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Alexander Fufaev

Lichtbogen durch Induktion: mit Kondensator verhindern

aus dem Bereich: Quests
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Wird durch die Spule eines Elektromagneten fließende Strom mit einem Schalter abgeschaltet, verschwindet das Magnetfeld und verursacht einen Öffnungsfunken beim Schalter.

Die Spule besitzt ene Induktivität L= 4.2H und durch sie fließt ein Strom I= 1A. Um den Öffnungsfunken zu beseitigen, wird ein Kondensator parallel zur Spule geschaltet, der höchstens 500V verkraften kann.

Welche Kapatität C muss der Kondensator dafür besitzen?

Lösungstipps

Wie ist denn die Kapazizät definiert? Und was gilt für die induzierte Spannung durch eine Spule?

Lösung anzeigen

Für die Spule gilt: \[ U ~=~ L \, \frac{dI}{dt} \]

In diesem Fall kannst Du schreiben: \[ U ~=~ L \, \frac{I}{\Delta t} \]

Kapazität in einem Kondensator ist: \[ C ~=~ \frac{Q}{U} \] wobei Ladung \( Q ~=~ I \, t \) ist, also: \[ C ~=~ \frac{I\Delta t}{U} \]

Nach der Zeit umformen: \[ \Delta t ~=~ \frac{L\,I}{U} \]

Einsetzen in Gleichung mit \( C \): \[ C ~=~ \frac{I^2 L}{U^2} \]

Damit beträgt die konkrete Kapazität: \[ C ~=~ 1.68 \,*\, 10^{-5} \, \text{F} ~=~ 168 \, \text{mF} \]

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