Spulenenergie
Im Magnetfeld einer Spule gespeicherte Energie: E_L = ½ · L · I². Quadratische Abhängigkeit vom Strom.
Spulenenergie berechnen
Im Magnetfeld einer Spule gespeicherte Energie: E_L = ½ · L · I². Quadratische Abhängigkeit vom Strom.
- E_L — Energie
- L — Induktivität
- I — Strom
Worum geht es?
Eine stromdurchflossene Spule speichert Energie in ihrem Magnetfeld. Anders als der Kondensator (E = ½ · C · U²) hängt die Spulenenergie quadratisch vom Strom ab — nicht von der Spannung.
Diese Energie ist der Grund, warum sich eine Spule beim Abschalten "wehrt": Sie versucht, den Strom aufrechtzuerhalten, und erzeugt dabei hohe Induktionsspannungen.
Die Formel
E_L = ½ · L · I²
Umstellungen:
L = 2 · E_L / I²
I = √(2 · E_L / L)Die Variablen
| Symbol | Bedeutung | Einheit | Erklärung |
|---|---|---|---|
| E_L | Energie | J | Gespeicherte magnetische Energie. |
| L | Induktivität | H | Induktivität der Spule. |
| I | Strom | A | Strom durch die Spule. |
Minimal-Beispiel
Eine 100-mH-Spule führt 2 A.
E_L = ½ · L · I²
= ½ · 0,1 H · (2 A)²
= 0,2 JPraxis-Beispiele
Beispiel 1 — Drosselspule im Schaltnetzteil
L = 47 µH, I = 5 A.
E_L = ½ · 47 · 10⁻⁶ · 25
≈ 588 · 10⁻⁶ J
≈ 0,59 mJBeispiel 2 — Strom verdoppeln
Wird der Strom durch dieselbe Spule verdoppelt, vervierfacht sich die Energie. Aus 0,59 mJ werden 2,35 mJ.
Beispiel 3 — Rückwärts: Welcher Strom?
Welche Stromstärke speichert in einer 10-mH-Spule die Energie 50 mJ?
I = √(2 · E_L / L)
= √(2 · 0,05 / 0,01)
= √10
≈ 3,16 A