Spuin

Schoitzoachn fiara Spuin

So schaut des Zeig aus

A Spuin (dt.: Spule) is a aufgwicklta Droht, dea wos a Magnetfööd eazeigt oda a Bauelement, de wos a definiate Induktivität hod. Spuin wean vawendt ois Traunsfoamatoa, Generatoa, Elektromotoa, Relais, ...

De wichstigste Eignschoft vo da Spuin is de Induktivität, de vo da Windungszoih, vo de Ohmessungan und vom Materiäu ohhängt. Waun im Spuindroht a Straum fliaßt, dea wos se mit da Zeid ändat, nocha hosd uman Leita umadum an magnetischn Fluss, dea wos se aa mit da Zeid ändat. Nochm Induktiaunsgsetz wiad daun aun de Endn vo da Spuin a Spaunnung induziat, de wos so gricht' is, dass' ihra Uasochn, oiso ihm Staum, entgegnwiakt. A Spuin kau an Kean aus Eisn haum, daun kriagst no a hechare Induktivität.

Waunst auf a Spuinend schaust und de Spuin im Uhrzoagasinn vom Straum duachflossn wiad (technische Straumrichtung), nocha is duatn a magnetischa Südpol. Auf da aundan Seitn is daun logischaweis da Noadpol.

Im Innan vo ana schlaunkn Spuin, wo a elektrischa Straum fliaßt, kriagst a Magnetfööd eine, des duach de magnetische Föödstärkn und materiäuohhängig duach de magnetische Flussdichtn bschriam wiad.

Beim Wechslstraum fuigt da Straum da Spaunnung phasnvaschobm.

Ei- und Ausschoitvuagäng

Zua- und Ohschoitvuagaung aun ana Spuin (R_Draht = 10 Ω), obm: Söbstinduktiaunsspaunnung, Mittn: Straum, untn: Speisespaunnung; de Zeidachsn is in auf de Zeidkonstauntn noamiatn Eiheitn skaliat

Waunst ihn Straum eischoitst, eafuigt da Aunstiag imma stetig, des hoaßt, ohne Sprung in da Linie, und zwoa exponentiöö. De Spaunnung nimmt dabei exponentiöö oh.

• beim Eischoitvuagaung:

${\displaystyle i_{\mathrm {L} }(t)=I_{0}\cdot {\biggl (}1-\mathrm {e} ^{-{\frac {t}{\tau }}}{\biggr )}={\frac {U_{0}}{R_{\mathrm {L} }}}\cdot {\biggl (}1-\mathrm {e} ^{-{\frac {t\cdot R_{\mathrm {L} }}{L}}}{\biggr )}}$

${\displaystyle u_{\mathrm {L} }(t)={\hat {u}}\cdot e^{-{\frac {t}{\tau }}}={\hat {u}}\cdot e^{-{\frac {t\cdot R_{\mathrm {L} }}{L}}}}$

• beim Ausschoitvuagaung:

${\displaystyle i_{\mathrm {L} }(t)=I_{0}\cdot e^{-{\frac {t}{\tau }}}={\frac {U_{0}}{R_{\mathrm {L} }}}\cdot e^{-{\frac {t\cdot R_{\mathrm {L} }}{L}}}}$

${\displaystyle u_{\mathrm {L} }(t)=-{\hat {u}}\cdot e^{-{\frac {t}{\tau }}}=-{\hat {u}}\cdot e^{-{\frac {t\cdot R_{\mathrm {L} }}{L}}}}$

Waunst da ausrechnan wüsd, wia laung des dauat, muasst de Zeidkonstauntn τ wissn. De kriagst, indemst ois easchtas de Spuin gedaunkli ausm Schoitkroas entfeanst, a Spaunnungsquöön duach an Kuazschluss easetzn duasd bzw. a Straumquöön duach an Leerlauf und daun aun de Klemman vo da Spuin ihn Widastaund misst. Daun muasst de Induktivität vo da Spuin duach den Widastaund, wosd ausse kriagt hosd, no duachdividian.

${\displaystyle \tau ={\frac {L}{R}}}$

mit:

• τ ... Zeidkonstauntn [s], noch 5 · τ is da Vuagaung beendt
• R ... Widastaund aus da Easotzschoitung [Ω]
• L ... Induktivität [H]

Schau aa

• Elektrotechnik
• Magnetische Duachflutung
• Elektrischa Widastaund
• Kondensatoa

Im Netz

Wikibooks: Spule als Energiespeicher – einfach erklärt – eppas zum Lerna und Lehra.

Wikibooks: Feld einer Zylinderspule – mathematisch erklärt – eppas zum Lerna und Lehra.

• Anleitung zur Bestimmung der Induktivität einer Spule mit einfachem Messverfahren