Damit ein Stromkreislauf reibungslos funktioniert, werden aktive und passive Bauelemente, mit entsprechender Induktivität benötigt. In diesem Blogbeitrag erfahren Tüftler, Heimwerker und Bastler, was es mit den passiven Bauteilen auf sich hat. Wer sich für Elektrizität, Stromkreisläufe und Bauteile interessiert, der kann sein Wissen mit diesem Beitrag erweitern und die notwendigen Bauteile für den funktionierenden Stromkreislauf ausfindig machen.
Was ist eine Induktivität?
Eine Induktivität ist ein passives Bauelement, z.B. Drahtwicklungen und Spulen aus Kupferdraht, die in einem Stromkreislauf hauptsächlich für den Magnetismus verantwortlich sind. Die Drahtwicklung umgibt ein Material, das um seinen Kern hohe Isolationseigenschaften besitzt und trägt passiv dazu bei, dass der Stromkreislauf reibungslos funktioniert. Ein passives Bauelement für den Stromkreislauf hat eine Schlüsselfunktion und gleicht einem Kondensator, der mit der Bezeichnung „Induktivität“ gekennzeichnet ist. Diese Angabe verdeutlicht das Verhältnis der Stromspannung zur Stromänderungsrate. Das passive Bauelement mit Induktivität wurde extra für den funktionierenden, magnetischen Fluss im Stromkreislauf hergestellt. Das Bauteil kann Wechselstrom blockieren und Gleichstrom zulassen. Die Bauteile mit Induktivität bezeichnet man als Spulen, Reaktoren oder Drosseln. Ein bekanntes, passives Bauteil mit Induktivität ist beispielsweise die Ferritperle, die sich auf jedem Laptop befinden und die Aufgabe hat, elektrische Störungen zu verringern.
Was ist der Unterschied zwischen aktiven und passiven Bauelementen im Stromkreislauf?
Ein aktives Bauelement erhält ein niederes, elektrisches Signal aus einer Hilfsenergiequelle und erlaubt einer Schaltung, diese Signalstärke in einer höheren Frequenz weiterzuleiten. Somit sind aktive Bauelemente in der Lage, eine höhere Signalstärke, z.B. an einen Schalter abzugeben und weitere Funktionen in Gang zu setzen. Die aktiven Bauelemente werden auch Steuerungskomponenten genannt, das können Relais, Thyristoren oder Optokoppler sein. Es gibt auch aktive Elemente, die die elektrische Hilfsenergie selbst erzeugen, z.B. durch Solarmodule oder Thermobauteile. Signalabgebende Halbleiter werden teilweise auch zu den aktiven Bauelementen gezählt. Im Gegensatz zum aktiven Bauelement hat das passive Bauteil keine Steuerungsfunktion und keine Verstärkerwirkung. Induktivitäten beispielsweise, Kondensatoren und Resonatoren gehören zu den klassischen, passiven Bauteilen. Ein passives, elektrisches Bauteil, kann lineare und nichtlineare Eigenschaften besitzen.
Welche passiven Bauteile gibt es und wovon ist die Induktivität abhängig?
Die Bezeichnung „Induktivität“ unterscheidet drahtgewickelte und drahtlose Ladespulen. Drahtgewickelte SMD-Spulen sind Drahtspulen, die ein magnetisches Bauelement umgeben. Die drahtgewickelten Komponenten können bei Hoch- und Niederspannung eingesetzt werden. Zudem gibt es mehrlagige SMD-Spulen, wobei eine Spule mehrere Drahtumwicklungen oder Schichten aufweist. Zudem steigern zusätzliche Isolationsschichten den Induktivitätswert einer Ladespule. Drahtlose Spulen sind mit DC/DC-Stromumwandlern vergleichbar. Bei Luftspulen beispielsweise, wird ein leitfähiger Draht, freitragend auf ein nicht ferromagnetisches Trägermaterial gewickelt. Die Induktivitätseigenschaft ist vom Querschnitt, von der Spulenlänge, von der Lagenanzahl, der Wicklung und der Dichte abhängig. Dünnere Spulen haben bekanntlich eine höhere Induktivität und auch kurze, mehrlagige Wicklungen, weisen eine höhere Induktivität auf. Zudem gibt es kernumwickelte Spulen, die um ein ferromagnetisches Material gewickelt sind, diese arbeiten allerdings nicht verlustfrei. Sie eignen sich besonders dann, wenn hohe Induktivitäten auf kleinem Raum benötigt werden, denn Luftspulen sind im Vergleich wesentlich größer und teurer im Preis.
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