Eine solche Spule ist ein Elektromagnet; wenn elektrischer Strom hindurch fließt, bildet sich ein Magnetfeld in Achsenrichtung der Wicklung aus. FĂŒr eine einlagige Spule der LĂ€nge l und der Windungszahl n, durch die ein Strom I fließt, berechnet sich die magnetische FeldstĂ€rke H zu

bzw. die magnetische Flussdichte B zu

Darin ist μ₀ die magnetische Feldkonstante

Nach dem Induktionsgesetz ruft eine zeitliche StromĂ€nderung dI/dt in einer Spule eine Induktionsspannung U_ind hervor, die zu ihr proportional ist, aber nach der Lenzschen Regel so gepolt, dass sie der Änderung des Stroms entgegen wirkt. Den ProportionalitĂ€tsfaktor bezeichnet man die InduktivitĂ€t L der Spule.

Es gilt:

Dieser Zusammenhang zeigt auch, dass sich der in einer Spule fließende Strom nicht sprungförmig Ă€ndern kann. Ein Abschalten des Spulenstroms fĂŒhrt zu hohen Spannungsspitzen. Mit Gleichstrom betriebene Spulen werden daher häufig durch eine Freilaufdiode geschĂŒtzt.

Eine einlagige Spule der LĂ€nge l mit der QuerschnittsflĂ€che A und der Windungszahl n, bei der die LĂ€nge groß gegenĂŒber dem Durchmesser ist, hat die InduktivitĂ€t

μ₀ ist die magnetische Feldkonstante (s. o.). μ_r ist eine dimensionslose Materialkonstante des Spulenkerns, genannt die PermeabilitĂ€tszahl.

Beispiele:

FĂŒr die Praxis werden fertige Spulenkerne benutzt, fĂŒr die vom Hersteller eine InduktivitĂ€tskonstante A_L angegeben wird. In ihr sind bereits alle Materialkonstanten zusammengefasst. Wenn man sie mit n Windungen bewickelt, erhĂ€lt man eine Spule der InduktivitĂ€t

Eine stromdurchflossene Spule speichert Energie in Form ihres Magnetfeldes. Das Feld einer Spule der InduktivitÀt L, die vom Strom I durchflossen wird, enthÀlt die Energie

Wird die Spule von Wechselstrom durchflossen, so wechselt der Strom periodisch seine Richtung. Durch die StromÀnderung wird stÀndig eine Induktionsspannung erzeugt, die ebenfalls ihre Richtung periodisch wechselt. Da der Strom infolge der induzierten Gegenspannung ca. allmÀhlich anwachsen bzw. abfallen kann, ist die Spannung dem Strom zeitlich (in der Phase um 90°) voraus (TrÀgheit der Spule gegen StromÀnderungen).

Der Spule kann ein Wechselstromwiderstand X zugeordnet werden, der jedoch in dem Gegensatz zu einem ohmschen Widerstand keine Leistung in WĂ€rme umsetzt ("Verlustleistung "), man bezeichnet ihn daher einen Blindwiderstand. FĂŒr eine Spule der InduktivitĂ€t L und einen Wechselstrom der Frequenz f errechnet sich der Blindwiderstand zu

Wobei Winkelfrequenz oder Winkelgeschwindigkeit heißt.

Spulen werden hÀufig nachdem benutzten Kernmaterial unterschieden.*Luftspule

• • Flachspule
  • Toroidspule , Kreisringspule
  • Zylinderspule
  • Kupferfolienspule
• Eisenkernspule
  • Blechkernspule
  • Bandkernspule
  • Ferritkernspule

Die TrÀgheit einer Spule gegen StromÀnderungen wird zur Stromstabilisierung und zur Erzeugung höherer Spannungen angewendet.

Die AbhÀngigkeit des Blindwiderstandes von der Frequenz wird zur Trennung von Signalen unterschiedlicher Frequenz benutzt (Tiefpass, Hochpass, Bandpass).

Durch VerÀnderung der Lage des Kerns kann man bei einigen Spulen die InduktivitÀt abstimmen. Diese abstimmbaren Spulen werden zu dem Beispiel in Bandfiltern benutzt.

In einem RadioempfÀnger wird eine auf einen Ferritkern gewickelte Spule in dem Lang- Mittel- und Kurzwellenbereich zugleich als Antenne benutzt.

Bei Leuchtstoffröhren werden Drosselspulen zur Reduzierung der Betriebsspannung und zur Erzeugung der notwendigen hohen ZĂŒndspannung vorgeschaltet.

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