Physik Forum

[Fritz]

Eine PN von Castello89:

[Fritz]

Hallo

Ich würde dir gerne weiterhelfen, aber leider habe ich keine Ahnung um was es jetzt genau geht. Kannst du bitte mal die 'vollständige' Angabe, möglichst im 'Original' inklusive Skizzen posten?

mfg Fritz

[Castello89]

Grüßt euch,

wenn Ihr auf den Link klickt, dann findet ihr die passende Skizze zu meiner Frage und den passenden Text zu dem Thema Vollausschlag am Spannungsmesser auf Seite 4.

http://www.fh-gelsenkirchen.de/fb02/homepages/schmiler/Vordrucke/Versuchsanleitung_20.pdf


Jetzt meine Frage dazu:

Man soll die Einstellung des Vollausschlages am Spannungsmesser bebründen

Leider weiß ich aber nicht, wieso man auf Vollausschalg einstellen soll.

Ich würde mich freuen, wenn mir einer helfen könnte.

Gruß

[Fritz]

[Castello89]

Ja das hört sich logisch an.
Das wird wohl stimmen.

Ich danke dir sehr.

Gruß

[Castello89]

Hallo an alle,

ich habe eine Spannungsrichtige Schaltung im Versuch "Gleich- und Wechselstromwiderstand einer Spule" aufgebaut.

Dabei erhalte ich ja Strom und Spannungswerte.

Jetzt soll ich den Scheinwiderstand Z berechnen.
Kann ich das mit dem ohmschen Gesetz Z = U/I machen oder muss ich dabei was beachten?

Es gibt nämlich noch eine andere Formel im folgenden Link auf Seite 2.
http://www.fh-gelsenkirchen.de/fb02/homepages/schmiler/Vordrucke/Versuchsanleitung_20.pdf

Aber ich weiß nicht was ich für R und für L einsetzen soll.


Dann soll ich noch die Induktivität berechnen. Frequenz ist 50Hz.

Da gibt es ja die Formel Xl(induktiver Widerstand) = omega * L.
Aber wie bekomm ich das Xl raus.


Vllt kann mir ja einer helfen.

Falls ihr mit meiner Anfrage nichts richtig anfangen könnt.Dann könnt ihr auch gerne auf den Link klicken. Da findet ihr die ganze Versuchsanleitung und die Aufgabestellung auf den letzten beiden Seiten.

Ich würde mich über eine Hilfe freuen.

MfG

[Fritz]

Hallo

Das was du gerade machst (und auch machen sollst) nennt sich 'komplexe Wechselstromrechnung'. D.h. alle Größen in den Formeln sind eigentlich komplexe Zahlen. Wenn du noch nichts von komplexen Zahlen gehört hast, so merk dir einfach, dass es nicht einfach normale Zahlen sind, sondern 'spezielle'. Du kannst also Wirk- und Blindanteil nicht einfach zusammenzählen sondern musst sie mit der Pythagoras-Formel ausrechnen.

[Castello89]

Hi,

ich habe mir schon fast gedacht, dass es nicht ganz so einfach ist.

Ich blicke da irgendwie noch nicht so richtig durch. Du hast mir das schon gut erklärt, aber trotzdem versteh ich noch nicht ganz wie ich anfangen muss.

Ich habe ja eine spannungsrichtige Schaltung, wo der Spannungsmesser nur den Spannungsabfall an der Spule misst. Doch der Strommesser misst den kompletten Strom der Parallelschaltung(Spannungsmesser und Spule).

Durch die beiden Messgeräte habe ich ja eine Spannung U und einen Gesamtstrom I ermittelt. Dann habe ich noch zusätzlich die Innenwiderstände der beiden Messgeräte.

Also habe ich 4 Werte.

Aber dann weiß ich nicht weiter, mit welcher Formel ich weiterrechnen soll bzw beginnen soll?
Ich habe ja in der Anleitung einige Formeln, die wie pyhtagoras aussehen. Aber dann fehlen mir da wieder andere Werte.

Finde da keinen richtigen Ansatz wie ich beginnen kann.

Vllt kann mir da einer weiterhelfen, welche Formel ich nehmen muss um schonmal den Scheinwiderstand Z herauszubekommen?

klein Omega kann ich ja ausrechen mit der Formel 2*PI*f.
Die Frequenz habe ich ja gegeben.

MfG

[Fritz]

[Castello89]

Ok alles klar.

Aber woher kenn ich das R denn?
Ist das der Spulenwiderstand, denn ich bei der Gleichstromrechnung ausgerechnet habe oder welchen Wert nehme ich da?

Wenn ich das R habe, dann kann ich ja über Phytagoras Xl ausrechnen.
Und wenn ich Xl, dann kann ich ja über die Formel Induktivität L = Xl / ω
ausrechnen.
Ist das so korrekt?

Und für was brauche ich dann die Innenwiderstände?

Aber ich weiß nicht welchen Wert ich für R nehmen soll?


PS: Bei zwei Messungen wird die Spannung U als konstant engestellt. Es wird nur die Eintauchtiefe des Eisenkerns in die Spule geändert. Dadurch bekomme ich ja unterschiedliche Stromwerte oder?
Dann kann ich ja auch über die Formel Z = U/I den Scheinwiderstand berechnen oder muss ich die Eintauchtiefe s beachten?


MfG

[Fritz]

[Castello89]

Ok vielen vieleN Dank für die schnellen und tollen Antworten.
Das hilft mir echt weiter.

Also muss ich die komplette Rechnung für jede Stelle s wiederholen.
Ich habe ja bei jeder Stelle s die gleiche Spannung U, da diese ja konstant ist. Aber dadurch das, dass Eisenstück immerweiter in die Spule eingetaucht wird,ändert sich auch der Stromwert oder?

Dadurch bekomme ich ja an jeder Stelle s einen unterschiedlichen Strom I.
Dann fang ich mit jeder Stelle wieder anzurechen.

1. Z = U/I
2. X_l mit Pythagoras
3. L = x_l / ω

Ist das so korrekt?

MfG[/quote]

[Fritz]

Ja, das stimmt so.

Wenn du aber an den Zwischenergebnissen Z und X_L nicht interessiert bist ist es besser die Formeln gleich ineinander einzusetzen. Dann musst du nur in eine Formel verschiedene I-Werte einsetzen und bekommst jeweils einen L-Wert.

mfg Fritz

[Castello89]

Ich habe eine Frage zu den Spulenscheinwiderständen bei einer spannungsrichtigen Schaltung.

1.
Wieso ist der Scheinwiderstand der Spule ohne Kern bei gleicher Spannung kleiner wie bei einer Spuel mir Vollkern darin? Woran liegt das?

z.B. Spule ohne Kern 31,50 Ohm ; Spule mit Vollkern 219,78 Ohm

Liegt das eventuell am Magnetfeld und an den Wirbelströmen?

2.
Ist das normal das bei gleicher Wechselspannung von 10V und gleicher Eintauchtiefe von z.B. 6cm der Scheinwiderstand der Spule mit Vollkern in etwa gleich oder sogar etwas geringerist, als der Scheinwiderstand der Spule mit geblättertem Eisenkern?
Wieso ist das so oder müsste es anders sein?


Über Antworten würde ich mich sehr freuen.

MfG

[Fritz]

Zu Frage 1:

Ja, mit dem Magnetfeld hat das auf jeden Fall was zu tun, mit Wirbelströmen nicht direkt, das kommt erst später.

Das Eisen führt den magnetischen Fluss viel besser als die Luft, d.h. bei gleichem Strom durch die Spule baut sich mit einem Eisenkern ein viel stärkeres Magnetfeld auf, als ohne Eisen. Laut dem Ampere'schen Gesetz:

B/µ*l=I

Da µ im Eisen viel größer ist als in der Luft ist auch B viel größer.

Dadurch ist die Induktivät größer und damit die Impedanz.


Zu Frage 2:
Ja, das ist normal. Für kleine Frequenzen ist es fast egal ob man geblechtes Eisen nimmt oder massives. Bei höheren Frequenzen und bei größeren Abmessungen allerdings tritt bei massivem Eisenkern ein unerwünschter Effekt auf: Da Eisen auch elektrisch leitfähig ist kommt es bei hohen Frequenzen zu einer Induktion im Eisen selbst. Jede Schicht Eisen wirkt also so wie eine kurzgeschlossene Wicklung. Durch die induzierte Spannung (und die ist um so höher je höher die Frequenz ist) kommt es zu sogenannten Wirbelströmen im Eisenkern. Diese führen durch den elektrischen Widerstand des Eisens zu ohmschen Verlusten.

Im Ersatzschaltbild einer Spule kann man diesen Effekt durch einen Widerstand parallel zur Spule modellieren. Der Widerstand ist um so kleiner je höher die Frequenz wird und je höher die Wirbelströme sind. Da es sich um eine Parallel-Schaltung handelt wird dadurch auch de Gesamtimpedanz kleiner.

Um diese Verluste zu veringern verwendet man stattdessen oft geblechte Kerne, die einzelnen Schichten sind gegeneinander elektrisch isoliert. Nun können sich Wirbelströme nur innerhalb eines Bleches ausbilden und nicht über den ganzen Querschnitt, sie sind deshalb viel kleiner.

Will man noch höhere Frequenzen erreichen wird der Kern oft aus Eisenpulver zusammengepresst, die einzelnen Körner sind nur schwach miteinander verbunden und es treten nur geringe Wirbelströme auf.

Für noch höhere Frequnzen muss man dann andere, nicht leitende Materialien verwenden zb. Ferrit (eine Keramik aus Eisenoxid)

Für ganz hohe Frequenzen schließlich bleibt einem nur noch übrig den Kern ganz weg zu lassen und eine Luftspule zu verwenden.


Es passt also alles was du gemessen hast, keine Sorge.

mfg Fritz