2 Fragen zu Ringkern

Ein Ringkern-Generator, auch als Stromwandler oder Stromtransformator bekannt, wird häufig in Messgeräten verwendet, um hohe Ströme in niedrigere, messbare Ströme umzuwandeln. Hier ist eine grundlegende Erklärung, wie er funktioniert: 1. **Primärwicklung**: Der Ringkern-Generator hat eine Primärwicklung, die aus einem oder mehreren Leitern besteht, durch die der zu messende Strom fließt. Diese Wicklung ist oft einfach ein Draht, der durch den Ringkern geführt wird. 2. **Sekundärwicklung**: Der Ringkern hat auch eine Sekundärwicklung, die aus vielen Windungen eines dünneren Drahtes besteht. Diese Wicklung ist um den Ringkern gewickelt. 3. **Magnetischer Kern**: Der Ringkern selbst besteht aus einem ferromagnetischen Material, das den magnetischen Fluss leitet, der durch den Strom in der Primärwicklung erzeugt wird. 4. **Induktion**: Wenn der Strom durch die Primärwicklung fließt, erzeugt er ein magnetisches Feld im Ringkern. Dieses magnetische Feld induziert eine Spannung in der Sekundärwicklung gemäß dem Induktionsgesetz von Faraday. 5. **Stromverhältnis**: Das Verhältnis der Windungen in der Primär- und Sekundärwicklung bestimmt das Verhältnis der Ströme. Zum Beispiel, wenn die Primärwicklung nur eine Windung hat und die Sekundärwicklung 100 Windungen, dann wird der Strom in der Sekundärwicklung 1/100 des Stroms in der Primärwicklung sein. 6. **Messung**: Der in der Sekundärwicklung erzeugte Strom ist proportional zum Strom in der Primärwicklung, aber viel kleiner und daher leichter zu messen. Dieser Strom kann dann von einem Messgerät erfasst und angezeigt werden. Durch diese Methode kann ein Ringkern-Generator hohe Ströme sicher und genau messen, ohne dass das Messgerät direkt mit dem hohen Strom in Kontakt kommt.

Für die Übertragungsleistung eines Ringkerns (z. B. in Übertragern, Drosseln oder Transformatoren) sind vor allem folgende Werte maßgeblich: 1. **Kernmaterial (Permeabilität, Sättigungsflussdichte):** Das Material bestimmt, wie viel magnetischer Fluss bei gegebener Magnetisierung erzeugt werden kann und wie hoch die Sättigungsflussdichte ist. Materialien mit hoher Sättigungsflussdichte (z. B. Ferrite, Eisenpulver) erlauben höhere Leistungen, bevor der Kern in Sättigung geht. 2. **Kernquerschnitt (A_e):** Der effektive Querschnitt des Kerns beeinflusst, wie viel magnetischer Fluss transportiert werden kann, ohne den Kern zu sättigen. Ein größerer Querschnitt ermöglicht eine höhere Übertragungsleistung. 3. **Kernvolumen:** Das Volumen des Kerns ist ein Maß für die Fähigkeit, Energie zu speichern und Wärme abzuführen. Ein größerer Kern kann mehr Leistung übertragen, ohne zu überhitzen. 4. **Kernverluste (Verluste durch Ummagnetisierung und Wirbelströme):** Diese Verluste steigen mit der Frequenz und der Flussdichte. Niedrige Kernverluste sind für hohe Übertragungsleistungen wichtig, da sonst zu viel Energie in Wärme umgewandelt wird. 5. **Maximaler Fluss (B_max):** Die maximal zulässige Flussdichte, bevor der Kern in Sättigung geht, begrenzt die maximale Leistung. 6. **Windungszahl und Drahtquerschnitt:** Auch wenn dies keine Kernwerte sind, beeinflussen sie zusammen mit den Kernparametern die maximal übertragbare Leistung (z. B. durch den maximal zulässigen Strom und die Isolation). **Zusammengefasst:** Die wichtigsten kernspezifischen Werte für die Übertragungsleistung sind das Kernmaterial (insbesondere Sättigungsflussdichte und Permeabilität), der effektive Querschnitt, das Kernvolumen und die Kernverluste. Sie bestimmen, wie viel Leistung ein Ringkern übertragen kann, bevor er in Sättigung geht oder sich zu stark erwärmt.