Spannung Spule, Kirchhoffsche Regeln, Vorzeichen, Verbraucher/Erzeuger, Pfeilsystem

  • Ich bin verwirrt zwecks Verbraucher- und Erzeugerpfeilsystem.


    Angenommen ich habe eine Stromkreis aus Spannungsquelle U_0 einen Schalter zum ein und ausschalten, einem Widerstand R und eine Spule L mit dem Widerstand R_L in Reihe geschaltet durch den Der Strom I fließt.


    Zur Anwendung der Kirchhoffschen Regeln hätte ich beim Einschalten gesagt:
     0 = -U_0 + U_R + U_L + U_{R_L}

    bzw.

    U_0 = I * R + L * dI/dt + I*R_L}


    Die Spannungsquelle U_0 ist ein Erzeuger und deswegen den anderen Spannungen entgegengerichtet. Für die Spule gilt U_L = L * dI/dt


    Zur Anwendung der Kirchhoffschen Regeln hätte ich beim Ausschalten gesagt (Variante A):

     0 = U_R + U_L + U_{R_L}

    bzw.

     0 = I * R - L * dI/dt + I*R_L}


    Die Spannungsquelle U_0 ist abgeschaltet und taucht nicht mehr auf.Jedoch ist die Spule jetzt ein Erzeuger und deswegen den anderen Spannungen entgegengerichtet. Für die Spule gilt deswegen U_L = -L * dI/d.

    Aber dieses Verständnis ist scheinbar falsch, oder? Müsste es so richtig sein:
    Ausschalten (Variante B):

     0 = U_R - U_L + U_{R_L}

    bzw.

     0 = I * R + L * dI/dt + I*R_L}


    Ist das so in Variante B richtig oder in Variante A? Oder gilt gar eine 3. Variante:

    Ausschalten (Variante C):

     0 = U_R + U_L + U_{R_L}

    bzw.

     0 = I * R + L * dI/dt + I*R_L}


    Wobei weiterhin gilt U_L = L * dI/dt (aber was ist dann der Unterschied zum Einschalten???)

    Bitte helft mir ^^


    Viele Grüße
    Verrain

  • Kann es sein, dass Du beim Ausschalten einen Denkfehler hast? Wie habt Ihr in der "Aufgabe" ausschalten definiert?

    Kuck Dir mal das Video an.

    Dein Denkfehler dürfte sein, dass Du beim Ausschalten für die Spannungsquelle 0 einsetzt - das würde aber bedeuten, dass Du die Spannung der Spannungsquelle kurzschließt. Normalerweise hat man aber einen Schalter. Dieser würde im Idealfall als unendlicher Widerstand betrachtet.

    Dadurch an dem fällt an dem im Idealfall im ersten Augenblick eine sehr hohe Spannung ab, da die Spule ja den Strom weiter treiben will (großes dI/kleines dt => Sehr großes UL). Im Normalfall entsteht ein Lichtbogen über den Schalter (wenn die Spule viel Induktivität hat und der Strom hoch ist)...

    Ich hoffe das hilft weiter.

    ...wenn Software nicht so hard-ware ;) ...

    Freue mich über jeden like :thumbup:

  • - U i = N ⋅ d φ / d t oder U i = − N ⋅ (d ( B ⋅ A )) / d t


    Beim Abschalten der Spannung an einer Spule versucht die Spule das zusammenbrechende Magnetfeld durch Gegeninduktion aufrecht zu erhalten.

    d φ ist der magnetische Fluss, dt die Zeit, N die Windungszahl der Spule

    Und -Ui deshalb, weil die Spannung entgegen der ursprünglichen gepolt ist.

    Diese Induktionsspannung ist ein vielfaches höher als die ursprüngliche angelegte Spannung.

    Bei einem Relais muss deshalb immer eine "Freilaufdiode" eingebaut werden. Der Steuerbaustein würde sonst nach dem ersten Abschalten des Relais augenblicklich zerstört werden.


    Schöne Grüsse

    Kurt