Spule mit Zwischenabgriff

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not0815
Inventar
#1 erstellt: 28. Nov 2011, 21:49
Spule mit Zwischenabgriff.

Hallo,

da ich für einen TP 3. Ordnung eine 0,68mH und eine 0,27mH brauchte, kam ich auf die Idee eine vorhandene 1mH auf 0,68mH abzuwickeln, einen Zwischenabgriff nach Außen zu legen und den Draht wieder aufzuwickeln.

Das Nachmessen mit einem L-Meter ergab dann wie erwartet eine erste Teilspule mit 0,68mH und eine Gesamtinduktion von 0,95 mH. Nur die zweite Teilspule zeigt bei alleiniger Messung statt der erwarteten 0,27 mH (0,95mH - 0,68mH = 0,27mH) lediglich 0,03mH. Auch wenn beide Teilspulen stromdurchflossen sind, messen sich die zuvor genannten Induktionswerte.

Die magnetische Kopplung wirkt auf beide Teilspulen gleich, dürfte also nicht die Ursache für den deutlich zu kleinen Wert der zweiten Teilspule sein.

Auch der testweise aufgebaute Norm-TP 3-Ord. mit diesen zwei Teil-Kombispulen an ohmscher Last zeigte ein mehrwürdiges Verhalten. Eckfrequenz entsprach noch in etwa dem Erwarteten aber die Filterflanke lag mit unter -10dB/Okt. deutlich vom erwarteten Verlauf von -18 dB entfernt. Getrennte Spulen mit ansprechenden Werten zeigten am Testaufbau den erwarteten Spannungsverlauf.

Wo liegt der (Denk-)Fehler?
Wo ist die Differenzinduktion (Teilspule1 + Teilspule2 <> Gesamtspule) geblieben?

Gruß
Sven


[Beitrag von not0815 am 28. Nov 2011, 21:53 bearbeitet]
WilliWinzig
Stammgast
#2 erstellt: 28. Nov 2011, 22:29
Hallo Sven!

Ich habe das jetzt auf die Schnelle nicht verifiziert, ich gehe aber davon aus, dass der Fehler daraus resultiert, dass die Windungszahl quadratisch in den Wert der Induktivität eingeht.

Induktivität einer "langen" Spule:

L = µ N² A / l

mit: µ = magn. Feldkonstante mal relative magn. Feldkonstante
N = Windungszahl
A = Spulenquerschnittsfläche
l = Spulenlänge

Für die Erhöhung um 0,27 brauchst Du nur relativ wenige Windungen, die für sich eine deutlich geringere Induktivität haben. ~10% erscheinen mir sehr wenig, Du solltest am Besten mal nach obiger Formel nachrechnen. Bin auch gespannt, was da rauskommen wird.

Gruß Michael
Fosti
Inventar
#3 erstellt: 28. Nov 2011, 23:12
Hallo Sven,

der Denkfehler ist, dass es sich hier um ein magnetisch gekoppeltes Spulenpaar handelt. Die Gegeninduktivität (in Deinen Worten: "magnetische Kopplung") hebt sich eben nicht wie von Dir vermutet auf.

Viele Grüße,
Christoph
Fosti
Inventar
#4 erstellt: 28. Nov 2011, 23:15
Um es vielleicht noch einfacher auszudrücken:

Deine 0,95mH Spule besteht eben nicht aus einer Reihenschaltungeiner 0,68mH und einer 0,27mH Spule!
P@Freak
Inventar
#5 erstellt: 29. Nov 2011, 00:33
Hallo,

da in beiden Spulen magnetisch eh etwas anderes passiert
dürfen die eh NICHTmagnetisch gekoppelt sein ...

Grüz

P@Freak
Fosti
Inventar
#6 erstellt: 29. Nov 2011, 00:45

P@Freak schrieb:
Hallo,

da in beiden Spulen magnetisch eh etwas anderes passiert
dürfen die eh NICHTmagnetisch gekoppelt sein ...

Grüz

P@Freak


Naja, wenn man das machen will, geht das schon, nur muss man die magnetische Kopplung der beiden Spulen berücksichtigen. Bei Kondensatoren und Widerständen hat man nicht dieses "Problem" (...oder auch den gewonnenen Freiheitsgrad )
P@Freak
Inventar
#7 erstellt: 29. Nov 2011, 01:14
... also die Phasenlage von "I" müsste in "L1" und "L2" über "F" aber differieren ...
Giustolisi
Inventar
#8 erstellt: 29. Nov 2011, 01:22
Nicht umsonst platziert man Spulen in einem gewissen Abstand zu einander. das bild wurde schon oft gepostet, passt aber auch hier her. Deine "Doppelspule" ist in dem Fall der worst case. Das müsste dann die Nummer 8 oder noch schlimmeres sein.


[Beitrag von Giustolisi am 29. Nov 2011, 01:24 bearbeitet]
not0815
Inventar
#9 erstellt: 29. Nov 2011, 03:33
Ungeachtet aller mehr oder weniger überzeugender Erklärungsversuche läge es jedoch nahe, dass bei jeder Gesamtinduktion irgendwo "auf" der Spule doch jedes gewünschte Teilungsverhältnis (hier ca. 70% zu 30%) der Gesamtinduktion über einen Zwischenabgriff zu erzielen sein müsste (wie.z.B. bei Einfachtrafos). Die magnitische Koppelung - die auf die Gesamtspule wirkt und die Gesamtinduktion beeinflusst - ist kein grundsätzlicher Hinderungsgrund sein, sie beeinflußt doch nur die Höhe der Gesamtinduktion und nicht die Verteilung über den Draht. Auch der Hinweis - das Spulen möglichst weit von einander entfernt plaziert werden sollen geht hier völlig fehl, da ja gerade die Kopplung bzw. die Teilung einer gekoppelten Spule angestrebt wird. Diese Regeln sollen doch lediglich verhindern, das der konkrete Wert einer konkreten Spule durch Koppelung verändert wird, aber genau das ist jedoch hier gewünscht.

Der einzige mich überzeugende Grund für die Induktiondifferenz zwischen der Summe der Teilspulen und der Induktions der Gesamtspule liegt wohl in der von WilliWinzig erwähnte Herleitung und Berechnung der Induktion selbst: L = µ N² A / l
Danach nimmt die erforderliche Windungszahl N um Wurzel 2 zur Induktionssteigerung ab. Oder Anders gesagt. Die außenliegenden Wicklungen /Windungen sind für eine "selbstständige" Spule mit der gewünschten Induktion zu wenige!
Fosti
Inventar
#10 erstellt: 29. Nov 2011, 04:23
Die Gesamtinduktivität bei einem in Reihe geschalteten, magnetisch gekoppelten Spulenpaar ergbt sich aus:

L_gesamt = L1 + L2 + 2*M

Wobei die Gegeninduktivität M bei sich unterstützenden Feldern positiv (also > 0) und bei sich schwächenden Feldern negativ ( also < 0) einzusetzen ist. Alles andere ergibt sich zwangsläufig!. Dieser Sachverhalt ist in jeden guten Grundlagenwerk der Elektrotechnik nachzulesen. Ich empfehle z.B.: Haase/Garbe Grundlagen der Elektrotechnik


[Beitrag von Fosti am 29. Nov 2011, 04:48 bearbeitet]
not0815
Inventar
#11 erstellt: 29. Nov 2011, 09:19

Das war nur leider nicht die Frage.
SRAM
Inventar
#12 erstellt: 29. Nov 2011, 09:47
Wurzel (0,68/0,95) = 0,846

1 - 0,846 = 0,1539

0,1539^2 = 0,0237

0,0237 * 0,95 = 0,0225 mH


Gemessen: 0,03 mH


Kommt doch gut hin ?!?



Gruß SRAM
Fosti
Inventar
#13 erstellt: 29. Nov 2011, 10:10

not0815 schrieb:
:hail
Das war nur leider nicht die Frage.


Doch, wenn man die Formel richtig liest:

Du wickelst L_gesamt auf L1=0,65mH ab. Der "Rest"=0,27mH ist aber nicht L2 sondern L2+2*M. Darum ist wenn Du L2 misst dies auch wesentlich kleiner als =,27mH!
not0815
Inventar
#14 erstellt: 29. Nov 2011, 10:13
Danke, soweit habe ich das nach WilliWinzig Denkanstoss auch wieder verstanden (man sind die Grundlagen tief in meinen Hirn vergraben ). Jetzt muss ich nur noch die Umrechnung des Verhältnisses L zu der erforderlicher Windungzahl bei L 0,68mh und 0,27mH bewerkstelligen.

Gruß
Sven
SRAM
Inventar
#15 erstellt: 29. Nov 2011, 21:59
Steht doch zwei posts weiter oben ?!?!

Gruß SRAM
bizarre
Inventar
#16 erstellt: 30. Nov 2011, 01:17

SRAM schrieb:
Steht doch zwei posts weiter oben ?!?!

Gruß SRAM


Fast, ist ja leider keine "lange" Spule... A änderts sich ja auch beim Abwickeln, oder??
WilliWinzig
Stammgast
#17 erstellt: 30. Nov 2011, 16:00

bizarre schrieb:

Fast, ist ja leider keine "lange" Spule... A änderts sich ja auch beim Abwickeln, oder??


Da es darum geht, 2 Sulen vermutlich gleicher Länge zu betrachten, habe ich das nicht weiter berücksichtigt. Es sind meines Wissens alles nur Näherungsformeln und für die kurzen erfolgt die Korrektur per Faktor, der bei gleicher Länge identisch ist.

Und ja, A ändert sich natürlich ebenfalls.
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