Ich habe einige E-Mails mit der Frage „Was ist eine Induktivität?“ erhalten. Und ich habe festgestellt, dass das eine wirklich gute Frage ist. Denn es ist ein ziemlich seltsames Bauteil.
Ein Induktor ist einfach eine Drahtspule.
Es ist unglaublich einfach, einen zu bauen – man macht einfach ein paar Schleifen mit einem Draht. Aber weil Drähte Magnetfelder erzeugen, wirst du bald sehen, dass sie einige interessante Dinge tun kann.
Die Induktivität in einem Stromkreis
Wenn du Elektronik lernst, ist die erste wichtige Frage: Was macht die Induktivität in einem Stromkreis?
Eine Induktivität widersteht Stromänderungen.
In der folgenden Schaltung befinden sich eine LED und ein Widerstand in Reihe mit einer Induktivität. Und es gibt einen Schalter, um den Strom ein- und auszuschalten.
Ohne die Spule wäre dies eine normale LED-Schaltung und die LED würde sofort aufleuchten, wenn man den Schalter umlegt.
Die Spule ist jedoch ein Bauteil, das Stromänderungen widersteht.
Wenn der Schalter aus ist, fließt kein Strom. Wenn du den Schalter einschaltest, beginnt der Strom zu fließen. Das heißt, es gibt eine Stromänderung, der die Spule widersteht.
Anstatt dass der Strom sofort von Null auf Maximum ansteigt, wird er allmählich bis zum Maximalstrom ansteigen.
(Der Maximalstrom für diese Schaltung wird durch den Widerstand und die LED bestimmt.)
Da der Strom die Lichtintensität der LED bestimmt, sorgt die Spule dafür, dass die LED nicht sofort anspringt, sondern langsam ansteigt.
Was passiert, wenn man die Induktivität abklemmt?
Die Induktivität verhindert auch, dass der Strom sofort abgeschaltet wird. Der Strom hört nicht einfach auf, in der Induktivität zu fließen.
Wenn du also den Strom abschaltest, versucht die Induktivität, den Stromfluss fortzusetzen.
Sie tut dies, indem sie die Spannung an ihren Anschlüssen schnell erhöht.
Sie steigt sogar so stark an, dass du einen kleinen Funken über die Stifte deines Schalters bekommen kannst!
Dieser Funke ermöglicht es dem Strom, für den Bruchteil einer Sekunde weiter zu fließen (durch die Luft!), bis das Magnetfeld um die Spule herum zusammengebrochen ist.
Deshalb ist es üblich, eine Diode in Sperrrichtung über die Spule eines Relais oder eines Gleichstrommotors zu legen. Auf diese Weise kann sich die Spule über die Diode entladen, anstatt hohe Spannungen und Funken im Stromkreis zu erzeugen.
Wie Induktivitäten funktionieren
Jeder Draht, durch den Strom fließt, hat ein kleines Magnetfeld, das ihn umgibt.
Wenn man den Draht zu einer Spule wickelt, wird das Feld stärker.
Wickelt man den Draht um einen magnetischen Kern, zum Beispiel aus Stahl oder Eisen, erhält man ein noch stärkeres Magnetfeld.
So entsteht ein Elektromagnet.
Das Magnetfeld um die Spule hängt vom Strom ab. Wenn sich also der Strom ändert, ändert sich auch das Magnetfeld.
Wenn sich das Magnetfeld ändert, wird an den Anschlüssen der Induktivität eine Spannung erzeugt, die dieser Änderung entgegenwirkt.
Wofür kann man Induktivitäten verwenden?
Diskrete Induktivitäten sind in den typischen Beispielschaltungen für Anfänger nicht so häufig zu sehen. Wenn du also gerade erst anfängst, wirst du wahrscheinlich noch nicht auf sie stoßen.
Aber in Stromversorgungen sind sie sehr verbreitet. Zum Beispiel, um einen Abwärts- oder Aufwärtswandler zu erzeugen. Und sie werden häufig in Funkschaltungen verwendet, um Oszillatoren und Filter zu erzeugen.
Was du jedoch viel häufiger antreffen wirst, sind Elektromagnete. Und das sind im Grunde genommen Induktoren. Man findet sie in fast allem, was sich mit Strom bewegt. Zum Beispiel in Relais, Motoren, Solenoiden, Lautsprechern und vielem mehr.
Und ein Transformator besteht im Grunde aus zwei Induktoren, die um denselben Kern gewickelt sind.
Wenn du wissen willst, wie die anderen elektronischen Bauteile funktionieren, lies weiter bei den grundlegenden Bauteilen in der Elektronik.