AfuTUB-Kurs. Technik Klasse E 06: Spule und Transformator. Amateurfunkgruppe der TU Berlin. AfuTUB-Kurs. Einleitung.

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1 Technik Klasse E 06: Spule und Amateurfunkgruppe der TU Berlin WiSe 2017/18 SoSe 2018 cbea This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 License. Amateurfunkgruppe der Technische Universität Berlin (AfuTUB), DKØTU, Stand: Thu Nov 16 19:02: / 18

2 / Spule Wofür braucht man? 2 / 18

3 Diverse Anwendungsmöglichkeiten Erzeugung von Magnetfeldern Detektion von Magnetfeldern Relais Elektromotor Lautsprecher Mikrofon LC-Schwingkreis Tief-, Hoch-, Bandpass Stromflussglättung Energiespeicher Drossel NFC, RFID-Transponder 3 / 18

4 / -Beispiele [1] Abb. 1: Verschiedene 4 / 18

5 / SMD-Spule [2] Abb. 2: in SMD 5 / 18

6 Das magnetische Feld [3] Abb. 3: Magnetisches Feld um einen Leiter Abb. 4: Magnetisches Feld einer Spule [4] um jeden stromdurchflossenen Leiter baut sich ein konzentrisches, magnetisches Feld auf magnetische Felder summieren sich in einer Spule magnetische Felder in einer Spule sind näherungsweise homogen wird mit zunehmendem Strom stärker nimmt mit zunehmendem Abstand ab 6 / 18

7 3D Magnetisches Feld [5] Abb. 5: Zeigt die B-Feldstärke als eine Funktion des Ortes in einer mit zehn Windungen. Die Schnittebene geht durch das Zentrum in axialer Richtung. 7 / 18

8 [? ] Abb. 6: Lange Luftspule 8 / 18

9 Berechnung der Induktivität µ = µ 0 µ r L = µ A l m N 2 mit µ 0 = 1, H m : magnetische Feldkonstante µ r relative Permeabilität A Querschnitt der Spule N Windungszahl l m mittlere Feldlinienlänge 9 / 18

10 Funktionsprinzip im Magnetisches Feld wird ständig umgepolt Selbstinduktionsspannung entsteht Abb. 7: Phasenverschiebung induktiv [6] Diese ist dem Strom entgegengerichtet Strom wird gebremst Merksatz [Bei] : Ströme sich verspäten 10 / 18

11 Induktiver Widerstand Abhängig von der Frequenz f. Induktivität als Blindwiderstand X L = 2 π f L 11 / 18

12 Induktiver Widerstand Abhängig von der Frequenz f. Induktivität als Blindwiderstand X L = 2 π f L Der Blindwiderstand steigt bei zunehmender Frequenz. Der Blindwiderstand steigt bei größerer Induktivität. 11 / 18

13 Schaltzeichen Abb. 8: Schaltzeichen einer Spule 12 / 18

14 Abb. 9: in einer L gesamt = L 1 + L 2 + L / 18

15 Abb. 10: in einer Parallelschatung 1 L gesamt = 1 L L L L ges = 1 L L L / 18

16 [7] Abb. 11: 15 / 18

17 Abb. 12: Übertrager N 1 N 2 = U 1 U 2 Die Spannungen verhalten sich analog zu den Windungszahlen der eines s. 16 / 18

18 /Links Moltrecht E 06: WP Trafo: WP Spule: [1] Abbildung 1: [2] Abbildung 2: in SMD [3] Abbildung 3: Magnetisches Feld um einen Leiter [4] Abbildung 4: Magnetisches Feld einer Spule 17 / 18

19 /Links [5] Abbildung 5: Feldstärke [6] Abbildung 7: Phasenverschiebung [7] Abbildung 11: 18 / 18