{"id":49531,"date":"2022-11-22T20:59:56","date_gmt":"2022-11-22T12:59:56","guid":{"rendered":"https:\/\/pcbleiterplatte.com\/?p=49531"},"modified":"2022-11-22T21:00:33","modified_gmt":"2022-11-22T13:00:33","slug":"Grundlagen-der-Induktivitaet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/pcbleiterplatte.com\/Grundlagen-der-Induktivitaet.html","title":{"rendered":"Grundlagen der Induktivit\u00e4t: Alles, was Sie wissen m\u00fcssen"},"content":{"rendered":"\n

Grundlagen der Induktivit\u00e4t-Induktivit\u00e4ten sind in der Hobbyelektronik selten. Sie sind jedoch unverzichtbar, wenn Sie etwas mit Wechselstrom (AC) zu tun haben. Sie sind in Anwendungen, die mit Wechselstrom arbeiten, genauso beliebt wie Widerst\u00e4nde. Sie erzwingen \u00c4nderungen im Stromfluss. Daher eignen sie sich hervorragend zum Filtern von Signalen und zur Umwandlung zwischen verschiedenen Wechselspannungen. Aus diesem Grund werden sie h\u00e4ufig in variablen Stromversorgungen eingesetzt. Dies sind nur einige der Gr\u00fcnde, warum Sie mehr \u00fcber Induktivit\u00e4ten erfahren sollten. In diesem Leitfaden werden jedoch einige der Grundlagen der Induktivit\u00e4t erl\u00e4utert.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Was ist eine Induktivit\u00e4t?<\/strong><\/h2>\n\n\n
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\"Grundlagen<\/figure><\/div>\n\n\n

Ein Satz von Induktionsspulen<\/em><\/p>\n\n\n\n

Eine Induktivit\u00e4t ist ein elektronisches Bauteil, das vor\u00fcbergehend Energie speichert. Zu diesem Zweck nutzt sie ein Magnetfeld. Im Allgemeinen bestehen die meisten Induktoren aus einer Drahtspule (h\u00e4ufig Kupferdraht), die um einen magnetischen oder nichtmagnetischen Spulenk\u00f6rper gewickelt ist. F\u00fcr Spulenk\u00f6rper k\u00f6nnen die folgenden Haupttypen von Kernmaterial verwendet werden: <\/p>\n\n\n\n

Eisenkern<\/p>\n\n\n\n

Ferrit-Kern<\/p>\n\n\n\n

Luftkern<\/p>\n\n\n\n

Keramische Kerndrosseln<\/p>\n\n\n\n

Folglich sind Ferrit- und Eisenkerndrosseln am besten geeignet, da sie gr\u00f6\u00dfere Magnetfelder erzeugen und somit mehr Energie speichern k\u00f6nnen.  <\/p>\n\n\n\n

Wie funktioniert eine Induktivit\u00e4t?<\/strong><\/h2>\n\n\n
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\"Grundlagen<\/figure><\/div>\n\n\n

Eine Induktionsspule<\/em><\/p>\n\n\n\n

Wie Sie vielleicht schon bemerkt haben, ben\u00f6tigen Induktoren nicht unbedingt einen Spulenk\u00f6rper, um zu funktionieren. Die meisten Luftinduktoren bestehen aus dicht isoliertem Draht, der ohne Zentrum zusammengerollt ist. Wenn ein elektrischer Strom durch eine Spule flie\u00dft, entsteht aufgrund des Faradayschen Induktionsgesetzes ein Magnetfeld. <\/p>\n\n\n\n

Wenn wir ein B\u00fcndel von Dr\u00e4hten wickeln, kann dies ein noch gr\u00f6\u00dferes Magnetfeld erzeugen. Wenn Strom durch dieses B\u00fcndel flie\u00dft, wird er zu magnetischer Energie. Wenn der Strom jedoch aufh\u00f6rt zu flie\u00dfen, bricht das elektromagnetische Feld zusammen, und die magnetische Energie wandelt sich in elektronische Energie um. In diesem Stadium \u00e4hnelt es einem klassischen St\u00fcck Draht.<\/p>\n\n\n\n

Es dauert jedoch eine Weile, bis die Spule die gesamte magnetische und elektrische Energie umwandelt und freisetzt, und das ist das Grundkonzept des Elektromagnetismus, nach dem alle Spulen funktionieren. <\/p>\n\n\n\n

Zur Veranschaulichung k\u00f6nnen wir uns Induktoren als gro\u00dfe Wasserr\u00e4der vorstellen. Wenn man ein schweres, station\u00e4res Wasserrad hat und beginnt, Wasser hindurchflie\u00dfen zu lassen, braucht man eine gewisse Zeit und Energie, um das Rad in Gang zu setzen und zu drehen. Sobald es sich jedoch zu drehen beginnt und einen betr\u00e4chtlichen Schwung hat, dauert es eine Weile, bis es aufh\u00f6rt, sich zu drehen, wenn Sie die Wasserzufuhr unterbrechen. Induktoren funktionieren nach demselben Prinzip, allerdings mit einer elektrischen Ladung.  <\/p>\n\n\n\n

Dieser Widerstand gegen den elektrischen Fluss wird als Induktivit\u00e4t bezeichnet. Sie beschreibt das Verh\u00e4ltnis zwischen dem magnetischen Fluss und dem elektrischen Strom, der ihn induziert. Auf dem Elektronikmarkt gibt es eine Vielzahl von <\/em><\/strong>verschiedenen Arten von Induktoren. Sie alle haben ihre eigenen grundlegenden Eigenschaften, Konstruktionen und Zwecke.<\/p>\n\n\n\n

Grundlagen der Induktivit\u00e4t-Unterschiede zwischen Induktivit\u00e4ten und Kondensatoren<\/strong><\/h2>\n\n\n
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\"Grundlagen<\/figure><\/div>\n\n\n

Kondensatoren und Induktivit\u00e4ten auf der Stromversorgungsplatine<\/em><\/p>\n\n\n\n

Obwohl Induktivit\u00e4ten und Kondensatoren \u00e4hnliche Funktionen erf\u00fcllen, funktionieren sie recht unterschiedlich. Beide sind passive Bauteile, die Energie aus einem Stromkreis speichern und dann entladen. Ein Kondensator speichert jedoch Energie in einem elektrischen Feld. Im Gegensatz dazu speichern Induktoren Energie in einem Magnetfeld und geben sie als elektrische Energie ab. Dieser Vorgang wird auch als elektromagnetische Induktion bezeichnet.<\/p>\n\n\n\n

Daher haben Induktoren auch ihren Namen. Dennoch verwenden wir Kondensatoren im Allgemeinen in Hochspannungs-Elektrolytanwendungen wie z. B. in Stromversorgungen.<\/p>\n\n\n\n

Wir k\u00f6nnen sie auch f\u00fcr Anwendungen mit niedrigeren Spannungen und f\u00fcr allgemeine Zwecke verwenden, bei denen wir gro\u00dfe Kapazit\u00e4tswerte ben\u00f6tigen. Dagegen verwenden wir Induktoren in Wechselstromanwendungen wie Radio und Fernsehen.  <\/p>\n\n\n\n

Grundlagen der Induktivit\u00e4t-Inductor Symbol<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Wir messen die Induktivit\u00e4t mit der SI-Einheit der Induktivit\u00e4t, die wir als Henry (H) <\/em><\/strong>kennen. Sie wurde nach Joseph Henry benannt, einem bekannten Wissenschaftler, der die gegenseitige Induktivit\u00e4t entdeckte. Die verschiedenen elektronischen Symbole f\u00fcr Induktivit\u00e4ten sehen jedoch wie folgt aus:<\/p>\n\n\n

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\"Grundlagen<\/figure><\/div>\n\n\n

Elektrische\/Elektronische Symbole f\u00fcr Induktivit\u00e4ten<\/em><\/p>\n\n\n\n

Wie man Induktivit\u00e4t misst<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Bevor wir uns mit der Messung der Induktivit\u00e4t befassen k\u00f6nnen, m\u00fcssen wir untersuchen, welche Faktoren die Induktivit\u00e4t beeinflussen.<\/p>\n\n\n\n

Grundlagen der Induktivit\u00e4t-Faktoren, die die Induktivit\u00e4t beeinflussen<\/strong><\/h3>\n\n\n
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\"\"\/<\/figure><\/div>\n\n\n

Eine Sammlung von industriellen Drosselinduktoren <\/em><\/p>\n\n\n\n

Die elektromagnetische Induktivit\u00e4t einer Drosselspule kann durch vier Hauptfaktoren bestimmt werden:<\/p>\n\n\n\n

Anzahl der Windungen der Spule (N)<\/p>\n\n\n\n

Kernmaterial und Permeabilit\u00e4t (\u03bc)<\/p>\n\n\n\n

Die Querschnittsfl\u00e4che der Spule (A)<\/p>\n\n\n\n

L\u00e4nge der Spule (l)<\/p>\n\n\n\n

Die Induktivit\u00e4t ist direkt proportional zur Permeabilit\u00e4t. Wenn wir die Permeabilit\u00e4t erh\u00f6hen, steigt die Induktivit\u00e4t. Betrachten wir eine Induktionsspule mit Luftkern. Luft hat eine relative Permeabilit\u00e4t von 1 (\u03bc = 1). Das liegt daran, dass Luft, \u00e4hnlich wie Keramik, praktisch keine magnetischen Eigenschaften hat und daher die Induktivit\u00e4t der Spule in keiner Weise erh\u00f6ht.<\/p>\n\n\n\n

Wenn Sie eine Spule mit h\u00f6herer Induktivit\u00e4t<\/a> ben\u00f6tigen, sollten Sie einen Kern aus magnetischem oder ferromagnetischem Material verwenden. Magnetkerndrosseln haben \u00fcbrigens eine Permeabilit\u00e4t, die im Hunderterbereich liegt (\u03bc = 100+).<\/p>\n\n\n\n

Daher bieten sie bei gleicher Gr\u00f6\u00dfe eine wesentlich h\u00f6here Induktivit\u00e4t. Aus diesem Grund neigen die Hersteller dazu, den Bau von Luftspulen zu vermeiden. Man k\u00f6nnte meinen, dass es eine gute Idee ist, das Kernmaterial mit der h\u00f6chsten Permeabilit\u00e4t zu verwenden, aber das stimmt nicht, da die Art des Kernmaterials die Leistung und den thermischen Wirkungsgrad beeinflusst. <\/p>\n\n\n\n

Ferrit- und Metallverbundwerkstoffe sind zwei Arten von Kernen, die Hersteller \u00fcblicherweise in Leitern verwenden. Jede Art von Material hat St\u00e4rken und Schw\u00e4chen. So hat Ferritmaterial in der Regel eine sehr hohe Permeabilit\u00e4t und einen hohen Induktivit\u00e4tswert bei einer bestimmten Geh\u00e4usegr\u00f6\u00dfe. <\/p>\n\n\n\n

Allerdings kann die thermische Instabilit\u00e4t ein Faktor sein, der von der Wahl dieses Kernmaterials abh\u00e4lt. Wenn die Stromzufuhr \u00fcber den S\u00e4ttigungswert hinausgeht, kann dies zu einer \u00dcberhitzung und zum Ausfall der elektronischen Schaltung f\u00fchren. <\/p>\n\n\n\n

Metallverbundkerne sind aufgrund ihrer weicheren S\u00e4ttigungseigenschaften eher w\u00fcnschenswert. Dies k\u00f6nnte Ihrem idealen Induktor n\u00e4her kommen. Bei der Auswahl einer Drosselspule m\u00fcssen Sie jedoch diese Faktoren ber\u00fccksichtigen. Sie steuern und beeinflussen die elektromagnetischen Eigenschaften des Induktors.<\/p>\n\n\n\n

Grundlagen der Induktivit\u00e4t-Berechnung der Mikrohenrie der Spule einer Induktivit\u00e4t<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Um die Induktivit\u00e4t einer Spule zu bestimmen, m\u00fcssen Sie die L\u00e4nge (L) und den Durchmesser (d) der Schleife messen und die Anzahl (N) der Windungen (oder Ringe in der Schleife) z\u00e4hlen. Anschlie\u00dfend m\u00fcssen Sie die Anzahl der Windungen (N^2) und den Durchmesser (D^2) quadrieren. Anschlie\u00dfend m\u00fcssen Sie die quadrierten Zahlen miteinander multiplizieren. In einer separaten Berechnung multiplizieren Sie den Durchmesser mit 18 (18D) und addieren ihn zur L\u00e4nge, die Sie mit 40 (40L) multiplizieren.<\/p>\n\n\n\n

Teilen Sie die erste Gleichung durch die zweite Gleichung. Ihre endg\u00fcltige Gleichung sieht wie folgt aus: <\/p>\n\n\n\n

\u03bcH = (N^2)(D^2) \u00f7 (18D + 40L)<\/em><\/strong> <\/p>\n\n\n\n

Aus den obigen Berechnungen ergeben sich die Mikrohenren einer Spule. Um Mikrohenrien in Henrien umzurechnen, m\u00fcssen Sie das Ergebnis der obigen Analyse durch 1.000.000 dividieren. Der Grund daf\u00fcr ist: <\/p>\n\n\n\n

1\u03bcH = 0,000001H <\/p>\n\n\n\n

1H = 1000000\u03bcH    <\/p>\n\n\n\n

Sie k\u00f6nnen online Spuleninduktivit\u00e4tsrechner finden oder Induktoren mit einem bekannten Wert kaufen, um es sich einfacher zu machen. <\/p>\n\n\n\n

Grundlagen der Induktivit\u00e4t-Induktivit\u00e4ten in Reihe und parallel<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Genauso wie Sie Widerst\u00e4nde und Kondensatoren in Reihe und parallel schalten, werden Sie h\u00f6chstwahrscheinlich das Gleiche mit Induktivit\u00e4ten<\/a> tun wollen. Aufgrund der allgemeinen Erfahrung wird die induktive elektrische Spannung auf die gleiche Weise verkettet und mit dem Widerstand verbunden. Die Gleichungen f\u00fcr verkettete und simultane Widerst\u00e4nde \u00e4hneln daher den induktiven Gleichungen.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Syn\u00e4sthesie ist wie ein Widerstandswert. Nehmen wir an, Sie haben zwei verkettete Sinne (L1 und L2). Die Gleichung sieht wie folgt aus:<\/p>\n\n\n\n

Summe = L1 + L2<\/em><\/strong> <\/p>\n\n\n

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\"\"\/<\/figure><\/div>\n\n\n

Diagramm f\u00fcr verkettete Sensoren<\/em><\/p>\n\n\n\n

Das ergibt Sinn, denn der Strom, der durch alle induktiven Sensoren flie\u00dft, ist gleich. Wenn sich der Entwurf \u00e4ndert, sind alle induktiven Unterschiede gleich. Wenn wir die Synapsen miteinander verbinden, ist die gesamte elektrische Spannung kleiner als jede andere. <\/p>\n\n\n\n

Aufgrund der Stromtrennung ist der Strom, den ein Sensor empf\u00e4ngt, kleiner als der gesamte Strom, der durch den Schaltkreis flie\u00dft. Daher unterscheidet sich das Verh\u00e4ltnis des Fluidflusses von dem des Stroms. Die Gleichung sieht dann folgenderma\u00dfen aus:<\/p>\n\n\n\n

Summe = 1\/(1\/L1+1\/L2)<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n

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\"\"\/<\/figure><\/div>\n\n\n

elektrischen und simultanen Schaltplan<\/em><\/p>\n\n\n\n

Grundlagen der Induktivit\u00e4t-Die Energie, die der Sensor speichert<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie elektrische Energie in einem elektrischen Sensor berechnet wird. <\/p>\n\n\n\n

Nehmen wir zum Beispiel einen 15-A-Strom, der durch eine 200 mA-Spannung flie\u00dft. Die gespeicherte Energie ist ein Drittel der induktiven Energie multipliziert mit dem Quadrat des Windes. <\/p>\n\n\n\n

Die Vorlage f\u00fcr die Gleichung sieht wie folgt aus:<\/p>\n\n\n\n

U = 1\/2L* I^2<\/em><\/strong> <\/p>\n\n\n\n

Bei unserem Beispiel m\u00fcssen wir zun\u00e4chst mH (millihenrys) in H (henrys) umwandeln. Dazu multiplizieren Sie den mH-Wert mit 10^-3. Die Berechnung und das Ergebnis sind daher wie folgt: <\/p>\n\n\n\n

200 Meilen pro Stunde* 10^-3 = 0, 2 Stunden<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Sobald wir die Induktion von Henry haben, k\u00f6nnen wir die Energie des magnetischen Feldes berechnen. Die Berechnung erfolgt wie folgt:<\/p>\n\n\n\n

u = 1\/ 2 (0, 2)* 15^ 2<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

u = 22, 5 Joule  <\/em><\/strong> <\/p>\n\n\n\n

Dies ist die Standardformel zur Berechnung der im elektromagnetischen Feld gespeicherten Energie. <\/p>\n\n\n\n

Grundlagen der Induktivit\u00e4t-Induktionsanwendungen<\/strong><\/h2>\n\n\n
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\"\"\/<\/figure><\/div>\n\n\n

Der Sensor ist ein Kurzschluss im Schaltkreis. <\/em><\/p>\n\n\n\n

Im vorhergehenden Abschnitt haben wir einige der Einsatzm\u00f6glichkeiten von Elektromagnetismus kurz beschrieben. Werfen wir einen genaueren Blick auf einige dieser Anwendungen und erweitern sie. Wir verwenden elektrische Impulse f\u00fcr:<\/p>\n\n\n\n

Spannungstransformator zur Erh\u00f6hung der Gleichstrom-Ausgangsspannung bei gleichzeitiger Verringerung des Stroms <\/p>\n\n\n\n

Einschalten des Wechselstroms, nur Gleichstrom (Gleichstrom) \u00fcber den Schaltkreis zulassen<\/p>\n\n\n\n

Unterschiedliche Frequenzen<\/p>\n\n\n\n

Radioschaltkreise, analoge Schaltkreise und Abstimmungsschaltkreise<\/p>\n\n\n\n

Motor, Transformatoren, Relais und verschiedene andere elektronische Ger\u00e4te und Transformatoren<\/p>\n\n\n\n

Dies sind die g\u00e4ngigsten induktiven Anwendungen, und wir k\u00f6nnen auch h\u00f6herwertige Telemetrie-Anwendungen verwenden.  <\/p>\n\n\n\n

Fazit<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Es ist wichtig zu beachten, dass man die Empfindungen nicht mit einer Standard-Messuhr messen kann. Sie finden jedoch bestimmte Modelle mit integrierten RLC-Messger\u00e4ten. Aber es wird Ihnen nicht das genaueste Ergebnis verraten. Um die elektrische Spannung richtig zu messen, ben\u00f6tigen Sie einen RLC-Z\u00e4hler. Sie k\u00f6nnen einen Sensor an diese Einheit anschlie\u00dfen, der einen Schnelltest ausf\u00fchrt, um den Wert zu messen. Alternativ k\u00f6nnen Sie anhand einiger dieser Hinweise herausfinden, wie Sie die elektrische Spannung selbst berechnen k\u00f6nnen. Wir hoffen, dass Sie diese Texte bereits gefunden haben. Vielen Dank f\u00fcr Ihr Verst\u00e4ndnis. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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