Spulentest

[walwal]

Aha!

Wenn ich 0,1 µF parallel zuschalte, dann kommt es etwa hin. Aber danach hätte die LR einen höhere Kapazität?

[HCW]

Also um einen Parallelschwingkreis mit 100Hz Mittenfrequenz zu ergeben, müsste die Kapazität 650µF betragen. Das kann ich mir schwer vorstellen. Gut, die Spule ist ein Trumm, aber bei der dicken Folie würde ich immer noch Ergebnisse in Größenordnung von max 1µF erwarten.

Christian

[VISATON]

Die erwartete Resonanz des Schwingkreises liegt nicht bei 100 Hz sondern viel höher. Wo genau, weiß ich nicht.

[Fosti]

Es liegt auch nicht an der Resonanz, sondern daran, dass der Strom bei einer aus dünnen isolierten Runddrähten gewickelten Spule sehr gleichmäßig über den Spulenquerschnitt "verteilt" wird. Deshalb bleibt die Flussverkettung und damit die Induktivität über einen weiteren Frequenzbereich konstant, als bei einer Folienspule, bei der sich in Abhängigkeit von der Frequenz jeweils eine andere Stromverteilung LÄNGS der einzelnen Folien einstellen kann, was zu einem anderen magnetischen Feld und damit anderen Flussverkettung und damit anderen Induktivität führt!

Grüße,
Fosti

[walwal]

Boxsim sagt:

50nF: 12 kHz
100nF: 8kHz

ohne Gewähr

[walwal]

@Fosti

Ähnlich oder gleich "Skineffekt"?

[Fosti]

Jepp

Wenn ich heute dazu komme, stelle ich noch ein paar Simulationen ein.

[walwal]

Ha, da isser, der vielbeschriebene, aber wahrscheinlich unhörbare

Hersteller-Info:

Alpha Core Goertz 3.9mH 12 AWG Copper Foil Inductor

DCR: .304
Diameter: 4.1”
Height: 2.00”

Specifications
Conductor material: 99.9% pure copper foil
Conductor dimensions: .003” x 1.00”
Coating: .002” thick polypropylene film
Leads: No joint, integral design
Tolerance: +/- 2.5%


Characteristics
•Negligible skin effect below 100 kHz; many orders of magnitude below conventional wire-wound types.
•High winding tension and vacuum fusing of faces provide high dimensional stability, effectively locking the conductors in place. Wire-wound inductors, which allow relative motion of conductors due to electromagnetic forces, will exhibit FM distortion by the process of reactance modulation.
•Flat inductive reactance from 5 Hz to 50 kHz.
•No saturation distortion due to air-core design. Inductors contain no magnetic materials.
•Reduced power loss. Highest space factor (ratio of conductor cross area to total cross-section) means lower DC resistance within comparable dimensions. Negligible power loss due to skin-effect.
•Extremely low stored charge.
•Cool operation even during prolonged high output power operation. The high space factor and winding density results in improved heat dissipation.

Foil inductors have obvious advantages over wire-wound inductors in terms of improved electrical and sonic characteristics. This important new development has much to contribute to the design of state-of-the art loudspeaker crossover networks.

[Fosti]

Wenn man so eine Folienspule in einen Topfkern bringt, wird es noch schlimmer, dann hat man es statt allseitiger Stromverdrängung plötzlich mit einseitiger Stromverdrängung zu tun, weil drei Seiten von dem hochpermeablen Kern und eine Seite von Luft berandet sind. Sowas nutzt man bei Asynchronmaschinen zur Erhöhung des Anzugsmomentes (Käfig- oder Stromverdrängungsläufer).

[PeterG]

Folie ist OUT!

Hi,

grad mal ne Spule mit HF-Litze 120x0,1 gemessen!

100Hz = 0,1157mH
120Hz = dito
1kHz = 115,4µH
10kHZ = 115,4 µH

Skin-Effekt ist ja auch nahe Null, da alle Einzeldrähtchen isoliert sind . Mal schauen, was die 1² HF-Litze kostet!? Wäre ja ev. eine Geschäftdidee!



Mit der Folienspule hab ich auch keine Idee! Oder hat die nen Kern? Hab mal einen Ringkerntrafo gemessen.... da ist bei 1kHz beinahe Null Induktivität!


MfG
Peter

[walwal]

Kern? Um Gottes Willen

Nein.

[VISATON]

Die beiden kleinen Folienspulen von walwal habe ich jetzt auch noch gemessen. Dabei fiel auf, dass bei 100 Hz das Gerät gewarnt hat (Anzeige blinkt), weil der Wert nicht genau bestimmt werden konnte. Das deutet wieder auf die Anomalie der frequenzabhängigen Induktiviät bei diesen Folienspulen hin.


Spule 0,22 mH

gemessen:

0,222 mH

0,17 Ohm statt 0,11 Ohm (Herstellerangabe)


Spule 0,47 mH

gemessen:

0,472 mH;

0,24 Ohm statt 0,17 Ohm (Herstellerangabe)


Übrigens will ich nicht behaupten, dass unser Messgerät die Induktiviät auf drei Stellen hinter dem Komma genau messen kann. Allerdings misst es genau genug um festzustellen, dass die Werte der Indutkivität sehr gut stimmen. Dieser Herstellen sollte sein Widerstand-Messgerät aber mal kalibirieren. Wenn unsere Geräte falsch messen würden (ich habe mit zwei verschiedenen gemessen), dann wären alle unsere Spule noch niederohmiger, was sicher nicht der Fall ist.

[Fosti]

So ich habe mal etwas simuliert. Das erste Bild zeigt eine Folienspule mit 3 Windungen (rotationssymmetrisch zur y-Achse) bei 100 Hz. Die Stromdichte ist dabei ziemlich gleichmäßig über den Spulenquerschnitt verteilt:


Das zweite Bild zeigt die gleiche Spule bei 1000 Hz. Hier ist deutlich zu sehen, wie sich die höchste Stromdichte an den Enden konzentriert:


Berechnete Werte für die Induktivität:
L = 1,05 µH bei 100 Hz
L = 0,98 µH bei 1000 Hz

Diese Spule ist 4 cm hoch, walwal's Spule ist sogar noch 1 cm höher ( 2"). In radialer Richtung spielt sich dagegen tatsächlich nicht viel ab. In Wirklichkeit sind die Folien ja noch viel dünner, als ich sie simuliert habe. Dann hätte man allerdings nicht viel gesehen

Die Eindringtiefe delta in ein Material ist folgendermaßen definiert:

delta = Wurzel aus (1 / (pi * f *µ *sigma))

mit:

f : Frequenz
µ : Permeabilität des Materials
sigma : Leitfähigkeit des Materials

Für Kupfer mit einer Permabilitätszahl von 4*pi*10^-7 Vs/Am und einer Leitfähigkeit von 5,6*10^7 S/m ergeben sich für

100 Hz eine Eindringtiefe von 6,7mm und bei 1000 Hz 2,1mm.

Also sind die Messungen des ADMINs, dass die Induktivität der Folienspule mit zunehmender Frequenz abnimmt sehr plausibel.

Grüße,
Fosti

[VISATON]

Das ist ja hochinteressant! Bitte erkläre das doch nochmal für Dumme wie mich. Ist das der Skineffekt, der den Strom an den Rand verdrängt? Sind Folienspulen Fehlkonstruktionen? Schließlich soll die Spule doch möglichst bei jeder Frequenz dieselbe Induktivität haben.

[Fosti]

Ja, das ist der Skineffekt. Bei normalen Litzenabmessungen macht er sich im Tonfrequenzbereich auch wirklich kaum bemerkbar, aber 2" ~ 5,08 cm Folienhöhe ist da schon eine Nummer!

Wenn also eine frequenzabhängige Induktivität unerwünscht ist, sollte man bei "normalen" Spulen bleiben. Allerdings kann dieser Effekt ja auch gewünscht sein.

Grüße,
Fosti