Rechner für parallele Spulen

Ermitteln Sie Ersatzinduktivität, Wechselstrom-Blindwiderstand und Gesamtstrom für drei parallele Spulen.

Paralleles Spulennetzwerk
Geben Sie drei ideale Induktivitäten sowie Quellenfrequenz und Effektivspannung ein.

Über parallel geschaltete Spulen

An idealen, ungekoppelten Spulen in Parallelschaltung liegt dieselbe Spannung an. Ihre Ersatzinduktivität folgt einer Kehrwertregel: Der Kehrwert der Ersatzinduktivität entspricht der Summe der Kehrwerte aller Zweiginduktivitäten. Bei drei Zweigen berechnet der Rechner diese drei Kehrwerte, addiert sie und bildet den Kehrwert der Summe. Das Ergebnis ist stets kleiner als die kleinste Einzelinduktivität, ebenso wie ein paralleler Ersatzwiderstand kleiner als der kleinste Zweigwiderstand ist. Nach Ermittlung der Ersatzinduktivität bestimmt der Rechner mit XL = 2 pi f L den induktiven Blindwiderstand bei der gewählten Frequenz. Effektivspannung geteilt durch Blindwiderstand ergibt den idealen Effektivstrom der Quelle. Jeder Zweig hat dieselbe Spannung, aber einen Strom, der umgekehrt proportional zu seiner Induktivität ist. Der angezeigte Gesamtstrom ist die Summe dieser gleichphasigen idealen Zweigströme. Bei fester Spannung verringert eine weitere parallele Spule Ersatzinduktivität und Blindwiderstand, sodass der Quellenstrom steigt. Parallele Spulen kommen in Leistungsstufen mit Stromaufteilung, Filtern und Schaltungen vor, die verfügbare Bauteilwerte kombinieren. Die Kehrwertbeziehung gilt, wenn die Magnetfelder nicht miteinander wechselwirken. Teilen sich Spulen einen Kern oder liegen sie nahe genug beieinander, dass eine erhebliche magnetische Kopplung entsteht, verändern Punktorientierung und Kopplungsfaktor das Ergebnis. Dann ist ein Modell gekoppelter Spulen erforderlich; die einfache Formel unabhängiger Zweige kann irreführend sein. Reale Spulen besitzen außerdem Wicklungswiderstand, Kernverluste und parasitäre Kapazität. Dadurch wird die Impedanz jedes Zweigs komplex und frequenzabhängig. Die Stromaufteilung hängt insbesondere bei hohen Frequenzen oder nahe der Eigenresonanz nicht allein von der Induktivität ab. Bauteiltoleranzen können auch bei gleichen Nennwerten eine ungleiche Stromaufteilung verursachen. Prüfen Sie Sättigungsstrom und thermische Grenzwerte jedes Zweigs, da eine Spule ihr Limit erreichen kann, bevor das Gesamtnetzwerk überlastet erscheint. Dieser Rechner dient der sinusförmigen stationären Analyse von drei idealen, ungekoppelten Spulen. Geben Sie Induktivität in Henry, Frequenz in Hertz und angelegte Effektivspannung in Volt ein. Nullspannung wird akzeptiert und ergibt korrekt einen Strom von null. Verwenden Sie Spitzenwerte statt Effektivwerten nur, wenn alle zugehörigen Größen derselben Konvention folgen. Vergleichen Sie bei realer Hardware die ideale Schätzung mit Impedanzkurven und Stromgrenzwerten der entsprechenden Datenblätter.

Beispiele

EingabenBerechnete Ergebnisse
10, 20, 30 mH; 1 kHz; 10 V5.4545 mH, 34.2719 ohms, 0.2918 A
Drei Spulen mit 0.1 H; 60 Hz; 12 V0.033333 H, 12.5664 ohms, 0.95493 A
Drei Spulen mit 1 H; 50 Hz; 100 V0.333333 H, 104.7198 ohms, 0.95493 A

So verwenden Sie den Rechner

  1. Geben Sie die Induktivität jedes der drei Zweige in Henry ein.
  2. Geben Sie die Frequenz der sinusförmigen Quelle in Hertz ein.
  3. Geben Sie die an jedem Zweig anliegende Effektivspannung ein.
  4. Wählen Sie Berechnen, um Ersatzinduktivität, Blindwiderstand und Gesamtstrom anzuzeigen.

Häufig gestellte Fragen

Wie werden parallele Spulen zusammengefasst?

Bei idealen, ungekoppelten Spulen addieren sich ihre Kehrwerte. Die Ersatzinduktivität ist daher kleiner als jede einzelne Zweiginduktivität.

Fließt durch parallele Spulen derselbe Strom?

Die Spannung ist gleich, der Strom nicht unbedingt. Gleiche Induktivitäten führen gleiche ideale Ströme; eine kleinere Induktivität führt mehr Strom.

Beeinflusst magnetische Kopplung das Ergebnis?

Ja. Magnetisch gekoppelte Spulen erfordern Terme für Gegeninduktivität und Wicklungsorientierung, die dieses Modell unabhängiger Spulen nicht enthält.

Warum steigt der Gesamtstrom beim Hinzufügen eines Zweigs?

Ein weiterer Parallelzweig senkt Ersatzinduktivität und Blindwiderstand. Bei unveränderter Spannung liefert die Quelle deshalb mehr Strom.

Kann ich verschiedene Induktivitätswerte parallel schalten?

Für die ideale Schaltungsanalyse ja; die Kehrwertformel gilt auch für ungleiche Werte. Prüfen Sie bei Hardware Zweigstrom, Sättigung, Widerstand und thermisches Gleichgewicht separat.