Der Spulenwiderstand ist einer der wichtigsten Parameter, die bei der Arbeit mit elektronischen Geräten gemessen werden müssen. Normalerweise wird eine Formel verwendet, um den Widerstand zu bestimmen, die die Länge und den Querschnitt des Drahtes umfasst. Es ist jedoch manchmal schwierig oder unangenehm, diese Parameter zu messen. In solchen Fällen können mehrere alternative Methoden verwendet werden, um den Spulenwiderstand zu bestimmen, ohne die Länge und den Querschnitt des Drahtes zu messen.
Das erste Verfahren basiert auf der Verwendung des bekannten Widerstands und dem Prinzip, die Spule mit diesem Widerstand in einem elektrischen Stromkreis zu verbinden. Wenn der Spulenwiderstand und der Schaltungswiderstand bekannt sind, können Sie den gesamten Schaltungswiderstand mit einem Amperemeter und einem Voltmeter messen. Wenn Sie dann den Widerstand einer Schaltung ohne Spule kennen, können Sie den Spulenwiderstand anhand der Formel berechnen.
Die zweite Methode basiert auf der Verwendung der bekannten Frequenz und Induktivität der Spule. Wenn Frequenz und Induktivität bekannt sind, können Sie den Reaktanzwiderstand der Spule anhand der Formel bestimmen. Wenn Sie dann den Reaktanzwiderstand und den tatsächlichen Widerstand der Spule kennen, können Sie ihren Gesamtwiderstand berechnen.
Mit diesen Methoden können Sie den Spulenwiderstand bestimmen, ohne die Länge und den Querschnitt des Drahtes zu messen, was in bestimmten Situationen nützlich sein kann. Es ist jedoch zu beachten, dass die Genauigkeit solcher Messungen möglicherweise geringer ist als bei Standardverfahren zur Messung von Drahtlänge und -querschnitt.
Wie kann ich den Spulenwiderstand bestimmen, ohne die Länge und den Querschnitt des Drahtes zu messen
Verwendung eines Widerstands und einer Wechselstromquelle: Wenn Sie kein Multimeter haben, können Sie einen Widerstand mit einem bekannten Widerstandswert und eine Wechselstromquelle verwenden. Schließen Sie den Widerstand parallel zur Spule an und ändern Sie die Stromfrequenz und -amplitude, bis Sie den Punkt erreicht haben, an dem die Spannung an der Spule der Spannung am Widerstand entspricht. Der Spulenwiderstand kann durch die Formel R = U/I berechnet werden, wobei R der Spulenwiderstand ist, U die Spannung an der Spule ist und I der durch die Spule strömende Strom ist.
Impedanzgleichheit verwenden: Die Spule hat eine Impedanz, die von ihrem Widerstand, ihrer Induktivität und ihrer Wechselstromfrequenz abhängt. Wenn Sie eine andere Spule mit bekannten Widerstandswerten und Induktivität haben, können Sie sie parallel zur zu messenden Spule anschließen. Ändern Sie die Wechselstromfrequenz, bis die Gesamtimpedanz der Parallelschaltung der Spulen minimal ist. Anhand der bekannten Widerstandswerte und Induktivität der zweiten Spule und der Stromfrequenz kann der Widerstand der gemessenen Spule berechnet werden.
Shunt-basierte Methode
Eine Möglichkeit, den Spulenwiderstand zu bestimmen, ohne die Länge und den Drahtquerschnitt zu messen, basiert auf der Verwendung eines Shunts. Ein Shunt ist ein zusätzlicher Leiter, der parallel zur Spule verbunden ist. Nach dem Anschließen des Shunts kann der Spulenwiderstand anhand der Formel berechnet werden:
Rzu = Rsch * (Vzu / Vsch - 1)
Um Messungen durchzuführen, müssen Sie den Shunt parallel zur Spule anschließen und die Spannungen an der Spule und am Shunt messen. Indem Sie die Werte in die Formel einfügen, können Sie den Spulenwiderstand bestimmen.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass diese Methode aufgrund des möglichen Einflusses des Shunt-Widerstands auf den Spulenwiderstand ungenau sein kann. Es wird empfohlen, diese Methode in Verbindung mit anderen Methoden zur Bestimmung des Spulenwiderstands zu verwenden, um genauere Ergebnisse zu erzielen.
| Spannung an der Spule, in | Spannung am Shunt, in | Spulenwiderstand, Ohm |
|---|---|---|
| 1.5 | 0.5 | 3 |
| 2 | 0.8 | 4.67 |
| 3 | 1.2 | 6 |
Methode mit einem Widerstand
Wenn Sie einen geeigneten Widerstand mit einem bekannten Widerstand haben, können Sie damit den Spulenwiderstand bestimmen, ohne die Länge und den Querschnitt des Drahtes zu messen. Dazu benötigen Sie die folgenden Werkzeuge und Materialien:
- Bekannter Widerstand
- Multimeter
- Leiter
Bereiten Sie zunächst die Schaltung vor, indem Sie den Widerstand und die Spule in den Stromkreis einbeziehen. Beachten Sie, dass der Widerstand parallel zur Spule verbunden sein muss. Schließen Sie den Ein- und Ausgang des Stromkreises an ein Multimeter an.
Schalten Sie nun das Multimeter in den Widerstandsmessmodus ein und überprüfen Sie den Wert auf dem Display. Schreiben Sie es auf.
Als nächstes trennen Sie den Widerstand vom Stromkreis und lassen Sie nur die Spule an das Multimeter angeschlossen. Führen Sie erneut eine Widerstandsmessung durch und notieren Sie den Wert.
berechnen Sie den Spulenwiderstand. Der resultierende Wert ist ein Widerstand, von dem die Länge und der Querschnitt des Spulen-Drahtes unabhängig sind.
Es ist wichtig sich daran zu erinnern, dass die Verwendung eines Widerstands mit einem bekannten Widerstand aufgrund von Temperatureinflüssen und anderen Faktoren zu geringfügigen Fehlern führen kann. Daher ist es besser, diese Methode als ungefähre Schätzung des Spulenwiderstands zu verwenden.
Methode mit einer Stromschleife
Um diese Methode anzuwenden, müssen Sie eine Stromschleife erstellen, indem Sie eine Widerstandsspule mit einem bekannten Wert parallel verbinden. In einer solchen Schaltung ist der Strom, der durch parallele Spulen fließt, gleich, und die Spannungsdifferenz zwischen ihnen kann mit einem Voltmeter gemessen werden.
Wenn Sie den Spannungsabfall an der parallel geschalteten Widerstandsspule eines bekannten Werts und den Stromwert in der Stromschleife kennen, können Sie den Widerstand der Zielspule anhand der Formel bestimmen:
R_k = U_in * ( R_in / U_in ) ,
wobei R_k der Widerstand der Zielspule ist, U_izv ist der Spannungsabfall an der parallel geschalteten Spule eines bekannten Widerstands, R_izv ist der bekannte Widerstandswert einer parallel geschalteten Spule, U_p ist der Spannungsabfall an der Zielspule.
Die Stromschleifenmethode ermöglicht es, den Spulenwiderstand mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, ohne dass die Länge und der Drahtquerschnitt gemessen werden müssen. Um es zu verwenden, ist es jedoch notwendig, eine parallele Widerstandsspule mit einem bekannten Wert zu haben.
Zeitbasierte Methode
Um diese Methode zu verwenden, müssen Sie eine Gleichstromquelle an die Spule anschließen. Dann muss mit einem speziellen Gerät oder Multimeter die Zeit gemessen werden, die benötigt wird, um den maximalen Strom in der Spule zu erreichen oder sich auf einem bestimmten Niveau zu stabilisieren.
Die gemessene Zeit ist mit dem Spulenwiderstandswert gemäß der folgenden Formel verbunden:
wobei R der Spulenwiderstand ist, U die Spannung an der Spule ist, t die Zeit ist, I die Stromstärke ist.
Diese Methode erfordert keine Messung von Drahtlänge und -querschnitt, kann jedoch aufgrund der Abhängigkeit des Messwerts von anderen Parametern, wie Umgebungstemperatur, Induktivität und anderen Faktoren, zu Abweichungen führen. Sie können die Messgenauigkeit erhöhen, indem Sie mehrere wiederholte Messungen durchführen und die erhaltenen Werte im Durchschnitt berechnen.
Die zeitbasierte Methode ermöglicht eine schnelle und relativ einfache Bestimmung des Spulenwiderstands, ohne dass die Länge und der Drahtquerschnitt gemessen werden müssen, was sie für eine Vielzahl von Aufgaben im Zusammenhang mit Elektrotechnik und Elektronik bequem macht.
