Gekoppelte Spulen in Reihe: gleich- und gegensinnig

Geben Sie die beiden Selbstinduktivitäten und den Betrag der Gegeninduktivität in Henry ein. Das Ergebnis zeigt die Summe ohne Kopplung, den größeren Wert der gleichsinnigen sowie den kleineren Wert der gegensinnigen Schaltung. Damit können Sie Punktmarkierungen, Transformatorwicklungen, gekoppelte Drosseln und Laboraufbauten prüfen, bevor Sie das Spulenpaar in einem Schaltungsmodell verwenden oder dessen Blindwiderstand berechnen.

Gleichsinnige und gegensinnige Reihenschaltung

Benachbarte Spulen können einen Teil ihres magnetischen Flusses gemeinsam führen. Ihre Induktivität in Reihe ist daher nicht immer nur L1 plus L2. Ein veränderlicher Strom in einer Wicklung induziert in der anderen eine Spannung. Deren Polarität hängt von der Wicklungsrichtung und den verbundenen Anschlüssen ab. Bei gleichsinniger Reihenschaltung verstärken sich Gegen- und Selbstinduktionsspannungen; die Ersatzinduktivität beträgt L1 + L2 + 2M. Bei gegensinniger Schaltung wirken sie einander entgegen, sodass L1 + L2 - 2M gilt. Der Rechner gibt beide Werte gleichzeitig aus, damit Sie die beiden Orientierungen ohne geänderte Eingabe oder Vorzeicheninterpretation vergleichen können. Die Gegeninduktivität wird als nicht negativer Betrag eingegeben. In einem Schaltbild mit Punktmarkierung wirken Ströme, die an beiden markierten Anschlüssen eintreten, magnetisch gleichsinnig. Durch Umkehren einer Wicklung entsteht der gegensinnige Fall. Prüfen Sie stets die tatsächlichen Anschlussmarkierungen oder den Wicklungssinn, bevor Sie das Rechenergebnis einer realen Verdrahtung zuordnen.

Konsistente Induktivitätswerte eingeben

Geben Sie self_inductance_1, self_inductance_2 und mutual_inductance in Henry ein. Die Formeln funktionieren auch für Millihenry oder Mikrohenry, wenn Sie vorher sämtliche Werte in Henry umrechnen. Vermischte Größenordnungen liefern ein scheinbar plausibles, aber falsches Ergebnis. Beide Selbstinduktivitäten müssen größer als null sein; die Gegeninduktivität darf null betragen. Für ein physikalisch mögliches passives Spulenpaar darf M außerdem nicht größer als die Quadratwurzel aus L1 multipliziert mit L2 sein. Der Rechner erzwingt diese Grenze, weil eine Überschreitung einem Kopplungsfaktor über eins entspräche und das gegensinnige Ergebnis unphysikalisch machen könnte. Liefert Ihre Quelle den Kopplungsfaktor k statt M, berechnen Sie zunächst M = k mal Quadratwurzel aus L1 mal L2. Die Summe ohne Kopplung dient zur Kontrolle: Der gleichsinnige Wert muss mindestens so groß, der gegensinnige höchstens so groß sein. Bei M gleich null ergeben beide Orientierungen die gewöhnliche Reihensumme.

Das Ergebnis in der Schaltung verwenden

Die ausgegebenen Werte sind Ersatzinduktivitäten in Henry nach dem üblichen idealen Modell gekoppelter Spulen. Wählen Sie series_aiding_inductance_h, wenn sich die angeschlossenen Polaritäten verstärken, und series_opposing_inductance_h, wenn eine Wicklung umgekehrt ist. Den gewählten Wert können Sie anschließend als einzelne Induktivität verwenden, etwa zur Berechnung des Blindwiderstands mit XL = 2πfL, einer idealen RL-Zeitkonstante oder zum Vergleich einer Messung mit dem Schaltbild. Nicht berücksichtigt werden Wicklungswiderstand, Kernverluste, zusätzliche Streuung, parasitäre Kapazität, Sättigung, Frequenzabhängigkeit und Kopplungsänderungen durch Bewegung. Reale Bauteile können deshalb besonders nahe der Eigenresonanz oder bei beginnender Kernsättigung abweichen. Messen Sie zur Kontrolle zunächst jede Spule einzeln, verbinden Sie beide in Reihe und kehren Sie anschließend eine Spule um. Der höhere Messwert sollte der gleichsinnigen, der niedrigere der gegensinnigen Schaltung entsprechen. Eine automatisierte Berechnung per API kostet $0.002.