Physik Forum

[HansH]

Morgen liebe Comunity habe bei der folgenden Aufgabe par probleme da ich längere zeit nicht in der schule war!!!würde mich auf antworten sehr freuhen:D

Aufgabe...

Eine zylindrische luftspule mit einer Querschnittsfläche von 60cm² und einer länge von 10cm hat 1000Windungen aus 1,5mm dickem Kupferdraht.Wie groß sind bei Netzfrequenz die Induktivität der Spule ,ihr Ohmscher Widerstand und ihr Scheinwiederstand?


also wie muss ich jetzt vorgehn ,was für berchnungen muss ich jetzt machen um auf die Lösung zu kommen???

[GvC]

Wahrscheinlich soll hier mit der Näherungsformel für die Induktivität einer langen Spule gerechnet werden. Bei den gegebenen Abmessungen handelt es sich aber nicht um eine lange, sondern um eine kurze und "dicke" Spule (das Wickelpaket ist immerhin mehr als 2cm dick bei einem Spulenradius von gut 4cm. Da ist keine der für die Anwendung der Näherungsformel notwendige Voraussetzung mehr erfüllt: Vernachlässigung des magnetischen Widerstandes im Außenraum der Spule, gleichmäßig verteilter Fluss (homogene Flussdichte) über dem Spulenquerschnitt. Ich würde diese Aufgabe dem Aufgabensteller um die Ohren hauen. Wenn er aber darauf besteht, die Aufgabe mit Hilfe der Näherungsformel zu lösen, dann berechnest Du

L = N²*µ0*A/l

mit

N = Windungszahl
µ0 = Permeabilität von Luft = 4*pi*10^-7Vs/Am
A = Spulenquerschnitt
l = Spulenlänge

und

R = s/kappa*Acu

mit

s = Länge des aufgewickelten Leiters ~ N*2*pi*r
r = Spulenradius
kappa = Leitfähigkeit von Kupfer = 56Sm/mm²
Acu = Querschnittsfläche des Kupferleiters

und Scheinwiderstand

Z = sqrt(R²+XL²)

mit

XL = wL
w = 2*pi*f