Das ist ein altes Prüfungsbeispiel, bei dem es allerdings keine Musterlösung gibt. Kann mir jemand die Berechnung der Spannungen und Ströme zeigen? Wie sich eine Spule im Gleichstromkreis verhält ist mir im Grunde zwar klar, aber die Parallelschaltung bringt mich durcheinander.
Vielen Dank schon mal!!
Gruß Anita 
Eigentlich sollte sie das nicht.
Im Magnetfeld der Spule ist Energie gespeichert, diese wird beim Öffnen des Schalters schlagartig frei und würde ohne den Widerstand einfach nur einen heftigen Spannungsstoß erzeugen, der sich über dem Schalterkontakt in Form eines Funken entlädt.
Nur mit dem Widerstand kann man überhaupt eine Berechnung machen und eine Grafik zeichnen.
Ich steh gerade total auf der (Strom-)Leitung.
Wie beginne ich zu rechnen?
Gruß Anita
Hallo,
nachdem der Schalter geöffnet wurde, spielt R1 keine Rolle mehr, weil durch ihn ja kein Strom mehr fließen kann. Somit kannst Du Dir R1 ab diesem Zeitpunkt komplett wegdenken und hast dann nur noch L und R zu betrachen. Übrigens: Zwei Bauteile sind immer sowohl in Serie als auch parallel zueinander geschaltet.
Dann mal noch viel Spaß beim Rechnen (es ist keine schwierige Aufgabe).
Gruß
Martin
L und RL sind zusammen die reale Spule.
In dem Beispiel eine Parallelschaltung aus L und RL.
Vor dem Ausschalten ergibt sich eine Teilspannung ueber L, zur Energieberechnung wichtig.
Nach dem Ausschalten entlaedt sich die Energie aus L ueber RL.
Man kann eine reale Spule mit L und RL beschreiben.
RL kann parallel L sein. In anderer Ersatzschaltung auch in Reihe zu L, wobei die beiden Ersatzschaltungen ineinander umrechenbar sind und dabei aber RL und L andere Werte bekommen.
Hallo!
Leider ist der erste Kommentar nicht ganz richtig.
Die gespeicherte magnetische Energie der Spule wird nach dem Trennen des Schalters nach und nach im Widerstand zu Wärme.
Es ist hier davon auszugehen, dass der Schalter tatsächlich ohne Lichtbogen oder Entladungsfunken absolut öffnet.
Die Spulenstrom bleibt bestehen.
Mit Tau verringert sich der Strom und die Spannung am Widerstand.
Nach der Schalteröffnung sind Spule (nun Spannungsquelle) und Widerstand RL in Reihe geschaltet.
Tau ist L : R
Den Stromverlauf habe ich berechnet: i(t)=i_0*exp(-t/T)
Wie komme ich allerdings auf i_0 ?
In meinem Kommentar beschrieb ich das Verhalten OHNE parallelen Widerstand:
Ich wollte damit klarstellen, dass der „durcheinander bringende“ Parallelwiderstand absolut notwendig ist, um bei der Schaltung überhaupt rechnen zu können.
Die Spule hat mehr den Charakter einer STROMquelle in diesem Beispiel.
Das ist der Strom beim Betätigen des Schalters. Genauer: der Strom unmittelbar VOR dem Betätigen. Kann man ganz einfach ausrechnen.
Btw., was verstehst Du unter ‚T‘ und wie hast Du das berechnet?
Es gibt keinen ‚RL‘. Es gibt ein ‚L‘ und ein ‚R‘. Und es gibt eine Spannung ‚URL‘, die an den beiden parallel geschalteten R und L anliegt.
T sollte Tau sein: T=L/R
Kann man für I_0 die Maschenregel anwenden?
Also: u_c - u_R1 - u_RL = 0
dann u_R1 = iR_1 und u_RL = iR
und so erhält man i = I_0 = u_c/(R_1+R) = 0,95A
Ich wiederhole die Frage: wie hast Du das berechnet?
Wie groß ist die Spannung an einer idealen Induktivität bei Gleichspannung?
entschuldige
wenn die Spannung heisst U RL dann war das fuer mich die Spannung an RL und davon das geschriebene L abgeschnitten nicht mehr im Bild.
Kann man auch so sehen wie Du.
Auf jeden Fall braucht man den Widerstandswert zum Berechnen des Stromes. Die Namensgebung ist sekundaer, allerdings im Erklaerungstext suboptimal.
Gruss Helmut
bei idealer Spule R gegen unendlich
dann Spannung im Beispiel gleich Betriebsspannung
bei Parallel- Ersatzschaltung
Stehen doch alle da! Direkt unter dem Bild!
Und daraus kann man selbstverständlich auch alle beteiligten Bauteile (und Namen) entnehmen.
Btw., da es hier um ein Rechenbeispiel geht, handelt es sich offensichtlich um eine ideale Induktivität parallel zu einem idealen Widerstand, nicht um einen Verlustwiderstand einer realen Induktivität.
Da ist es die angelegte Spannung.
Unterbricht man jetzt die Spannung muss die gespeicherte Energie nach P = U * I abgebaut werden.
Die Ideale Spule isoliert nun aber auch ideal und hat auch keine Windungskapazitäten. Folglich ist I = 0 und U geht nach Unendlich! Allerdings wird dann die Feldstärke irgendwann so gross, dass die Elektronen, auch im Vakuum, austreten und zum anderen Pol wandern, also ein Strom fliesst. Besteht die Isolation aus einem Gas wird dieses Ionisiert und leitet. Kennt man vom Gewitter oder der Zündkerze im Otto-Motor.
Praktisch ist der Isolationswiderstand schon mal endlich. Zudem hat die Isolation zwischen den Windungen auch nur eine bestimmte Durchschlagsfestigkeit. Die Windungen bilden zudem eine Kapazität, welche umgeladen werden muss. Dadurch ist aber auch eine Spule alleine schon ein Schwingkreis, was man mit dem Oszilloskop leicht sehen kann!
In deinem Fall liegt aber parallel zur L auch noch ein R.
Hier EINE Ersatzschaltung einer Induktivität:
Die Widerstände und Kapazität sind eine Zusammenfassung unterschiedlicher Ursachen.
Will man auch noch die Isolationsfestigkeit mit einbeziehen wird es komplex, die Effekte sind ja nicht linear!
MfG Peter(TOO)
Probier’s mal aus.
