Spule und Widerstand: Strom in der Spule berechnen | Physik

Spule und Widerstand: Strom in der Spule berechnen

Von: , Frage gestellt am So, 8. Jun 2008

Hallo,

ich habe folgende zwei Schaltungen:
http://img206.imageshack.us/my.php?image=wwwne4.gif

Zur linken Schaltung:
Folgende Werte sind bekannt:
* Betriebspannung UB
* Spannung am Widerstand Uw
* Widerstand Rw

Ich würde nun gerne den Strom in der Spule (Is) berechnen. Ist hierzu die folgende Formel richtig?
Is = Uw/Rw

Zur rechten Schaltung:
Die Spule ist geladen.
Folgende Werte sind bekannt:
* Linker und rechter Widerstand
* Spannung am rechten Widerstand Uw

Leider weiß ich nicht, wie ich hier den Spulenstrom berechnen kann.

Wäre über eure Hilfe sehr dankbar da ich mich mit Elektrotechnik nicht allzusehr auskenne.

Grüße,
mainfield

9 Antworten zu dieser Frage

Antwort von nach 15 Stunden 0 hilfreich

Re: Spule und Widerstand: Strom in der Spule berec

Hallo,
Auch Hallo, ich habe folgende zwei Schaltungen:
http://img206.imageshack.us/my.php?image=wwwne4.gif
Schick gemalt, besonders die Spule gefaellt mir ;-) Zur linken Schaltung:
Folgende Werte sind bekannt:
* Betriebspannung UB
* Spannung am Widerstand Uw
* Widerstand Rw

Ich würde nun gerne den Strom in der Spule (Is) berechnen. Ist
hierzu die folgende Formel richtig?
Is = Uw/Rw
Prinzipiell richtig. Aber warum will man den Strom durch ein Stueck Draht wissen? Eine Spule bei Gleichspannung ist naemlich nicht mehr. Gut, der Strom durch den Widerstand ist ja der selbe (da Voltmeter sehr Hochohmig). Zur rechten Schaltung:
Die Spule ist geladen.
Folgende Werte sind bekannt:
* Linker und rechter Widerstand
* Spannung am rechten Widerstand Uw

Leider weiß ich nicht, wie ich hier den Spulenstrom berechnen
kann.
Hmm, ich glaube da ist ein Fehler (bitte verbessert mich wenn ich falsch liege), aber fehlt hier nicht eine Quelle? Also, wenn die Annahme stimmen sollte, dass das ganze mit Gleichspannung betrieben wird, hat man keinen Energiespeicher der jetzt noch irgendwo eine Spannung anlegen koennte.

Entweder ist an Uw nicht einfach ein Voltmeter oder es fehlt was (in der Zeichnung oder in der Angabe). Bei Wechselspannung koenntest du die Spule als Energiespeicher ansehen, muesstest aber bei der ersten Frage drauf achten, dass es eine Phasenverschiebung (Induktivitaeten Stroeme sich verspaeten) um 90 Grad gibt. Wäre über eure Hilfe sehr dankbar da ich mich mit
Elektrotechnik nicht allzusehr auskenne.

Grüße,
mainfield
Gruss,
Stahlkopf

Antwort von nach 16 Stunden 0 hilfreich

Re^2: Spule und Widerstand: Strom in der Spule ber

Hallo, Is = Uw/Rw
Prinzipiell richtig.
Aber erst, wenn man lange genug gewartet hat. Aber warum will man den Strom durch ein
Stueck Draht wissen? Eine Spule bei Gleichspannung ist
naemlich nicht mehr.
So? Sagt Dir der Begriff 'Elektromagnet' etwas? Oder 'Relais'? Hmm, ich glaube da ist ein Fehler (bitte verbessert mich wenn
ich falsch liege), aber fehlt hier nicht eine Quelle?
Wie wäre es mit der 'geladenen' Spule? Also,
wenn die Annahme stimmen sollte, dass das ganze mit
Gleichspannung betrieben wird, hat man keinen Energiespeicher
der jetzt noch irgendwo eine Spannung anlegen koennte.
Doch.
Vielleicht solltest Du Dir doch nochmal anschauen, was eine Induktivität ist und wie sie sich bei Gleichspannung verhält: http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t

Beide Schaltungen kann man nur dann berechnen, wenn man weiß, was eine Differenzialgleichung ist. Weiß das der Ursprungsposter (Frage an ihn)?
Gruß
loderunner
- Antwort von nach 18 Stunden 0 hilfreich
  
  Re^3: Spule und Widerstand: Strom in der Spule ber
  
  Hallo,
  
  Es handelt sich um eine Gleichspannung - Sorry, hatte ich vergessen. Is = Uw/Rw
  Prinzipiell richtig.
  Danke! Aber warum will man den Strom durch ein
  Stueck Draht wissen? Eine Spule bei Gleichspannung ist
  naemlich nicht mehr.
  Bei Uw handelt es sich einen Digitalen x/y-Schreiber, der den Spannungsverlauf beim laden/entladen der Spule aufzeichnen soll (X-Achse=Zeit, Y-Achse=Spannung). Die von diesem aufgezeichneten Werte möchte ich nun mit den Theoretischen vergleichen.
  Die Formel, die den Spulenstrom in Abhängigkeit der Zeit angibt, habe ich.
  Damit ich nun den Vergleich anstellen kann, benötige ich den Strom nach x Sekunden beim laden/entladen. Da ich allerdings nur die Spannung nach x Sekunden habe, muss ich diese entsprechen umrechnen. Beide Schaltungen kann man nur dann berechnen, wenn man weiß,
  was eine Differenzialgleichung ist. Weiß das der
  Ursprungsposter (Frage an ihn)?
  Ja, ist mir bekannt. Darauf läuft auch die Herleitung der oben erwähnten Formel hinaus.
  
  Nochmals danke,
  mainfield
  - Antwort von nach 19 Stunden 0 hilfreich
    
    Re^4: Spule und Widerstand: Strom in der Spule ber
    
    Hallo, Bei Uw handelt es sich einen Digitalen x/y-Schreiber, der den
    Spannungsverlauf beim laden/entladen der Spule aufzeichnen
    soll (X-Achse=Zeit, Y-Achse=Spannung).
    Mit welchem Zeitmaßstab? Bei welcher Induktivität?
    Anders gefragt: ist der Schreiber überhaupt schnell genug? Damit ich nun den Vergleich anstellen kann, benötige ich den
    Strom nach x Sekunden beim laden/entladen. Da ich allerdings
    nur die Spannung nach x Sekunden habe, muss ich diese
    entsprechen umrechnen.
    Das ist trivial, wenn man an einem ohmschen Widerstand misst. U/R=I. Ich vermute jetzt einfach mal drauflos: Induktivität von Widerstand und Verdrahtung sind zu vernachlässigen, weil die Induktivität der Spule um Größenordnungen darüber liegt.
    
    Probleme sehe ich noch bei den verwendeten Schaltern (Prellen). Und beim Ausschalten ('entladen') solltest Du eine Freilaufdiode verwenden (http://de.wikipedia.org/wiki/Freilaufdiode).
    Gruß
    loderunner
    - Antwort von nach 20 Stunden 0 hilfreich
      
      Re^5: Spule und Widerstand: Strom in der Spule ber
      
      Mit welchem Zeitmaßstab? Bei welcher Induktivität?
      Anders gefragt: ist der Schreiber überhaupt schnell genug?
      Ja, der Graph passt. Das ist trivial, wenn man an einem ohmschen Widerstand misst.
      U/R=I. Ich vermute jetzt einfach mal drauflos: Induktivität
      von Widerstand und Verdrahtung sind zu vernachlässigen, weil
      die Induktivität der Spule um Größenordnungen darüber liegt.
      Gut, bei der ersten Schaltung komm ich also mit I=U/R auf den Spulen Strom. Aber wie sieht's bei der Zweiten aus?
      
      Ich hab' mir folgendes überlegt:
      
      Linke Widerstand (1kOhm) = R2
      Rechter Widerstand (500Ohm) = R1
      U2 = Spannung am linken Widerstand
      U1 = Spannung am rechten Widerstand = Uw
      
      R2 ist doppelt so groß wie R1 --> U2 ist doppelt so groß wie U1
      
      --> R2 = (2*U1)/I <==> I2 = (2*U1)/R2
      
      --> R1 = U1/I <==> I1 = U1/R2
      
      Wenn ich jetzt die Widerstände einsetze:
      
      --> I2 = (2*U1)/1000
      -->--> Kürzen: I2 = U1/500
      
      --> I1 = U1/500
      
      ===> I ist bei beiden Widerständen gleich
      
      =====> ISpule = 2*I1 = 2*Uw/500
      
      Geht das so bzw. ist mein Ansatz OK Probleme sehe ich noch bei den verwendeten Schaltern
      (Prellen). Und beim Ausschalten ('entladen') solltest Du eine
      Freilaufdiode verwenden
      (http://de.wikipedia.org/wiki/Freilaufdiode).
      Danke für deinen Hinweis. Die Messungen sind allerdings bereits "im Kasten", kann daran also nichts mehr ändern.
      - Antwort von nach 20 Stunden 0 hilfreich
        
        Re^6: Spule und Widerstand: Strom in der Spule ber
        
        Hallo, Ich hab' mir folgendes überlegt:
        ===> I ist bei beiden Widerständen gleich
        Ja.
        Was natürlich sofort mit U=I*R für den 1k-Widerstand die doppelte Spannung ergibt wie für den 500Ohm-Widerstand. Aber das brauchst Du gar nicht, um den Spulenstrom auszurechnen, denn: =====> ISpule = 2*I1 = 2*Uw/500
        Durch die Spule fließt genau der gleiche Strom wie durch die beiden Widerstände ('im Kreis rum'). Es gibt keine zwei verschiedenen Ströme. Wenn Du also die Spannung am 500Ohm-Widerstand hast, hast Du den Strom durch diesen Widerstand und das ist der gleiche wie im anderen Widerstand und in der Spule. Die Spannung an der Spule (die jetzt als Quelle dient) ist gleich dem dreifachen der gemessenen Spannung am 500Ohm-Widerstand. Aber bitte das Vorzeichen beachten.
        
        Gruß
        loderunner
      - Antwort von nach 20 Stunden 0 hilfreich
        
        Re^7: Spule und Widerstand: Strom in der Spule ber
        
        Vielen Dank für deine hilfreichen und netten Antworten. Es gibt keine zwei verschiedenen Ströme. Wenn Du also die Spannung am 500Ohm-Widerstand hast, hast Du den Strom durch diesen Widerstand und das ist der gleiche wie im anderen Widerstand und in der Spule.
        Ups, das wusste ich nicht. Jetzt wird mir doch so einiges klar... ;-)
        Dann kann man also bei beiden Schaltungen mit I=Uw/500Ω den Spulenstrom berechnen? Hm, so einfach...
- Antwort von nach 19 Stunden 0 hilfreich
  
  Re^3: Spule und Widerstand: Strom in der Spule ber
  
  Hallo, Is = Uw/Rw
  Prinzipiell richtig.
  Aber erst, wenn man lange genug gewartet hat. Aber warum will man den Strom durch ein
  Stueck Draht wissen? Eine Spule bei Gleichspannung ist
  naemlich nicht mehr.
  So? Sagt Dir der Begriff 'Elektromagnet' etwas? Oder 'Relais'?
  Genau da war mein erster Fehler auf dem sich dann der Rest falsch aufgebaut hat. Dankeschoen... Irgendwie hatte ich vorhin im Kopf dass ein Elektromagnet nur mit Wechselspannung funktioniert, was natuerlich vollkommener Quatsch ist. Hmm, ich glaube da ist ein Fehler (bitte verbessert mich wenn
  ich falsch liege), aber fehlt hier nicht eine Quelle?
  Wie wäre es mit der 'geladenen' Spule?
  Ja, dass eine geladene Spule ein Energiespeicher ist ist mir klar, allerdings ist durch meinen Denkfehler weiter oben einfach keine Quelle daraus geworden ;-P Also,
  wenn die Annahme stimmen sollte, dass das ganze mit
  Gleichspannung betrieben wird, hat man keinen Energiespeicher
  der jetzt noch irgendwo eine Spannung anlegen koennte.
  Doch.
  Vielleicht solltest Du Dir doch nochmal anschauen, was eine
  Induktivität ist und wie sie sich bei Gleichspannung verhält:
  http://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t
  Jupp, wie gesagt... Denkfehler (ich brauch Urlaub ;-D) Beide Schaltungen kann man nur dann berechnen, wenn man weiß,
  was eine Differenzialgleichung ist. Weiß das der
  Ursprungsposter (Frage an ihn)?
  Gruß
  loderunner
  Gruss,
  Stahlkopf

Antwort von nach 18 Stunden 0 hilfreich

Re: Spule und Widerstand: Strom in der Spule berec

Hallo,

wie die beiden anderen schon geschrieben haben, ist es ein ziemlicher Unterschied, ob es um Gleich- oder Wechselspannung geht. Ich würde nun gerne den Strom in der Spule (Is) berechnen. Ist
hierzu die folgende Formel richtig?
Is = Uw/Rw
Ja, aber eben nur, wenn die Betriebsspannung eine Gleichspannung ist. Zur rechten Schaltung:
Die Spule ist geladen.
Das ist ein ungewöhnlicher Ausdruck. Ein Kondensator kann geladen sein oder vielleicht auch ein Gewehr. Die Spule könnte ein Magnetfeld um sich herum aufgebaut haben, das im Moment der Messung gerade zusammenbricht und somit eine Spannung induziert.
Du musst also erstmal klarer erklären, was hier passieren soll. Wäre über eure Hilfe sehr dankbar da ich mich mit
Elektrotechnik nicht allzusehr auskenne.
Dann informiere Dich erstmal über Induktion, Selbstinduktion, Wechselstrom usw.

Olaf

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