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Die Stärke des Magnetfeldes ist proportional zur Stromstärke der Spule. Man nennt den Strom der das Magnetfeld der Spule erzeugt auch Erregerstrom. Windungszahl Die Windungszahl \(N\) hat großen Einfluss auf viele Kenngrößen einer Spule. Ebenso ist es auch beim Magnetfeld das durch eine stromdurchflossene Spule erzeugt wird. Je mehr Windungen eine Spule besitzt, desto stärke ist das erzeugte Magnetfeld. Dieser Zusammenhangt lässt sich leicht verdeutlichen, eine Spule besteht aus vielen einzelnen Leiterstücken. Länge einer spule berechnen von. Jeder Leiterabschnitt erzeugt sein eignes Magnetfeld, je mehr dieser Leiterabschnitte nebeneinander angeordent sind, desto mehr magnetfelder summieren sich auf. Die magnetischen Feldstärke einer Spule ist daher proportional zur Windungszahl \(N\). Länge einer Spule Um den Einfluss der Spulenlänge \(l\) auf das Magnetfeld einer Spule zu untersuchen, betrachten wir folgende Gedankengänge: Wird eine Spule verlängert, indem man eine gleichartige Spule an das eine Ende platziert und diese dann in Reihe schaltet, so beobachtet man, dass das Magnetfeld nicht stärker wird.
Häufig ist auch die Rede davon, dass der Strom der Induktivität der Spannung um 90 Grad nacheilt. (Bei der Induktivität kommt der Strom zu spät. Drahtlänge eriner spule. ) Induktiver Blindwiderstand / Reaktanz Aus den oberen Gleichungen ist zu erkennen das eine Induktivität im Wechselstromkreis, den Strom nicht ungehindert passieren lässt sondern eine Art Widerstand darstellt. Dieser wird als induktiver Blindwiderstand beziehungsweise Reaktanz bezeichnet und mit abgekürzt. Sein Wert ist von der Induktivität L und der Frequenz der angelegten Spannung abhängig:
Man betrachte eine Toroidspule mit Umfang, Windungszahl und Stromstärke: Da das H -Feld stets parallel zum Integrationsweg verläuft (Kreisform durch das Innere der Spule), ist das Skalarprodukt hier gleich dem Produkt der Beträge. Mit dem mittleren Radius der Spule. Länge einer spule berechnen der. Auflösen nach ergibt: bzw. wenn man benutzt. [5] [6] Magnetisches Feld im Inneren mit Luftspalt [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Ist die Toroidspule durch einen Luftspalt der Länge unterbrochen, so wird aus obigem Zusammenhang ebenfalls mit dem Ampèreschen Gesetz der Folgende: wobei das Feld in der Spule der Länge und das Feld im Luftspalt beschreiben. Ist nun und vernachlässigt man die Streufelder an den Enden der Spule, so kann gesetzt werden, weil sich beim Übergang zwischen Materialien die Normalkomponente des B -Feldes nicht ändert. Damit ergibt sich: und somit für die magnetische Flussdichte im Luftspalt: [6] Magnetisches Feld außerhalb der Spule [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Außerhalb der Spule kann man die Toroidspule wegen ihrer Kreisform vereinfacht als Leiterschleife mit dem Radius betrachten.
Der Abstand zur Zylinderachse sei ρ mit entsprechendem Einheitsvektor ( Zylinderkoordinaten). Dann besitzt das erzeugte Feld nur eine axiale und radiale, aber keine azimutale Komponente: Die Feldkomponenten betragen: [1] [2] [3] [4] [5] [6] Der Inhalt der eckigen Klammern wird subtrahiert gemäß. Länge einer spirale berechnen. Hierbei wurde die magnetische Feldkonstante μ 0, die Substitutionen, sowie die vollständigen elliptischen Integrale erster ( K), zweiter ( E) und dritter Art ( Π) verwendet: Neben der Darstellung durch die klassischen elliptischen Integrale existieren auch alternative Ausdrücke mit verbesserter numerischer Stabilität und effizienter Berechenbarkeit, beispielsweise mit Carlson-Formen. [7] Entlang der Zylinderachse vereinfacht sich das Feld: Im Zentrum der Spule beträgt das Feld exakt: Für lange Spulen beträgt das Feld überall im Inneren, außer nahe den Enden und sinkt und außerhalb weit weg von den Spulenenden schnell auf Null ab. Für große Abstände nähert sich das Feld einem Dipolfeld mit magnetischem Moment an: [7] Das Magnetfeld der Zylinderspule entspricht exakt dem eines homogen magnetisierten zylinderförmigen Stabmagneten mit Magnetisierung, wobei.
Induktivität berechnen (lange Spule) Eine Luftspule gilt als lang, wenn die Spulenlänge größer als der Durchmesser ist. Die Formel für die Berechnung von langen Spulen ähnelnd der Formel für kurze Spulen. In der Praxis hat sich jedoch erwiesen, dass die Formel für kurze Luftspulen auch bis zu einer Länge vom doppelten Durchmesser brauchbar ist. Der Wickelkörper Für größere Luftspulen wird ein Wickelkörper benötigt. Ganz gut eignen sich dafür Elektro-Installationsrohe aus dem Baumarkt. Diese sind in unterschiedlichen Durchmessern erhältlich und können auf die passende Länge zugeschnitten werden. Gestreckte Länge einer Spirale bestimmen. Außerdem sind diese Rohre sehr stabil und es können kleine Löcher für die Fixierung des Lackdrahtes gebohrt werden. Alternativ eignen sich auch Rollen aus Papier oder Karton gut. Ein Schlauch aus Kunststoff eignet sich ebenfalls gut, hier kann man sogar mit einer Schere den Schlauch auf die benötigte Länge kürzen. Zylinderspule Die Zylinderspule ist die beliebteste Wickelform für kleine Luftspulen.
Sie wird einlagig auf den Wickelkörper aufgetragen. Folgende Eigenschaften treffen in der Praxis beim Wickeln einer Zylinderspule zu: Die Induktivität sinkt, wenn sich der sich der Abstand zwischen den einzelnen Windungen vergrößert. Die Induktivität steigt, wenn sich der Durchmesser der Wicklung verkleinert. Dünnere Lackdrähte erzeugen bei gleicher Windungszahl mehr Induktivität als dickere Lackdrähte. Wilde Wicklung Eine wilde Wicklung ist, wie der Name schon sagt, wild gewickelt. Die Anzahl der Lagen variieren an mehreren Stellen. Die zuvor erwähnte Formel kann sowohl auf der "schönen Zylinderluftspule" als auch auf der wild gewickelten Luftspule angewendet werden. Länge und Durchmesser einer Spule berechnen? (Schule, Physik, Elektrik). Eine wilde Luftspule besitzt grundsätzlich mehr Induktivität als eine "schöne" Luftspule. Dennoch sollte folgende Regel beachtet werden: Bei der wilden Wicklung sollte man die Windungen nicht zu oft überkreuzen. Außerdem sollten erste und letzte Wicklung nicht nebeneinanderliegen, da hier ansonsten die volle Potentialdifferenz herrscht.