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Sanjo

09.07.2012,
14:34
 

Realteil der Spule steigt mit der Frequenz, Resonanz? (Bauelemente)

Hallo zusammen,

ich beobachte ein seltsames Verhalten an einer RL-Reihenschaltung, ich glaube auch schon, die Antwort gefunden zu haben, bin mir aber nicht ganz sicher.

Mit steigender Frequenz steigt ja bekanntlich der induktive Blindwiderstand an, der ohmsche Widerstand hängt nicht von der Frequenz ab, bleibt also demnach konstant. Betrachtet man diese beiden Widerstandswerte als komplexe Zahl, so heißt das, der induktive Blindwiderstand XL, also der Imaginärteil, hängt von der Frequenz ab. Der ohmsche Widerstand, also der Realteil, eben nicht.

Ich habe hier eine Schaltung aufgebaut, im Prinzip ein einfacher RL-Spannungsteiler und sweepe unterschiedliche Frequenzen durch. Die Resonanzfrequenz der Spule liegt bei ca. 250 kHz (|Z| = max, Phi = 0). Jedoch verzeichne ich schon bei weitaus geringeren Frequenzen (70 kHz ist die kleinste Frequenz, die ich verwendet habe), sowohl einen Anstieg des Imaginärteils, was ja durch XL = jwL bekannt ist, aber auch und da bin ich mir nicht ganz sicher, einen Anstieg des Realteils. Liegt das evtl. daran, dass ich mich schon recht nahe an der Resonanzfrequenz befinde? Steigt bei der Resonanzfrequenz der Realteil oder der Imaginärteil so massiv an? Weil eigentlich müsste sich der Blindwiderstand proportional bzw. linear zur Frequenz verhalten und nicht eben wie im Falle der Resonanz, Abschnittsweise exponentiell.

Ich hoffe, ich habe euch nicht erschlagen mit diesem Roman und jemand liest das hier :)!

Danke und Gruß
Sanjo

Altgeselle(R)

E-Mail

09.07.2012,
14:59
(editiert von Altgeselle
am 09.07.2012 um 15:01)


@ Sanjo

Realteil der Spule steigt mit der Frequenz, Resonanz?

» Hallo zusammen,
»
» ich beobachte ein seltsames Verhalten an einer RL-Reihenschaltung, ich
» glaube auch schon, die Antwort gefunden zu haben, bin mir aber nicht ganz
» sicher.
»
» Mit steigender Frequenz steigt ja bekanntlich der induktive
» Blindwiderstand an, der ohmsche Widerstand hängt nicht von der Frequenz
» ab, bleibt also demnach konstant. Betrachtet man diese beiden
» Widerstandswerte als komplexe Zahl, so heißt das, der induktive
» Blindwiderstand XL, also der Imaginärteil, hängt von der Frequenz ab. Der
» ohmsche Widerstand, also der Realteil, eben nicht.
»
» Ich habe hier eine Schaltung aufgebaut, im Prinzip ein einfacher
» RL-Spannungsteiler und sweepe unterschiedliche Frequenzen durch. Die
» Resonanzfrequenz der Spule liegt bei ca. 250 kHz (|Z| = max, Phi = 0).
» Jedoch verzeichne ich schon bei weitaus geringeren Frequenzen (70 kHz ist
» die kleinste Frequenz, die ich verwendet habe), sowohl einen Anstieg des
» Imaginärteils, was ja durch XL = jwL bekannt ist, aber auch und da bin ich
» mir nicht ganz sicher, einen Anstieg des Realteils. Liegt das evtl. daran,
» dass ich mich schon recht nahe an der Resonanzfrequenz befinde? Steigt bei
» der Resonanzfrequenz der Realteil oder der Imaginärteil so massiv an? Weil
» eigentlich müsste sich der Blindwiderstand proportional bzw. linear zur
» Frequenz verhalten und nicht eben wie im Falle der Resonanz,
» Abschnittsweise exponentiell.
»
» Ich hoffe, ich habe euch nicht erschlagen mit diesem Roman und jemand
» liest das hier :)!
»
» Danke und Gruß
» Sanjo

Hallo,
bei Wechselspannung machen sich auch Verluste der Spule
bemerkbar. Das sind bei diesem Frequenzbereich hauptsächlich
Wirbelstromverluste des Kerns und Streufeldverluste.
Diese wirken wie ein Widerstand, welcher mit dem Draht-
widerstand in Reihe liegt. Da die Verluste mit der Frequenz zunehmen,
steigt auch der gemessene "Realteil"
mit der Frequenz an.
Grüße
Altgeselle
edit: + Ummagnetisierungsverluste...

sanjo

09.07.2012,
15:32

@ Altgeselle

Realteil der Spule steigt mit der Frequenz, Resonanz?

» Hallo,
» bei Wechselspannung machen sich auch Verluste der Spule
» bemerkbar. Das sind bei diesem Frequenzbereich hauptsächlich
» Wirbelstromverluste des Kerns und Streufeldverluste.
» Diese wirken wie ein Widerstand, welcher mit dem Draht-
» widerstand in Reihe liegt. Da die Verluste mit der Frequenz zunehmen,
» steigt auch der gemessene "Realteil"
» mit der Frequenz an.
» Grüße
» Altgeselle
» edit: + Ummagnetisierungsverluste...

Hallo Altgeselle,

vielen Dank für deine sehr plausibel klingende Erläuterung. Lag ich also mit Resonanz komplett falsch :D?

Besten Dank und Gruß
Sanjo

Altgeselle(R)

E-Mail

09.07.2012,
15:56

@ sanjo

Realteil der Spule steigt mit der Frequenz, Resonanz?

» » Hallo,
» » bei Wechselspannung machen sich auch Verluste der Spule
» » bemerkbar. Das sind bei diesem Frequenzbereich hauptsächlich
» » Wirbelstromverluste des Kerns und Streufeldverluste.
» » Diese wirken wie ein Widerstand, welcher mit dem Draht-
» » widerstand in Reihe liegt. Da die Verluste mit der Frequenz zunehmen,
» » steigt auch der gemessene "Realteil"
» » mit der Frequenz an.
» » Grüße
» » Altgeselle
» » edit: + Ummagnetisierungsverluste...
»
» Hallo Altgeselle,
»
» vielen Dank für deine sehr plausibel klingende Erläuterung. Lag ich also
» mit Resonanz komplett falsch :D?
»
» Besten Dank und Gruß
» Sanjo
Nicht ganz.
Die Resonanzfrequenz ergibt sich aus der Induktivität und
der "parasitären" Wicklungskapazität. Der bei Resonanz
gemessene Widerstand stellt die Verluste der Spule als
Parallelwiderstand dar. Man kann diesen Widerstand in
einen seriellen Verlustwiderstand umrechnen. Das ist hier:
http://www.elektroniktutor.de/analog/par_swkr.html
ganz schön beschrieben.
Um diese Verluste zu vermeiden, sollte man die Spule
weit unterhalb der Eigenresonanz betreiben.