Selbstinduktion < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hi@all,
ich glaube, dass unser Physiklehrer ein bisschen Misst von sich gibt!
Wird eine Spule, deren Induktivität ungleich Null ist (Man weis ja nie :D )
in einen Gleichstromkreis gebracht (eingebaut) welcher daraufhin geschloßen wird. !So weit, so gut!
Nun kommt es unausweilich dazu, dass sich die Stromstärke durch die Wicklungen der Spule sich ändert! [mm] \Delta [/mm] I
Diese passiert auch über eine gewisse Zeit. [mm] \Delta [/mm] t
Na auf jeden Fall ändert sich das die Spule umfassende Magnetfeld und es kommt zu einer Spannungsinduktion! (Induktionsgesetz!)
Die die Spannung, die sich die Spule nun selber induziert ist der Spannung, welche diese erzeugt entegengerichtet! (Lenz´sches Gesetz!)
Nun wird der Strom am ansteigen gehindert, d.h. er wird langsamer ansteigen, und nicht sofort seinen Spitzenwert erreichen! (Wenn man von Bewegunggeschwindigkeit der Ionen (Elektronen in diesem Fall) absieht!
Trägt man nun diesen Abschaltprozess in einem t-I Diagramm ab, so ergibt sich eine Kurve, die man als asymtotisch zum Höchsterwert angenäherte beschrieben kann. (Der Strom erreicht natürlich seinen Höchstwert!)
Nun ist meine Frage (Mit dem Wissen der zehnten Klasse!)
Ist der Widerstand (induktive Widerstand!) direkt bei beginnen des Einschaltvorgangs oder mehr gegen Ende, kurz vor dem Erreichen des Höchstwerts, am größten! Ich meine geben Ende wird er größer, erkennt man meiner Meinung nach am Kurvenverlauf, mein Physiklehrer am Anfang, d.h. er soll angeblich kleiner werden!
Hoffe ihr könnte mir mal sagen, wer Recht hat, und warum!!!
Freue mich schon auf eure Antworten!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Gruß
Goldener_Sch.
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Ich hoffe das dder Link dich wieiter bringt, denn leider weiß ich so gut wie nichts von Physik
![[]](/images/popup.gif) Induktion
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 10:33 So 25.09.2005 | | Autor: | Infinit |
Hallo Goldener_Sch.,
viele Deiner Überlegungen sind richtig und jetzt müssen sie nur noch richtig zusammengefügt werden. Also, was haben wir: Wir haben den Gleichstromwiederstand R der Spule, dieser begrenzt beim Anlegen einer Spannung den Strom auf einen bestimmten Wert, nämlich auf
[mm] \bruch{U}{R} [/mm] .
Dieser Wert wird jedoch aufgrund der Selbstinduktion der Spule nicht sofort erreicht, sondern erst asymptotisch, wie Du richtig erkannt hast. Die Induktionsspannung der Spule ist durch die zeitliche Änderung des Stromes, der durch die Spule fließt, gegeben:
[mm] U_{ind}=-L \cdot \bruch{\Delta I}{\Delta t},
[/mm]
wobei L die Induktion der Spule angibt.
Hieran erkennt man schon, dass die Induktionspannung umso größer wird, je schneller sich der Strom in einer vorgegebenen Zeitspanne [mm] \Delta [/mm] t ändert.
Wie sieht es nun am Ende dieses asymptotischen Vorgangs aus? Nun, wie Du richtig erkannt hast, nähert sich der Strom einem konstanten Wert, der durch den ersten mathematischen Ausdruck (siehe oben) gegeben ist. Wenn sich der Strom allerdings nicht mehr ändert, haben wir keine Induktionsspannung mehr und damit auch keinen induktiven Widerstand. Der ist also am Ende dieses Einschwingvorgangs wirklich Null, wie Dein Lehrer schon sagte. Nach Anlegen der Spannung an die Spule ist er am größten. Mathematisch kann man das schön durch eine Differentialgleichung zeigen, aber das wäre hier zu weit vorgegriffen.
Du hast Dich bei Deinen Überlegungen vom Gleichstromwiderstand der Spule irre machen lassen, aber bei einem Einschaltvorgang wirken Gleichstromwiderstand und induktiver Widerstand zusammen, am Ende bleibt jedoch nur noch der Gleichstromwiederstand übrig. Ich hoffe, dass Dir das weiterhilft.
Viele Grüße,
Infinit
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(Antwort) fertig | | Datum: | 13:00 So 25.09.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo Goldener Sch....(wie geht das weiter mit oder ohne n?)
Dein Frage find ich gut, und nicht einfach zu glauben, sondern selbst zu überlegen ist echt Physik. Trotzdem hat dein Lehrer recht! Was bei der Sache dich und viele andere irritiert, ist, dass der Strom selbst am Anfang ja sehr klein ist, und am ende verhältnismäßig groß. Und dann ist es schwer zu sehen, dass trotz des Kleinen Stroms, der ja bei 0 anfängt, die Stromänderung pro Zeit groß ist! Vielleicht hilft dir ein Vergleich: nimm ein schweres Pendel, lenk es nach oben aus. im Zeitpunkt 0 lässt du los. Jetzt ist die Kraft groß, die Geschwindigkeit klein, da sie bei 0 anfängt, trotz der großen Kraft ist wegen der Trägheit der Masse die Geschwindigkeit nicht gleich sehr groß sondern nimmt nur schneller zu, als später, wenn die Kraft kleiner ist. Auch hier ist am Anfang die Geschw. klein, aber die Geschwindigkeitsänderung groß. Wenn du jetzt noch kräftige Luftreibung (entspricht dem Ohmschen Widerstand) einbaust, hast du eine gewisse Analogie zu deiner Spule. Der Aufbau des magnetfeldes wirkt wie eine Trägheit der Spule.
Es ist nicht so gut, von dem "induktiven Widerstand der Spule beim Einschalten zu Sprechen, denn Widerstand ist eigentlich per Definition U/I und am Anfang ist an der Spule U=0 und I=0 Wenn ich von ihrem Ohmschen Widerstand absehe.
von induktivem Widerstand kann man eigentlich nur bei Wechselstrom reden und muss dann widerstand neu definieren!
Gruss leduart
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