Forum

Hallo liebes Forum,

ich hätte da mal wieder eine Grundlagenfrage zu folgendem Bauteil:
2 Wicklungen gleicher Dimension auf einem Kern. (im Prinzip ein Überträger 1:1). Ich steuerte eine Wicklung mit konstantem Wechselstrom an. Bei Erwärmung der Spule um etwa 100°F steigt der ohmsche Widerstand um ca. 40% an. Da ich den Strom konstant halte, steigt somit auch die Spannung an der Wicklung um dies ca. 40%. Nun meine Frage zur zweiten Spule. Ohne das die belastet wird, müsste die "Ausgangsspannung" dann ja auch um ca. 40% ansteigen und parallel dazu wg. der Erwärmung auch der Kupferwiderstand (der zweiten) Wicklung.
Ist meine Überlegung bis hier richtig?

Nun stellt sich mir aber die Frage, da der Strom sich nicht verändert, bleibt die Menge und Geschwindigkeit der Elektronen doch unverändert(?). Weshalb sollte sich dann an der zweiten Wicklung an den Strom-/Spannungswerten etwa ändern? Wo ist da der Knüpp in meiner Denke?

Danke schon mal für Eure Hilfe!

VG, hw-schrauber

» meinst du nun Lem (Firma für Audio-Technik) oder meinst due ELM
» (http://www.elm-chan.org).

https://de.wikipedia.org/wiki/Lem_Holding

» » Es bleibt noch die Frage offen, ob beim Eisenkern, bei Konstantstrom,
» die
» » Miterwärmung des Eisenkernes die Induktivität beeinflusst?
»
» Lem baut in seine Wandler die Temperaturkompensation nur zum Spaß ein.

@xy
meinst du nun Lem (Firma für Audio-Technik) oder meinst due ELM (http://www.elm-chan.org).

Bei LEM wüsste ich grad nicht wo die eine Kompensation in Bezug auf Induktivitäten haben.
Bei ELM ist es auch keine Kompensation, sondern der Versuch, durch sehr kurze Einschaltdauern die Erwärmung von Kupfer und Eisen zu minimieren. Das ist keine Kompensation im eigentlichen Sinn.
In meinem Beispiel lege ich nicht eine konstante Sinus-Spannung an die Spule, sondern lasse einen konstanten Sinus-Strom durch die primäre Spule fließen. Hierbei wird dann zumindest schon mal der thermisch bedingt ansteigende DC-Wiederstand des Kupfers kompensiert.

Somit stellt sich hier nochmal die Frage aus der Themeröffnung (1. Beitrag). Welchen Einfluß hat die Temperatur auf die Ausgangswerte der zweiten Spule bei konstantem Strom und sich ändernder Temperatur.
Müsste dann ja heißen. Steigende Temperatur und konstanter Strom ergibt an der Sekundär Spule höhere Spannung (1:1 zum Spannungseingang) und gleicher Strom wie bei der Primärspule. Dies würde ja bedeuten, dass beisteigender Temperatur der Spulen mehr Leitung übertragen wird.

» Hallo Wolfgang,
»
» » Auf der Seite:
» »
» » http://www.elm-chan.org/works/lchk/report.html
» »
» » finden sich gemessene Magnetisierungskennlinien diverser Magnetkerne.
»
»
» Danke für den Tipp.
»
» Die rote und violette Kurve zeigt in einem grossen Bereich eine gute
» Linearität.
»
» Ich denke, das ist messtechnisch einsetzbar, wenn die Präzision in gewissen
» Grenzen bleibt.
»
» Was ich damit zum Ausdruck bringen will, würde man im unteren Strombereich
» die Darstellung höher auflösen, zeigt sich ebenfalls, wenn auch
» entsprechend schwache, Nichtlinearität. Oder was meinst Du?

Auf der erwähnten Seite erkennt man, dass jedes Spulenkernmaterial anders reagiert.

Ich würde die Schaltung nachbauen und die Spule nachmessen.

Hallo Wolfgang,

» Auf der Seite:
»
» http://www.elm-chan.org/works/lchk/report.html
»
» finden sich gemessene Magnetisierungskennlinien diverser Magnetkerne.


Danke für den Tipp.

Die rote und violette Kurve zeigt in einem grossen Bereich eine gute Linearität.

Ich denke, das ist messtechnisch einsetzbar, wenn die Präzision in gewissen Grenzen bleibt.

Was ich damit zum Ausdruck bringen will, würde man im unteren Strombereich die Darstellung höher auflösen, zeigt sich ebenfalls, wenn auch entsprechend schwache, Nichtlinearität. Oder was meinst Du?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Bleiben wir beim Strom. Ich denke es hat damit zu tun, dass die
» Kernsättigung bei steigenden Strom nicht plötzlich einsetzt, dass es eher
» so ist, dieser Effekt schon dann ganz schwach einsetzt, wenn der Strom noch
» sehr niedrig ist, jedoch allmählich beim Stromanstieg nichtlinear ansteigt,
» und deshalb, im Bereich wo die Sättigung wahrgenommen wird, die
» Empfindlichkeit sehr hoch ist, im Sinne davon:
» Nur noch ein klein bisschen mehr Strom, und der Eisenkern wird gleich
» deutlich heisser.
»
» Das ist der Grund den ich mir vorstellen kann. Möglicherweise kennt der
» weise xy noch einen andern, so möge er diesen bitte erklären.

Auf der Seite:

http://www.elm-chan.org/works/lchk/report.html

finden sich gemessene Magnetisierungskennlinien diverser Magnetkerne.

» Könntest du das bitte erklären, wie das geschieht?
»
» Durch Gespräche mit Magnetherstellern weiß ich, dass Temperaturen von ca.
» 200°C bis 250°C keine messbare Veränderung der magnetischen Werte
» nachsichzieht. Danach, in einem kleinen Temperaturbereich, verändern sich
» die Werte minimal, aber mess bar und bei noch höherem Temperatureinfluß auf
» den Magnet ändert der dauerhaft seine magnetischen Werte.
»
» Wenn aber Induktivität von der Form und Anzahl der Windungen und den
» magnetischen Eigenschaften des Kerns abhängt, wie beeinflusst dann der
» Strom die Induktivität wenn die Temperatur stabil ist?! Und wenn ich deine
» Anmerkung zuende denke, dann müsste auch die Spannung eine Änderung der
» Induktivität hervorrufen, oder?

Bleiben wir beim Strom. Ich denke es hat damit zu tun, dass die Kernsättigung bei steigenden Strom nicht plötzlich einsetzt, dass es eher so ist, dieser Effekt schon dann ganz schwach einsetzt, wenn der Strom noch sehr niedrig ist, jedoch allmählich beim Stromanstieg nichtlinear ansteigt, und deshalb, im Bereich wo die Sättigung wahrgenommen wird, die Empfindlichkeit sehr hoch ist, im Sinne davon:
Nur noch ein klein bisschen mehr Strom, und der Eisenkern wird gleich deutlich heisser.

Das ist der Grund den ich mir vorstellen kann. Möglicherweise kennt der weise xy noch einen andern, so möge er diesen bitte erklären.

--
Gruss
Thomas

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@Wolfgang Horejsi
Danke, das war bis jetzt die best verständlichste Erklärung.

@xy

Könntest du das bitte erklären, wie das geschieht?

Durch Gespräche mit Magnetherstellern weiß ich, dass Temperaturen von ca. 200°C bis 250°C keine messbare Veränderung der magnetischen Werte nachsichzieht. Danach, in einem kleinen Temperaturbereich, verändern sich die Werte minimal, aber mess bar und bei noch höherem Temperatureinfluß auf den Magnet ändert der dauerhaft seine magnetischen Werte.

Wenn aber Induktivität von der Form und Anzahl der Windungen und den magnetischen Eigenschaften des Kerns abhängt, wie beeinflusst dann der Strom die Induktivität wenn die Temperatur stabil ist?! Und wenn ich deine Anmerkung zuende denke, dann müsste auch die Spannung eine Änderung der Induktivität hervorrufen, oder?

» » Induktivität nicht vom Strom abhängt.
»
» Doch, das macht die.

» Hallo liebes Forum,
»
» ich hätte da mal wieder eine Grundlagenfrage zu folgendem Bauteil:
» 2 Wicklungen gleicher Dimension auf einem Kern. (im Prinzip ein Überträger
» 1:1). Ich steuerte eine Wicklung mit konstantem Wechselstrom an. Bei
» Erwärmung der Spule um etwa 100°F steigt der ohmsche Widerstand um ca. 40%
» an. Da ich den Strom konstant halte, steigt somit auch die Spannung an der
» Wicklung um dies ca. 40%. Nun meine Frage zur zweiten Spule. Ohne das die
» belastet wird, müsste die "Ausgangsspannung" dann ja auch um ca. 40%
» ansteigen und parallel dazu wg. der Erwärmung auch der Kupferwiderstand
» (der zweiten) Wicklung.
» Ist meine Überlegung bis hier richtig?

Nein. Denk dir mal ein Ersatzschaltbild einer Spule, bestehend aus Induktivität und einem ohmschen Widerstand in Serie. Übertragen auf den Trafo bedeutet das: Die Spannung am Widerstand steigt bei konstantem Strom, aber die Spannung an der Induktivität bleibt gleich. Nur dieser induktive Anteil wird transformiert. Der gleichbleibende STROM durch die Primärspule erzeugt das Magnetfeld. Die Spannung interessiert nicht direkt. Eine Erhöhung der Temperatur erhöht den ohmschen Widerstand, aber der wirkt auf das Magnetfeld genausowenig, wie ein diskreter Widerstand in Serie zur Spule.

Hier ein Ansatz...

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20181110134556.43.20.jpeg


http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20181110134622.43.48.jpeg


http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20181110134637.44.14.jpeg

» Das ideale Bauteil (hier Übertrager)anzunehmen ist doch zum Verstehen der
» Grundlage die beste Wahl, oder. Berücksichtigung der Störgrößen kommen dan
» später hinzu.

Der ideale Übertrager führt dich ganz arg aufs Glatteis, der hat ja nicht mal eine Hauptinduktivität.

» Induktivität nicht vom Strom abhängt.

Doch, das macht die.

» Hallo Thomas,
» somit würde ja bei steigender Temperatur des gesamten Übertragers mit
» konstantem Eingangsstrom (was bei Temp.-Anstieg eine steigende
» Eingangsspannung voraussetzt) die Ausgangsspannung auf der 2.ten Wicklung
» gleich bleiben!? Der Temperaturanstieg hätte dann für die zweite Wicklung
» lediglich zur Folge, dass durch den steigenden ohmschen Widerstand des
» Kupferdrahtes der Innenwiderstand als Spannungsquelle steigt.
» Habe ich dich da richtig verstanden?

Beachte die Antwort von xy an mich. Thema LEM.

» Veränderungen des Kerns bleiben ersteinmal unberücksichtigt. Könnten
» natürlich bei Erwärmung eintreten.

Ja. LEM.

» Die Frage aus deinem zweiten Post würde ich derart beantworten, dass die
» Induktivität nicht vom Strom abhängt.

Richtig.

» Die Induktivität ergibt sich
» (verkürzt) doch nur durch die Anzahl und Form der Windungen und den
» magnetischen Eigenschaften des Kerns.

Richtig.

» Magnetische Eigenschaften sind
» thermisch nur gering beeinflussbar bzw. muss die Themperatur sich schon
» sehr extrem ändern.

Offenbar Nein, sie xy und LEM.

Hier ganz kurz: Die LEMianer bauen in Ihren LEMs (induktive Stromsensoren) Temperaturkompensationen ein.

Frag mich nicht, wie das geht, aber frage den xy, falls Du es wissen möchtest, die Chance, dass er es weiss, ist relativ gross.

--
Gruss
Thomas

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https://tinyurl.com/fumtu5z9

» » Es bleibt noch die Frage offen, ob beim Eisenkern, bei Konstantstrom,
» die
» » Miterwärmung des Eisenkernes die Induktivität beeinflusst?
»
» Lem baut in seine Wandler die Temperaturkompensation nur zum Spaß ein.

Wenn ich das gewusst hätte, hätte ich auch nicht gefragt.

Aber ich bin immer wieder dankbar zu erfahren, was die Leute so aus Spass und auch zum Unspass alles tun.

--
Gruss
Thomas

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Hallo Thomas,
somit würde ja bei steigender Temperatur des gesamten Übertragers mit konstantem Eingangsstrom (was bei Temp.-Anstieg eine steigende Eingangsspannung voraussetzt) die Ausgangsspannung auf der 2.ten Wicklung gleich bleiben!? Der Temperaturanstieg hätte dann für die zweite Wicklung lediglich zur Folge, dass durch den steigenden ohmschen Widerstand des Kupferdrahtes der Innenwiderstand als Spannungsquelle steigt.
Habe ich dich da richtig verstanden?
Veränderungen des Kerns bleiben ersteinmal unberücksichtigt. Könnten natürlich bei Erwärmung eintreten.

Die Frage aus deinem zweiten Post würde ich derart beantworten, dass die Induktivität nicht vom Strom abhängt. Die Induktivität ergibt sich (verkürzt) doch nur durch die Anzahl und Form der Windungen und den magnetischen Eigenschaften des Kerns. Magnetische Eigenschaften sind thermisch nur gering beeinflussbar bzw. muss die Themperatur sich schon sehr extrem ändern.

VG,
hw-schrauber

» Hallo hw-schrauber,
»
» » Ich steuerte mit konstantem Strom wie ich schrieb. Bei konstantem Strom
» und
» » steigender Spulentemperatur steigt ja auch der Widerstand und
» » dementsprechend auch die an Wicklulng 1 anliegende Spannung.
» »
» » Was mich interessiert ist das Verhalten der 2ten Wicklung. Diese soll
» als
» » Messwicklung dienen.
»
» Also sekundär unbelastet. Der immer selbe Strom durch die Primärspule
» erzeugt immer das gleich starke Magnetfeld, das in die unbelastete
» Sekundärspule induziert wird. Also würde das bedeuten, dass die Induktion
» in die Sekundärspule stets gleich gross ist und so auch die
» Sekundärspannung unverändert bleibt.
»
» In einer Sache bin ich mir etwas unsicher: Wird durch die Mit-Erwärmung des
» Eisenkern die Induktion, wenn auch nur sehr leicht, verändert und
» beeinflusst dies die sekundäre Leerlaufspannung, wenn vielleicht auch nur
» ganz wenig.

@ offroad GTI
Der Messwiderstand kann ja erst entschieden werden, wenn man weiß was passiert.
Und ich will hier ja nicht philosophieren sondern verstehen. Grundlage halt und kein spezielles Problem.
100°F ist natürlich nicht richtig, sollte ein K (Kelvin) sein, sorry.
@Gast
Siehe oben.

@xy
Das ideale Bauteil (hier Übertrager)anzunehmen ist doch zum Verstehen der Grundlage die beste Wahl, oder. Berücksichtigung der Störgrößen kommen dan später hinzu.

» » Was mich interessiert ist das Verhalten der 2ten Wicklung. Diese soll
» als
» » Messwicklung dienen. Das heißt, diese ist zum einen erst mal ohne
» » belastenden Widerstand. Später wird sicherlich ein noch unbekannter
» » Widerstand zum Einsatz kommen.
»
» Wenn der Trafo zum Messen diesen soll, sollte auch der Messwiderstand
» bekannt (und konstant) sein.
» Sag doch mal GENAU, worum es geht.
» Es ist schließlich ein Elektronik- und kein Philosophie-Forum.
» Und was hat es mit den 100°F auf sich?