erstellt 08.04.2018
Induktivitäten


Grundsätzliches zur Induktivität
Wenn Strom durch einen Leiter fließt ensteht ein innerhalb des Leiter ein magnetischer Fluss und um diesen Leiter herum ein
magnetisches Feld.
Das kann man einfach testen in dem man einen Strom durch einen Leiter fließen lässt und man neben diesen Leiter einen
Kompass legt.
Dann ist beim ein/ausschalten der Spannungsversorgung zu beobachten wie sich Kompassnadel  bewegt.

Die Größe des Magnetfeld kann erhöht werden wenn mehrer Windungen zu einer Spule aufgewickelt werden.
Damit addieren sich die magnetischen Felder mit der Anzahl der Wicklungen.
Weiter kann das Magnetfeld erhöht werden wenn innerhalb der Spule ein Eisenkern eingesetzt wird.

Die magnetischen Energie in einen Leiter bezeichnet man als Henry und die Bezeichnung für die Induktivität ist der Buchstaben "L".

Die Induktivität in einen einfachen Draht ist relativ gering, erhöht sich aber wenn man diesen Leiter zu einer Spule wickelt.
Ebenso kann man die Induktivität durch einsetzen eines metallischen Kernes in der Spule erhöhen.
Eine Spule ist eigentlich keine reine Induktivität sondern da eine Spule auch aus einen reinen Ohmschen Widerstand besteht
ist nur ein Teil eine Induktivität allerdings der durchaus größere Teil.

Spulen die keinen Metallkern haben bezeichnet man als Luftspule.
Ein Henry ist schon eine sehr große Induktivität, in der Regel arbeitet man in der Elektrotechnik mit Induktivitäten die um Potenzen kleiner sind.
z,B Millihenry = mH , oder Mükrohenry = uH,  oder auch Nanohenry= nH.

Das Maß von 1 Henry ist festgelegt, wenn bei einer Spule bei einer Stromänderung von 1 Ampere, innerhalb von 1 Sekunde eine Spannung von 1 Volt auftritt.

Das Aussehen
Die Aufschrift 822 J besagt das es sich um eine Induktivität mit 8,2mH handelt.
Der Wert 82 mit 2 nachfolgende 00= 8200 uH oder 8,2 mH
Die Aufschrift 103 ergibt 10000 uH oder 10 mH

Induktivität messen
Wie kann man nun die Induktivität einer Spule herausfinden wenn man zum Beispiel keinerlei Angaben über die
besagte Spule hat?
Wir können die Induktivität mit Hilfe eines Frequenzgenerator und eines Oszilloskop heraus finden.
Dazu legen wir die unbekannte Spule parallel zu einen bekannten Kondensator und einen Widerstand in Reihe
an einen Frequenzgenerator.
Der Widerstand soll verhindern dass das Signal aus dem Frequenzgenerator zu stark belastet wird,
und möglicherweise den Generator Ausgang überlastet oder aber die Form oder Höhe des Mess Signal zu stark
einschränkt.
Nun messen wird das Signal über die Spule und erhöhen die Frequenz am Generator so lange bis die Spannung
des am Oszilloskop angezeigten Signal seinen größten Wert erreicht.
Die dann am Generator angezeigte Frequenz wird benötigt um die Induktivität folgender maßen zu berechnen.
Angenommen es wird eine Frequenz von 139 KHz ermittelt.
So haben wir noch den Wert des Kondensators von 100nF.
Die Berechnung sieht dann folgendermaßen aus:


1
L
=


(2*Pi* Frequenz) zum Quadrat * C
Nach der oben angegebenen Formel wird ein Wert von 13 uH berechnet.
Tatsächlich betrug der aufgedruckter Wert auf der Spule 12 uH.
Etwas problematisch kann es werden wenn die Induktivität sehr klein ist, dann wird es mit dem Messen etwas schwieriger weil
der Generator sehr hohe Frequenzen ausgeben muss und viele der Frequenzgeneratoren keine so hohen Frequenzen erzeugen.
Dann nimmt man einfach einen etwas größeren Kondensator, also einen mit etwas mehr Kapazität.
Somit kommt mann wieder mit kleineren Frequenzen klar.
Nach dem gleichen Prinzip lassen sich natürlich auch Kapazitäten bestimmen.
Dazu muss nur die Formel etwas abgeändert werden.
Aus "L" wird die Bezeichnung "C"
und aus "C" wird "L".

1
C
=


(2*Pi* Frequenz) zum Quadrat * L

Generelles
Spulen ( Luftspulen) erhöhen ihre Induktivität wenn sie zusammengedrückt werden , also sic ihre Länge ändert ,und verringern
die Induktivität wenn sie auseinander gezogen werden.
Mit Länge ist nicht die Drahtlänge gemeint, sondern die tatsächliche Baulänge der Spule.
Deshalb sollte man Luftspulen fixieren, damit ihre Länge nicht durch Vibrationen geändert werden.
Mit Kunststoff , Wachs oder Nagellack ist das sehr gut zu machen.

Aktualisiert 24.09.2024