Ohmsch-induktiver Gleichstromkreis

In der skizzierten Schaltung wird der Schalter zum Zeitpunkt geschlossen. Es gilt:

a) Berechnen Sie den Zeitpunkt , an dem im Magnetfeld der Spule die Energie gespeichert wird.

b) Berechnen Sie die elektrische Energie, die bis zum Zeitpunkt aus der Spannungsquelle entnommen wird.
Zum Zeitpunkt wird der Schalter geöffnet.

c) Skizzieren Sie den Verlauf der Spannung und des Stromes für . Geben Sie dabei die Minimal- und Maximalwerte von Strom und Spannung sowie die Zeitkonstante des Abklingvorganges an.

Die im Bild  dargestellte Schaltung enthält eine Spule mit der Induktivität sowie die Wirkwiderstände und . Die Versorgungsspannung beträgt . Im Zeitpunkt wird der Schalter geöffnet. Es ist der zeitliche Verlauf der an der Spule liegenden Spannung anzugeben und grafisch darzustellen.

Bild: Öffnen eines Zweiges in einem verzweigten ohmsch-induktiven Stromkreis.

a) Gegebene Schaltung, b) bestehender Stromkreis nach Öffnung des Schalters,
c) zeitlicher Verlauf der an der Spule liegenden Spannung

Die in Bild a dargestellte Schaltung enthält eine Spule mit der Induktivität sowie die Wirkwiderstände und . Die Versorgungsspannung hat den Wert . Der vorhandene Schalter wird im Zeitpunkt eingeschaltet.

Es ist der zeitliche Verlauf des Stromes zu ermitteln und grafisch darzustellen.

Bild: Schaltvorgang in einem ohmsch-induktiven Stromkreis:

a) Gegebene Schaltung, b) elektrisch gleichwertige Ersatzschaltung, c) zeitlicher Verlauf des in der Spule fließenden Stromes

Der Schalter in der Abbildung ist seit langer Zeit geöffnet und wird zum Zeitpunkt geschlossen. Welchen zeitlichen Verlauf hat der Spulenstrom (Skizze)?

Gegeben:

Gleichspannung

Die Widerstände und sind so zu dimensionieren, dass der Spulenstrom genau nach dem Schließen des Schalters zum Zeitpunkt den Wert

und lange Zeit nach dem Schließen des Schalters den Wert

annimmt.

Gegeben:
Gleichspannung

Eine Relaisspule mit der Induktivität und dem Wicklungswiderstand ist parallel zu einem ohmschen Widerstand geschaltet. Die Schaltung liegt an einer Gleichspannung .
a) Zeichnen Sie das Schaltbild der Anordnung.
b) Welchen Widerstandswert muss mindestens erhalten, wenn beim Abschalten der Gleichspannung an den Klemmen der Relaisspule eine maximale Induktionsspannung von auftreten darf?
c) Wie groß ist dann die Zeitkonstante für das Abschalten?
d) Was wären die Auswirkungen, wenn zur Vermeidung einer hohen Induktionsspannung eine Freilaufdiode statt verwendet würde? Wie sieht dann das Schaltbild aus?

Die im Bild dargestellte Schaltung enthält eine Spule mit der Induktivität sowie die Wirkwiderstände und Die Versorgungsspannung beträgt . Im Zeitpunkt wird der Schalter geschlossen.

Es ist der zeitliche Verlauf des Stromes (für ) anzugeben und grafisch darzustellen.

Schaltvorgang in einem ohmsch-induktiven Stromkreis:

a) Gegebene Schaltung, b) vorliegende Schaltung nach dem Einschalten des Schalters, c) zeitlicher Verlauf des im Kreis fließenden Stromes