Drosselspoule
Englisch: impedance coil
Eine Drahtspule, die dazu ausgelegt ist, Impedanz in einem Stromkreis bereitzustellen.
Impedanzspule: eine Drahtspule, die Wechselstrom behindert
Eine Impedanzspule ist eine spiralförmig gewickelte Drahtspule, normalerweise aus Kupfer, die Widerstand und Reaktanz in einen Wechselstromkreis einführt. Anders als ein einfacher Widerstand, der Energie als Wärmeverlust abgibt, speichert und gibt eine Impedanzspule Energie in ihrem Magnetfeld ab. Das macht sie unverzichtbar, um Stromfluss zu regeln, Signale zu filtern und Geräte vor Spannungsspitzen in Wechselstromsystemen zu schützen.
Die Impedanz einer Spule hängt von ihrer Induktivität ab, gemessen in Henry, die selbst von der Windungszahl, dem Spulendurchmesser, dem Drahtquerschnitt und dem Kernmaterial abhängt. Eine Spule auf einem Luftkern hat eine geringere Induktivität als eine Spule auf einem Eisen- oder Ferritkern. Bei Wechselstromkreisen mit Netzfrequenz (50 Hz oder 60 Hz) kann eine kleine Luftkernspule eine Impedanz im Bereich von 10 bis 100 Ohm aufweisen; größere oder kerngeladene Spulen können mehrere Tausend Ohm erreichen.
Häufige Anwendungen und Ausführungen
Impedanzspulen finden sich in Motorstartern, wo sie den Einschaltstrom begrenzen, wenn große Motoren zum ersten Mal aktiviert werden. Sie werden auch in Filterschaltungen verwendet, um Harmonische zu dämpfen, ohne die Energie als Wärmeverlust abzugeben. In Schweißgeräten und manchen industriellen Stromversorgungen helfen Impedanzspulen, die Ausgangsspannung zu stabilisieren und Lichtbogeninstabilität zu verhindern. Hochfrequenzschaltungen nutzen kleine Impedanzspulen zum Abstimmen und zur Impedanzanpassung zwischen Stufen.
Ein kritischer Ausfallmodus ist thermisches Durchgehen. Wenn eine Spule über längere Zeit Strom über ihrer Nennbelastung führt, sammeln sich Kupferverluste an und die Spulentemperatur steigt. Die Isolierung verschlechtert sich, der Widerstand nimmt weiter zu, und die Spule kann durchbrennen oder zur Erde kurzschließen. Spulen können auch durch Spannungsspitzen bei Schaltübergängen oder Blitzschlag beschädigt werden, die die Isolierung zwischen benachbarten Windungen durchschlagen können.
Der Begriff "Impedanzspule" unterscheidet diese Komponenten von Transformatoren, die Wechselstromenergie zwischen Spulen übertragen, und von Induktivitäten, eine breitere Kategorie, die jedes Gerät umfasst, das magnetische Energie speichert. In Anlagenstromsystemen werden Impedanzspulen üblicherweise mit ihrer Strombelastung in Ampere und ihrem Impedanzfall als Prozentangabe der Netzspannung gekennzeichnet. Sie sind passiv, benötigen keine Wartung und haben keine beweglichen Teile, was sie zuverlässig macht, aber auch unsichtbar für Bediener, bis sie ausfallen.