Rechenweg
W = ½·L·I²
Die gespeicherte Energie wächst mit dem Quadrat des Stroms, ähnlich der Ladungsenergie eines Kondensators mit dem Quadrat der Spannung.
Busch 2006, Abschnitt 2.7.1, Gl. (2.64) Energieinhalt des Magnetfeldes
Im Magnetfeld einer Spule gespeicherte Energie
Die gespeicherte Energie wächst mit dem Quadrat des Stroms, ähnlich der Ladungsenergie eines Kondensators mit dem Quadrat der Spannung.
MINTSI
02
Ergebnis
Zielgröße auswählen und Eingaben berechnen.
Eingaben verstehen
- Magnetische Energie W — Im Magnetfeld gespeicherte Energie beim eingeschwungenen Strom I.
- Induktivität L — Induktivität der Spule ohne Sättigung im betrachteten Strombereich.
- Spulenstrom I — Stationärer Strom durch die Spule, bei dem die Energie bestimmt wird.
Beispiel
L=100 mH und I=1 A ergeben W=½·0,1·1²=0,05 J.
Annahmen und Grenzen
Konstante, sättigungsfreie Induktivität; Wicklungswiderstand und dessen ohmsche Verluste sind nicht enthalten.
Im Magnetfeld einer Spule gespeicherte Energie verstehen
Der Rechner bestimmt die im Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule gespeicherte Energie, das magnetische Gegenstück zur bereits vorhandenen elektrischen Energie eines geladenen Kondensators.
Was beschreibt diese Größe?
Beim Aufbau des Stroms in einer Spule wird Energie im Magnetfeld gespeichert: W=½·L·I². Diese Energie wird beim Abschalten wieder frei, etwa als Induktionsspannungsspitze.
Formel und Variablen
W = ½·L·I²
W = ½·L·I²
| Symbol / Eingabe | Bedeutung |
|---|---|
| Magnetische Energie W | Im Magnetfeld gespeicherte Energie beim eingeschwungenen Strom I. |
| Induktivität L | Induktivität der Spule ohne Sättigung im betrachteten Strombereich. |
| Spulenstrom I | Stationärer Strom durch die Spule, bei dem die Energie bestimmt wird. |
Eingaben richtig wählen
L ist die Induktivität der Spule, I der stationäre Strom, bei dem die Energie ausgewertet wird.
So benutzt du den Rechner
L aus Datenblatt oder Messung übernehmen und den tatsächlichen Betriebsstrom I einsetzen.
Schritt-für-Schritt-Beispiel
L=100 mH und I=1 A ergeben W=½·0,1·1²=0,05 J.
Ergebnis und Einheiten verstehen
Die Energie wächst quadratisch mit dem Strom; eine Verdopplung des Stroms vervierfacht die gespeicherte Energie.
L ist eine Induktivität, I ein Strom. W wird als Energie ausgegeben.
Typische Anwendungen
Abschätzung der beim Abschalten freiwerdenden Energie in Relais-, Schütz- und Magnetventilspulen sowie Grundlage für die Auslegung von Freilaufpfaden.
Annahmen, Grenzen und typische Fehler
Konstante, sättigungsfreie Induktivität; Wicklungswiderstand und seine ohmschen Verluste sind nicht enthalten.
Typischer Fehler: Nicht den Spitzenstrom eines Einschaltvorgangs mit dem stationären Strom verwechseln, bei dem die Energie tatsächlich ausgewertet werden soll.
Häufige Fragen
Wofür ist „Im Magnetfeld einer Spule gespeicherte Energie“ gedacht?
Abschätzung der beim Abschalten freiwerdenden Energie in Relais-, Schütz- und Magnetventilspulen sowie Grundlage für die Auslegung von Freilaufpfaden.
Woher kommen die Eingabewerte?
L ist die Induktivität der Spule, I der stationäre Strom, bei dem die Energie ausgewertet wird.
Was bildet das Ergebnis nicht ab?
Konstante, sättigungsfreie Induktivität; Wicklungswiderstand und seine ohmschen Verluste sind nicht enthalten.