Selbstinduktion
(c) Friedrich Sick
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In einer Spule wird Spannung induziert, wenn sich in ihr der magnetische Fluss F ändert. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Flussänderung extern verursacht wird, oder durch den sich ändernden Strom in der Spule selbst.
Ändert sich in einer Spule der Strom - und damit ihr Magnetfeld - so wird gemäß der Lenzschen Regel eine Spannung induziert, die diese Änderung zu verhindern sucht.
Beim Einschalten einer Spule ist diese Selbstinduktionsspannung gegen die Betriebsspannung gerichtet und läßt eine schnellen Stromanstieg nicht zu!
Beim Ausschalten einer Spule wird eine Spannung induziert, die die plötzliche Stromunterbrechung verhindert. Je schneller das Magnetfeld durch den Stromabfall zusammenbricht, desto höher ist die Selbstinduktionsspannung der Spule! Das führt zu gefährlichen Betriebsmomenten:
  • Lichtbogen im Schalter
  • Wicklungsdurchschlag in der Spule
  • Hohe Berührungsspannungen
    		• Versuch:
    Baue den Versuch wie nebenstehend skizziert mit Hilfe einer Leuchtstofflampen-Drossel L1und einem Vorwiderstand R1 mit gleichem Wert wie die Drossel auf. Beobachte die Lampen beim Ein- und Ausschalten!
    Ergebnis:
  • Beim Einschalten leuchtet die Lampe H1im Stromkreis der Spule später!
  • Beim Ausschalten wird die Lampe H2 zerstört!
    Erklärung:
  • Beim Einschalten verhindert die Selbstinduktionsspannung der Drossel einen plötzlichen Stromanstieg.
  • Beim Ausschalten verhindert die Selbstinduktionsspannung der Spule den plötzlichen Stromabfall. Die Spule wird zur Stromquelle, die eine so hohe Spannung erzeugt, dass der Strom im Stromkreis L1 - H1 - H2 - R1 kurzzeitig weiterfließt. Da der Strom in der 10W-Lampe H1 vorher ungefähr 10mal höher war als in der 1W-Lampe H2, wird die Lampe H2 jetzt kurzzeitig 10-fach überlastet (120V)! - Siehe Schaltung und Diagramme!
    Abhilfe:
    Durch Freilaufdiode in Sperrichtung zur Betriebsspannung parallel zum induktiven Verbraucher (Spule)!