Ein- und Ausschalten von Induktivitäten

Die im letzten Artikel beschriebene Selbstinduktion kommt vor allem beim Ein- und Ausschalten von Induktivitäten zum Tragen.

Das Einschalten von Induktivitäten ist dabei noch sehr einfach.

Wenn die Spannung eingeschaltet wird, sorgt der dann fließende Strom für den Aufbau eines Magnetfeldes. Dieses sich aufbauende Magnetfeld induziert in der Spule eine Spannung, die nach der Lenzschen Regel so gerichtet ist, dass dem Stromanstieg entgegen gewirkt wird.

Der Stromanstieg verläuft langsamer in Form einer e-Funktion.

Ausschalten der Induktivität

Jetzt wird’s spannend. 😉

Beim Ausschalten einer Induktivität schlägt ebenfalls die Selbstinduktion zu. Nach der Lenzschen Regel wird eine Spannung induziert, die der Ursache entgegenwirkt.

Die Ursache ist aber das Ausschalten des Stroms. Nach der Lenzschen Regel treibt die Spule also den Strom weiter. Die Energie hierfür kommt im übrigen aus dem noch vorhandenen Magnetfeld.

Die Spule wird also vom Verbraucher zur Quelle und liefert Strom. Durch das Parallelschalten eines Widerstands – am besten mit einer Freilaufdiode – kann dieser induzierte Strom freilaufen.

Die Spannung, die in der Spule induziert wird, ist negativ. Dies kann man sich am einfachsten am Spannungsabfall am parallel geschalteten Widerstand verdeutlichen.

Da an diesem Widerstand der Strom von unten nach oben fließt, fällt auch die Spannung von unten nach oben ab.

An der parallel geschalteten Spule ist die induzierte Spannung also auch von unten nach oben positiv gerichtet.

Hat man die Spannungsrichtung von oben nach unten als positiv angenommen, ist die Spannung an der Spule also negativ.

Die Größe der Induktionsspannung ist vom parallel geschalteten Widerstand abhängig.

Da der von der Spule weitergetriebene Strom konstant bleibt und durch diesen Widerstand getrieben wird, ist die Induktionsspannung bei kleinen Widerstandswerten entsprechend kleiner.

Bei großen Widerstandswerten können sehr große Induktionsspannungen auftreten, die Bauteile in der Gesamtschaltung zerstören können.

Das Video zu den Ein und Ausschaltvorgängen bei Induktivitäten