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Hallo!

Ich musste eine Spule (vgl. Bild) mit Ferritkern basteln, mit einer möglichst hohen Induktivität (~300mH). Das ist mir auch mehr oder weniger gelungen, jedoch war mir der Wicklungswiderstand meiner 1. Spule (115 Ohm) ein bisschen zu groß, so beschloss ich den Drahtdurchmesser von 0,15 auf 0,22 zu erhöhen - das Ergebnis zeigt die 2. Spule, welche jetzt nur mehr 63 Ohm Wicklungswiderstand hat, jedoch aber auch nur mehr 238mH als Induktivität.

Jetzt meine Frage (bevor ich eine 3. Spule bastel): Wie müsste die 3. Spule ungefähr dimensioniert sein, um die Induktivität der 1. Spule von ca. 300mH beizubehalten, aber einen möglichst geringen Wicklungswiderstand (ähnlich der 2. Spule) zu erhalten. Welche Parameter könnte ich noch verändern - Länge, Kerndurchmesser, mehr/weniger Windungen, etc?

Daten der Spulen (vgl. Bild):

Als Kernmaterial habe ich generell nur Ferritstäbe (Material 3B1) von 3-10mm im Durchmesser, Länge ca. 4cm.

Spule1: 3000 Windungen / Draht: 0,15mm / Länge: 25mm / Dicke: 17mm / 307mH / 115 Ohm / KernD: 8mm
Spule2: 3000 Windungen / Draht: 0,22mm / Länge: 25mm / Dicke: 23mm / 236mH / 63 Ohm / KernD: 8mm

Bitte um eure Ideen!
Danke!
Beste Grüße,
Hans-Peter

Hallo,
bei einem Stabkern ist für die Berechnung der Induktivität primär die Windungszahl auf dem Kern ausschlaggebend. Das bedingt aber, dass eine betrachtete Windung deutlich auf dem Kern positioniert ist, nicht etwa direkt am Kernende. Bei der im Foto gezeigten Geometrie wären aber bei der mit dem dickeren Draht gewickelten Spule die äußeren Windungen nahe dem Kernende deutlich weiter vom Kern entfernt und damit relativ extrem nahe dem Kernende - im Vergleich zur Spule mit dem dünneren Draht. Diese "endständigen" Windungen werden daher weniger zur Gesamtinduktivität beitragen. Das könnte das Ergebnis erklären. Zusätzlich stellt sich bei dem Unterschied auch die Frage der Meßtechnik und im Betrieb ist natürlich die Kernsättigung zur berücksichtigen (wenn das relevant ist).

Grüße
Hartwig

» (Material 3B1)

Nicht gerade ideal für hohe Induktivität.

Wozu soll die Spule denn dienen?

» Hallo!
»
» Ich musste eine Spule (vgl. Bild) mit Ferritkern basteln, mit einer
» möglichst hohen Induktivität (~300mH). Das ist mir auch mehr oder weniger
» gelungen, jedoch war mir der Wicklungswiderstand meiner 1. Spule (115 Ohm)
» ein bisschen zu groß, so beschloss ich den Drahtdurchmesser von 0,15 auf
» 0,22 zu erhöhen - das Ergebnis zeigt die 2. Spule, welche jetzt nur mehr 63
» Ohm Wicklungswiderstand hat, jedoch aber auch nur mehr 238mH als
» Induktivität.
»
» Jetzt meine Frage (bevor ich eine 3. Spule bastel): Wie müsste die 3. Spule
» ungefähr dimensioniert sein, um die Induktivität der 1. Spule von ca. 300mH
» beizubehalten, aber einen möglichst geringen Wicklungswiderstand (ähnlich
» der 2. Spule) zu erhalten. Welche Parameter könnte ich noch verändern -
» Länge, Kerndurchmesser, mehr/weniger Windungen, etc?
»
» Daten der Spulen (vgl. Bild):
»
» Als Kernmaterial habe ich generell nur Ferritstäbe (Material 3B1) von
» 3-10mm im Durchmesser, Länge ca. 4cm.
»
» Spule1: 3000 Windungen / Draht: 0,15mm / Länge: 25mm / Dicke: 17mm / 307mH
» / 115 Ohm / KernD: 8mm
» Spule2: 3000 Windungen / Draht: 0,22mm / Länge: 25mm / Dicke: 23mm / 236mH
» / 63 Ohm / KernD: 8mm
»
» Bitte um eure Ideen!
» Danke!
» Beste Grüße,
» Hans-Peter
»
»

es wird also eine Spule (Induktivität) benötigt mit ca. 300 mH und möglichst
geringem Gleichstromwiderstand.
Um den Widerstand klein zu halten ist die Drahtlänge und der Drahtquerschnitt entscheidend.
Also wenig Windungen mit großem Drahtquerschnitt.
Um die Induktivität zusätzlich zu erhöhen ist die Verwendung von
geeignetem Spulenkernmaterial.
Das Stückchen Ferrit schein mir nicht sehr geeignet.
Ein Schalenkern, der die gesamte Wicklung umschließt,
ist da wohl besser geeignet.
Für Spulen mit Kern gibt es eine Formel

L = Al * w * w

L = Induktivität, Al = magnetische Spulenkernkonstante, w = Anzahl der Windungen.

Die Induktivität steigt mit dem Quadrat der Windungen.
Dazu kommt der Al-Wert des Schalenkerns

https://www.google.de/search?q=Schalenkern&rlz=1C1CHBF_deDE770DE770&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwjvif6j74HYAhUQPVAKHeL6BYcQsAQINQ&biw=1904&bih=929

Es gibt Schalenkerne mit Al = 10000 nH (soweit mir bekannt)
Die Frequenzeigenschaften sind unter Umständen zu berücksichtigen.

Hier sind Beispiele:
https://de.rs-online.com/web/c/stromversorgungen-transformatoren/transformatoren/ferritkern-transformatoren/?sra=p

» Hallo!
»
» Ich musste eine Spule (vgl. Bild) mit Ferritkern basteln, mit einer
» möglichst hohen Induktivität (~300mH). Das ist mir auch mehr oder weniger
» gelungen, jedoch war mir der Wicklungswiderstand meiner 1. Spule (115 Ohm)
» ein bisschen zu groß, so beschloss ich den Drahtdurchmesser von 0,15 auf
» 0,22 zu erhöhen - das Ergebnis zeigt die 2. Spule, welche jetzt nur mehr 63
» Ohm Wicklungswiderstand hat, jedoch aber auch nur mehr 238mH als
» Induktivität.
»
» Jetzt meine Frage (bevor ich eine 3. Spule bastel): Wie müsste die 3. Spule
» ungefähr dimensioniert sein, um die Induktivität der 1. Spule von ca. 300mH
» beizubehalten, aber einen möglichst geringen Wicklungswiderstand (ähnlich
» der 2. Spule) zu erhalten. Welche Parameter könnte ich noch verändern -
» Länge, Kerndurchmesser, mehr/weniger Windungen, etc?
»
» Daten der Spulen (vgl. Bild):
»
» Als Kernmaterial habe ich generell nur Ferritstäbe (Material 3B1) von
» 3-10mm im Durchmesser, Länge ca. 4cm.
»
» Spule1: 3000 Windungen / Draht: 0,15mm / Länge: 25mm / Dicke: 17mm / 307mH
» / 115 Ohm / KernD: 8mm
» Spule2: 3000 Windungen / Draht: 0,22mm / Länge: 25mm / Dicke: 23mm / 236mH
» / 63 Ohm / KernD: 8mm
»
» Bitte um eure Ideen!
» Danke!
» Beste Grüße,
» Hans-Peter
»
»

Du brachst ein anderes Ferritmaterial mit möglichst hohem AL-Wert.

Vielleicht mehrere Ferritstäbe verwenden, wenn du auf die Bauform nicht angewiesen bist.

Alles andere wurde ja schon gesagt, muss es unbedingt ein Ferritstab sein, alternative wäre Weicheisen als Halbzeug

Hallo!

Du benötigst einen größeren Kern und wenn möglich mit einem höheren AL-Wert.
Auf Deinen Kernen (3-10mm) wird das nur schwer gehen.
Zumindest müsstest Du den 10mm Kern nehmen, links und rechts aber auch 10mm über das Spulenende überstehen lassen.
Dann könnte es klappen ... oder auch nicht.

Mikee

» Wozu soll die Spule denn dienen?

...für Schwingkreisexperimente (100Hz-2KHz)

» » (Material 3B1)
» Nicht gerade ideal für hohe Induktivität.

... hm, ja habe ich mir auch schon gedacht - nur kenne ich kein besseres bzw. keine Bezugsquellen.

» es wird also eine Spule (Induktivität) benötigt mit ca. 300 mH und
» möglichst
» geringem Gleichstromwiderstand.
» Um den Widerstand klein zu halten ist die Drahtlänge und der
» Drahtquerschnitt entscheidend.
» Also wenig Windungen mit großem Drahtquerschnitt.
» Um die Induktivität zusätzlich zu erhöhen ist die Verwendung von
» geeignetem Spulenkernmaterial.
» Das Stückchen Ferrit schein mir nicht sehr geeignet.
» Ein Schalenkern, der die gesamte Wicklung umschließt,
» ist da wohl besser geeignet.
» Für Spulen mit Kern gibt es eine Formel
»
» L = Al * w * w
»
» L = Induktivität, Al = magnetische Spulenkernkonstante, w = Anzahl der
» Windungen.
»
» Die Induktivität steigt mit dem Quadrat der Windungen.
» Dazu kommt der Al-Wert des Schalenkerns
»
» https://www.google.de/search?q=Schalenkern&rlz=1C1CHBF_deDE770DE770&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwjvif6j74HYAhUQPVAKHeL6BYcQsAQINQ&biw=1904&bih=929
»
» Es gibt Schalenkerne mit Al = 10000 nH (soweit mir bekannt)
» Die Frequenzeigenschaften sind unter Umständen zu berücksichtigen.
»
» Hier sind Beispiele:
» https://de.rs-online.com/web/c/stromversorgungen-transformatoren/transformatoren/ferritkern-transformatoren/?sra=p

Danke für die Infos! Naja, schalenkerne wollte ich jetzt mal vermeiden, da ich ja auch direkt auf den Kern den Draht aufwickle. Aber
es gibt ja so I-förmige Kerne, die könnte ich auch verwenden, aber welches ist das beste Material?

» Du brachst ein anderes Ferritmaterial mit möglichst hohem AL-Wert.
»
» Vielleicht mehrere Ferritstäbe verwenden, wenn du auf die Bauform nicht
» angewiesen bist.
»
» Alles andere wurde ja schon gesagt, muss es unbedingt ein Ferritstab sein,
» alternative wäre Weicheisen als Halbzeug

Ok, danke. Kennst du bessere Materialien bzw. Bezugsquellen? In erster Linie wollte ich schon Ferrit verwenden, aber ich könnt ja auch das Weicheisen ausprobieren -ich dachte mit Ferrit erziehlt man immer bessere Induktivitäten als mit Eisenkerne.

» Hallo!
»
» Du benötigst einen größeren Kern und wenn möglich mit einem höheren
» AL-Wert.
» Auf Deinen Kernen (3-10mm) wird das nur schwer gehen.
» Zumindest müsstest Du den 10mm Kern nehmen, links und rechts aber auch 10mm
» über das Spulenende überstehen lassen.
» Dann könnte es klappen ... oder auch nicht.
»
» Mikee

Gut, dann versuche ich es mal mit nem 10mm-Kern. Kennst du vielleicht Bezugsquellen für solche Kerne mit "gutem" AL-Wert?

» » Du brachst ein anderes Ferritmaterial mit möglichst hohem AL-Wert.
» »
» » Vielleicht mehrere Ferritstäbe verwenden, wenn du auf die Bauform nicht
» » angewiesen bist.
» »
» » Alles andere wurde ja schon gesagt, muss es unbedingt ein Ferritstab
» sein,
» » alternative wäre Weicheisen als Halbzeug
»
» Ok, danke. Kennst du bessere Materialien bzw. Bezugsquellen? In erster
» Linie wollte ich schon Ferrit verwenden, aber ich könnt ja auch das
» Weicheisen ausprobieren -ich dachte mit Ferrit erziehlt man immer bessere
» Induktivitäten als mit Eisenkerne.

Besser oder schlechter gibt es nicht, es hängt ganz davon ab für welchen Zweck man das entsprechende Material auswählt.
Für höhere Frequenzen ist Weicheisen , bzw Dynamoblech weniger gut geeignet. Weicheisen wird verwendet in Trafos, Motoren usw, oder auch gut
für Frequenzweichen im Bassbereich, Es gibt auch Tonübertrager die für NF geeignet sind, allerdings braucht dieser Übertrager eine spezielle Wickeltechnik.


Für deine Geschichte ist ein Ferritstab denkbar schlecht geeignet, wenn du auch noch geringen Widerstand haben willst.
Natürlich gibt es andere Ferrite was das Material angeht.
Ringkerne oder E Kerne, Topfkerne, all diese haben mit Sicherheit einen höheren AL Wert.
Wenn du uns sagst was du überhaupt vor hast, dann kann man dir mit Sicherheit geeignete Kerne vorschlagen.
Es gibt fast für jede Anwendung den Entsprechenden Ferrit-Kern.

» » Es gibt Schalenkerne mit Al = 10000 nH (soweit mir bekannt)
» » Die Frequenzeigenschaften sind unter Umständen zu berücksichtigen.
» »
» » Hier sind Beispiele:
» »
» https://de.rs-online.com/web/c/stromversorgungen-transformatoren/transformatoren/ferritkern-transformatoren/?sra=p
»
» Danke für die Infos! Naja, schalenkerne wollte ich jetzt mal vermeiden, da
» ich ja auch direkt auf den Kern den Draht aufwickle. Aber
» es gibt ja so I-förmige Kerne, die könnte ich auch verwenden, aber welches
» ist das beste Material?

Die stabförmigen Ferrite werden überwiegend für höhere Frequenzen eingesetzt.
Da ist der Al-Wert ohne große Bedeutung und daher meist sehr gering.

Alle Kerne, die nicht geschlossen sind, erreichen keinen hohen Al-Wert.

Ein Schwingkreis für 100 Hz - 2 kHz ist doch sehr langweilig.
Nur einfach so ?
Wenn man damit experimentieren will, dann kommt doch sicherlich noch etwas dazu.
Anwendung für Oszillator oder Frequenzfilter ?
Spannend , wenn man raten muss ?

»
» Besser oder schlechter gibt es nicht, es hängt ganz davon ab für welchen
» Zweck man das entsprechende Material auswählt.
» Für höhere Frequenzen ist Weicheisen , bzw Dynamoblech weniger gut
» geeignet. Weicheisen wird verwendet in Trafos, Motoren usw, oder auch gut
» für Frequenzweichen im Bassbereich, Es gibt auch Tonübertrager die für NF
» geeignet sind, allerdings braucht dieser Übertrager eine spezielle
» Wickeltechnik.
»
»
» Für deine Geschichte ist ein Ferritstab denkbar schlecht geeignet, wenn du
» auch noch geringen Widerstand haben willst.
» Natürlich gibt es andere Ferrite was das Material angeht.
» Ringkerne oder E Kerne, Topfkerne, all diese haben mit Sicherheit einen
» höheren AL Wert.
» Wenn du uns sagst was du überhaupt vor hast, dann kann man dir mit
» Sicherheit geeignete Kerne vorschlagen.
» Es gibt fast für jede Anwendung den Entsprechenden Ferrit-Kern.

Ich experimentiere mit Paralellschwingkreisen herum, wobei meine Interesse hauptsächlich auf der Güte, der Dimensionierung der Spule und der Frequenz liegt. Mein Ziel ist es eine Tabelle aufzustellen, wo alle genannten Daten eingetragen werden, also eine Übersicht. Mir geht es darum immer eine möglichst hohe Güte zu erreichen bei unterschiedlichen Spulen und frequenzen - und die Güte hängt ja eben von der Induktivität, dem Widerstand und der Eigenfrequenz ab.

Somit bastle ich verschiedene Spulen, messe die Induktivität & den Widerstand, schließe sie dann paralell an diverse Kondensatoren um die Eigenfrequenz zu variieren und messe die Eigenfrequenz des Schwingkreises bzw. sehe mir die Schwingung am Oszi an. Schwingkreis wird nur 1x angeregt und schwingt dann aus. Grundsätzlich interessiert mich jetzt mal der Frequenzbereich von 100Hz bis ca. 2000Hz und bei der Dimensionierung der Spulen fange ich mal "ganz klein" an nach oben gehts ja immer.

Bedeutet ich möchte die maximale Induktivität herausholen, bei geringstem Widerstand, um bei der jeweiligen Frequenz (z.B. jetzt 100Hz) die bestmöglichste Güte zu erreichen, bei der kleinstmöglichsten Spule. Wobei "brestmöglichste Güte" bedeutet, der Kreis sollte gerade noch bisschen schwingen.

LG!
Hans-Peter

Hallo,
da die Güte des Schwingkreiskondensators sehr groß gemacht werden kann (Folien- oder NP0 Kondensator),
wird die Güte des Schwingkreises im wesentlichen von der Spulengüte beeinflusst.
QL = 2*pi*f*Ls/Rs mit: f = Frequenz, Ls = Serienindukivität, Rs = Serienwiderstand.

Man muss also versuchen, Ls groß zu machen, und gleichzeitig Rs klein zu halten.
Bei f = 2KHz besteht Rs nahezu ausschließlich aus dem Drahtwiderstand des Kupferlackdrahts.
Ls = N^2 * Al mit N = Windungszahl, Al = Kennwert des Eisenkerns.
Der AL-Wert wird wesentlich größer, wenn man einen geschlossenen Eisenkern verwendet.
Bei 2 KHz funktioniert ein alter Kern eines NF-Ausgangsübertragers gut, wahrscheinlich auch
noch ein Netztrafo-Kern.

Wenn man den AL-Wert und den Wickelraum kennt, kann man sich ein EXCEL-Sheet aufbauen,
in dem Ls und Rs über die größtmögliche Windungszahl und den sich daraus ergebenden
Drahtwiderstand (je nach Drahtlänge und -querschnitt) berechnet wird.
Daraus lässt sich dann die Güte berechnen.

So kann man versuchen, die Spule zu opimieren, bevor man wickelt.

Grüße
Altgeselle

»
» Ich experimentiere mit Paralellschwingkreisen herum, wobei meine Interesse
» hauptsächlich auf der Güte, der Dimensionierung der Spule und der Frequenz
» liegt. Mein Ziel ist es eine Tabelle aufzustellen, wo alle genannten Daten
» eingetragen werden, also eine Übersicht. Mir geht es darum immer eine
» möglichst hohe Güte zu erreichen bei unterschiedlichen Spulen und
» frequenzen - und die Güte hängt ja eben von der Induktivität, dem
» Widerstand und der Eigenfrequenz ab.
»
» Somit bastle ich verschiedene Spulen, messe die Induktivität & den
» Widerstand, schließe sie dann paralell an diverse Kondensatoren um die
» Eigenfrequenz zu variieren und messe die Eigenfrequenz des Schwingkreises
» bzw. sehe mir die Schwingung am Oszi an. Schwingkreis wird nur 1x angeregt
» und schwingt dann aus. Grundsätzlich interessiert mich jetzt mal der
» Frequenzbereich von 100Hz bis ca. 2000Hz und bei der Dimensionierung der
» Spulen fange ich mal "ganz klein" an nach oben gehts ja immer.
»
» Bedeutet ich möchte die maximale Induktivität herausholen, bei geringstem
» Widerstand, um bei der jeweiligen Frequenz (z.B. jetzt 100Hz) die
» bestmöglichste Güte zu erreichen, bei der kleinstmöglichsten Spule. Wobei
» "brestmöglichste Güte" bedeutet, der Kreis sollte gerade noch bisschen
» schwingen.
»
» LG!
» Hans-Peter

einen Schwingkreis mit 100 Hz Resonanzfrequenz habe ich noch nie gesehen.
Bei 100 Hz und einer Induktivität von 300 mH ist ein Kondensator von 8,44 uF notwendig.
Die Güte eines Schwingkreises ist nicht nur von der Güte der Spule abhängig,
sondern auch vom L / C Verhätnis.
Der Schwingkreis muss außerdem angeregt werden, um ihn messen zu können.
1 x anregen reicht nicht.
Hier hatte ich mal ein Foto eingestellt, wie ich Schwingkreise untersucht habe.
Hieraus kann man die Güte ermitteln. Die Dämpfung nimmt nach einer e-Funktion ab.
Für die Messungen benötigt man mindesten einen Funktionsgenerator und
ein Millivoltmeter oder ein Oszilloskop
Noch besser wäre ein Wobbelsender für die entsprechende Frequenz
Dazu noch das Wissen, wie man belastungsfrei einen Schwingkreis anregt.

https://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=195683

» Hallo,
» da die Güte des Schwingkreiskondensators sehr groß gemacht werden kann
» (Folien- oder NP0 Kondensator),
» wird die Güte des Schwingkreises im wesentlichen von der Spulengüte
» beeinflusst.
» QL = 2*pi*f*Ls/Rs mit: f = Frequenz, Ls = Serienindukivität, Rs =
» Serienwiderstand.
»
» Man muss also versuchen, Ls groß zu machen, und gleichzeitig Rs klein zu
» halten.
» Bei f = 2KHz besteht Rs nahezu ausschließlich aus dem Drahtwiderstand des
» Kupferlackdrahts.
» Ls = N^2 * Al mit N = Windungszahl, Al = Kennwert des Eisenkerns.
» Der AL-Wert wird wesentlich größer, wenn man einen geschlossenen Eisenkern
» verwendet.
» Bei 2 KHz funktioniert ein alter Kern eines NF-Ausgangsübertragers gut,
» wahrscheinlich auch
» noch ein Netztrafo-Kern.
»
» Wenn man den AL-Wert und den Wickelraum kennt, kann man sich ein
» EXCEL-Sheet aufbauen,
» in dem Ls und Rs über die größtmögliche Windungszahl und den sich daraus
» ergebenden
» Drahtwiderstand (je nach Drahtlänge und -querschnitt) berechnet wird.
» Daraus lässt sich dann die Güte berechnen.
»
» So kann man versuchen, die Spule zu opimieren, bevor man wickelt.
»
» Grüße
» Altgeselle

Super Infos, DANKE! Es war auch schon meine Idee, die Spule vorher zu berechnen, um ungefähr einen Richtwert zu haben, was am Ende rauskommen soll, bevor ich anfange die Spule zu wickeln. Der fehlende Faktor war eben der Kern - ich wusste nicht wie ich den Kern in die Berechnung mit einbeziehen konnte. So kann ich Schwingkreise mit Luftspulen samt Güte, etc. gut berechnen, da hab ich Programme dafür, die sehr genau sind... aber jetzt kommt ein Kern in die Spule und ich habe keinen Plan wie ich den "einrechne". Deswegen das herumprobieren ...

Aber: selbst wenn ich den AL-Wert eines Kerns kennen würde (steht ja nicht drauf ) - dann muss ich doch auch die Geometrie des Kerns irgendwie einrechnen bzw. ob es ein einfacher Stabkern, ein I-förmiger Kern oder ein geschlossener Ring ist? Da müsste es dann eine Formel geben, wo AL-Wert und Geometrie des Kerns enthalten sind?