktuellen Drehzustand zu erhalten versucht.
Hey,
Die funktioniert so, dass sie Stromänderungen ausbremst. Bei Wechselstrom ( AC) ist das ziemlich effektiv, weil sich der Strom ständig ändert. Je höher die Frequenz, desto mehr Widerstand baut die Spule auf.
Bei Gleichstrom (DC) dagegen passiert das nur ganz am Anfang. Da bremst die Spule kurz den Stromanstieg, aber wenn der Strom einmal konstant ist, lässt sie ihn ohne großen Widerstand durch.
Also: Bei AC gut zum Drosseln, bei DC nur kurzzeitig beim Einschalten relevant.
Was genau meinst du?
Das evtl?
https://www.elektroniktutor.de/analogtechnik/an_pict/fluss5.png
Ich meine fogendes:
Einen Trafo nutzt man häufig um Soannjng zu übersetzen. Meistens runter.
Das Stormverhältnis ist aber umgekehrt.
D.h. wenn du z.B. n1/n2 = 0,5 hast, ist u1/u2 = 0,5. Aber I1/I2 = 2.
D.h. der Strom verdoppelt sich.
Daher dachte ich, dass man eine s.g. Drossel immer "nach" einem Trafo anschließt, da der Strom sich erhöht.
Aber normalerweise wird der Strom mit einem Kondensator geglättet, also auf eine nahe zu 0 Frequenz reduziert.
Inwiefern dient die Spule dann noch als Drossel?
Nein, das wäre eher kontraproduktiv. Man will ja sekundärseitig Leistung entnehmen. Dabei fließt so viel Strom wie benötigt wird. Als Begrenzung im Kurzschlussfall kann man durchaus eine Drossel einsetzen, meist geht es hier aber um Entstördrosseln für EMV.
Bei Gleichstrom stellt die Spule einen ohmschen Widerstand dar und erzeugt ein Magnetfeld.
Bei Wechselstrom wird ständig ein Magnetfeld aufgebaut, abgebaut und umgekehrt wieder aufgebaut. Dieses Magnetfeld erzeugt jeweils eine Gegeninduktion, was zusätzlich zum "normalen" Widerstand den Stromfluss hemmt. Bei Wechselstrom nimmt dadurch der induktive Widerstand der Spule mit steigender Frequenz zu.
Ja richtig. Bei Gleichstrom wirkt sie iwann wie ein 0 Widerstand.
Ich fand nur den Begriff Drossel irritierend und dachte erstmal, es ist das selbe wie ein Tiefpass.
Tiefpass ist richtig, für hohe Frequenzen ist der Widerstand höher.
Der Kollege @Genuatief hat den Unterschied zwischen einer Spule als Drossel und Tiefpass aber genau beschrieben.
Eine Drossel ist zweipolig, ein Tiefpass vierpolig.
Dann ist die Spule kombiniert mit einem RC-Glied https://de.wikipedia.org/wiki/Tiefpass#/media/Datei:LCR-Tiefpass.svg https://de.wikipedia.org/wiki/Tiefpass#Tiefpass_2._Ordnung
Ergänzung RC-Glied: Ein Tiefpass (oder je nach Schaltung Hochpass) kann auch nur mit einem Kondensator realisiert werden. Der Kondensator ist für Gleichstrom undurchlässig, er lädt sich nur auf. Bei Wechselstrom lädt und entlädt er ständig, wird quasi durchlässig. Je höher die Frequenz, desto kleiner der Widerstand. Längs geschaltet lässt er die hohen Frequenzen zum Lautsprecher und dämpft die tiefen, quer (als Tiefpass) leitet er die Höhen weg.
Wieso heißt es dann denn Tiefpass, wenn er niedriger Frequenzen eben nicht durchlässt?
Eine Spule ist ja eher ein tiefpass, da bei hoher Frequenz die indizierte Spannung groß ist, aufgrund des ständig veränderten Magnetfeldes.
Dann heißt es eben Hochpass, je nach Schaltung des Kondensators, längs oder quer, ist hier erläutert https://www.rahner-edu.de/grundlagen/signale-richtig-verstehen/rc-schaltung-1/
Impedanz ist der gesamte Wechselstromwiderstand, hier kommt zum ohmschen Widerstand der induktive Widerstand (Reaktanz) dazu. Drosseln werden beispielsweise zur Strombegrenzung (um Kurzschluss in Grenzen zu halten) eingesetzt oder zur Entstörung (zum Dämpfen hoher Frequenzen).
Eine Spule wehrt sich mit Händen und Füssen gegen eine Stromänderung. Je schneller diese erfolgt, umso heftiger ist die Reaktion in Form einer Gegenspannung.
Richtig, XL = 2 • pi • f • L
D.h. die Impedanz steigt bei hoher Frequenz.
Allerdings frage ich mich dann, wieso man von einer Drossel spricht und nicht einfach von einem Tiefpass.
Ein Tiefpass ist ein Vierpol: Er hat einen Eingang und einen Ausgang.
Eine Spule (Induktivität) hat nur zwei Anschlüsse (ist ein passiver Zweipol) und wird durch die konstitutionelle Gleichung
U(t) = L* dI(t)/dt
beschrieben.
Klar kann man daraus einen Tiefpass bauen, aber das ist schon eine schaltungstechnische Anwendung.
D.h. einfach XL = omega * L ist groß bei hohen Frequenzen.
Wird eine solche drossel häufig mach einem Trafo geschaltet bei einer Wechselspannungsübersetzung? Denn das Stromverhältnis ist ja anti proportional zum Spannungsverhältnis