Wie verhält sich der Widerstand XL, einer Spule mit Eisenkern in Abhängigkeit der Freuqenz?
Ich weiß dass das Verhalten bei einer normalen Spule linear ist
Erhöhte Frequenz bedeutet einen erhöhten Blindwiderstand.
Ändert sich an diesem Verhalten etwas wenn die Spule einen Eisenkern hat?
3 Antworten
theoretisch berechnet sich der Widerstand einer idealen Spule nach der Gleichung
X=2 x pi x f x L
( pi ~ 3,1415... , f=Frequenz, L=induktivität )
Damit steigt der Widerstand linear mit der Frequenz an.
Nun gibt es aber keine idealen Spulen. Der Draht einer Spule hat auch noch einen sogenannten Ohmschen Widerstand (Gleichstrom-Widerstand). Den kann man sich dann als Reihenschaltung mit der idealen Spule vorstellen.
Es geht aber weiter. Wenn ein Strom durch die Spule fließt entsteht ein Magnetfeld und das bewirkt u.a. , dass der Strom von der Mitte eines Drahtes an den Rand ( an seine Oberfläche) verdrängt wird. Wenn aber in der Mitte kaum noch Strom fließen kann, wird der Querschnitt kleiner und somit der Widerstand größer. Die Spule weicht dann noch weiter von der idealen Spule ab. Dieser sogenannte Hauteffekt (Skineffekt) nimmt mit der Frequenz zu.
Ähnlich wirkt auch ein Eisenkern. In so einem Kern entstehen Magnetfelder, die auch wieder Energie verbrauchen. Diese Verluste kann man ersatzweise auch wieder wie einen Reihen-Widerstand betrachten. Auch der ist abhängig von der Frequenz.
Der Widerstand steigt also mit der Frequenz nicht mehr nach der oben angegebenen Formel. Er wird noch größer.
Dann wirken auch noch die Drahtwindungen untereinander wie Kondensatoren. .....
Das Ganze ist also sehr komplex.
Auf jeden Fall nicht linear im Gegnsatz zur Luftspule weil die Eisenatome sich ab einer bestimmten Frequenz nicht mehr so schnell ummagnetisieren können.
Das wird sicher nicht "schlgartig" ab einer bestimmten Frequenz sein. Außerdem dürfte es extrem von der magnetischen Eigenschaft des Weicheisenkerns abhängen.
Der Widerstand steigt mit zunehmender Frequenz nämlich Proportional zur Frequenz und zur Induktivität.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/1006241.htm
Es ist irrelevant für das Verhalten des Widerstands ob nun ein Eisenkern oder ein Luftspalt dazwischen liegt, da die Induktivität von der Permeabilität des leitenden Materials abhängt.
Es ist irrelevant für das Verhalten des Widerstands ob nun ein Eisenkern oder ein Luftspalt dazwischen liegt,
Für die Induktivität L ist µr extrem wichtig!
Die Größe der Induktivität ist irrelevant für das Verhalten des induktiven Blindwiderstand. Es ist lediglich bei der Betrachtung des Wertes von Relevanz. Die Permeabilität ändert sich ja nicht mit einer Änderung der Frequenz, sie bleibt Konstant (idealisiert, thermische Effekte beeinflussen selbstverständlich die Permeabilität).
Ab welcher Freuquenz wäre das so? Und sehe ich das richtig dass, die erste Antwort deiner gegenspricht?
Hättest du für mich irgendwo einen graphischen Verlauf wo ich das nachsehen könnnte?
DANke für deine Antowort.