Eine Spule ist ein elektrischer Leiter, der in vielen Windungen zu einer Schleife aufgewickelt ist. Durch die Windungsform kann die Spule beim Stromfluss ein Magnetfeld besonders gut aufbauen und magnetische Feldenergie speichern. Häufig liegt die Wicklung um einen Kern.

Was ist die Induktivität einer Spule?

Die Induktivität einer Spule ist die Größe , die angibt, wie stark die Spule bei einer Änderung des Stroms eine Induktionsspannung erzeugt. Je größer ist, desto stärker bremst die Spule schnelle Stromänderungen durch Selbstinduktion. Die Einheit der Induktivität ist Henry .

Induktion ist das Entstehen einer elektrischen Spannung in einem Leiter, wenn sich der magnetische Fluss durch den Leiter ändert. Diese Änderung kann zum Beispiel durch ein sich veränderndes Magnetfeld oder durch einen sich ändernden Strom in einer Spule entstehen. Die dabei entstehende Spannung heißt Induktionsspannung.

Was ist der Unterschied zwischen Induktion und Induktivität?

Der Unterschied zwischen Induktion und Induktivität ist: Induktion bezeichnet den Vorgang, bei dem eine Induktionsspannung entsteht, wenn sich der magnetische Fluss ändert. Induktivität bezeichnet dagegen die Eigenschaft eines Leiters oder einer Spule, die festlegt, wie stark diese Induktionsspannung bei einer Stromänderung ausfällt. Induktivität wird in Henry angegeben.

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Induktivität

Wichtige Inhalte in diesem Video

Was ist Induktivität?

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Induktionsspannung ermitteln

Was ist die Induktivität und wo kannst du sie vorfinden? Alles Wichtige findest du hier und im Video dazu!

Inhaltsübersicht

Was ist Induktivität?

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Die Induktivität ist eine physikalische Größe, welche bei einem elektrischen Leiter die Fähigkeit zur Selbstinduktion beschreibt. Somit drückt sie aus, wie gut der elektrische Leiter bei Veränderung des Stromflusses ein Magnetfeld aufbauen und in Form von magnetischer Feldenergie speichern kann.

Du kannst sie mit folgender Formel berechnen:

$L = \frac{N \cdot \phi}{I}$

Jede der Buchstaben steht hierbei für eine andere Variable:

L: Induktivität
N: Windungszahl des elektrischen Leiters
Φ (Phi): Magnetischer Fluss

Ein typisches Beispiel für einen Leiter mit hoher Induktivität ist die Spule. Die vielen Windungen der Spule erhöhen nämlich die Stärke des Magnetfelds, weshalb auch die Induktivität steigt.

Induktivität — Einheit und Formelzeichen

Die Induktivität hat als Formelzeichen ein L. Sie wird in der Einheit mit dem Buchstaben H (Henry) angegeben.

In Formelsammlungen siehst du deshalb auch manchmal folgende Kurzschreibweise:

$\lbrack L \rbrack = 1 \, \rm{H} \, \text{(Henry)}$

1 Henry entspricht dabei einer Spannungsänderung von 1 Volt, wenn sich der Strom im Leiter um 1 Ampere pro Sekunde ändert.

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Induktionsspannung ermitteln

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(00:26)

In Leitern entsteht eine Induktionsspannung, wenn Strom durch sie fließt. Mithilfe der Induktivität kannst du ermitteln, wie hoch die entstehende Induktionsspannung im elektrischen Bauteil sein wird. Dafür benutzt du folgende Formel:

$U_{\text{ind}} = L \cdot \dot I = L \cdot \hspace{-0,75cm} \underbrace{\frac{\text{d}I}{\text{d}t}}_\text{Stromänderung}$

Induktivität berechnen

Wenn du die Induktivität eines elektrischen Leiters berechnen willst, eignet sich die allgemeine Formel:

$L = \frac{N \cdot \phi}{I}$

Wenn du jetzt allerdings für spezielle Leiter die Induktivität herausfinden möchtest, kommen andere Variationen der Formel zum Einsatz. Diese berücksichtigen beispielsweise die geometrische Form oder das Kernmaterial der Spule.

Zylinderspule

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(04:48)

Die Zylinderspule ist eine röhrenförmige Spule, welche aus einem spiralförmig umwickelten Kern besteht.

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Die Induktivität einer Zylinderspule kannst du mit folgender Formel berechnen:

$L = N^2 \cdot \frac{\mu_\rm{r} \mu_\rm{0} A }{l}$

Jeder Buchstabe wird entweder einer Größe oder einer Konstanten zugeordnet:

Buchstabe	Größe oder Konstante
L	Induktivität
N	Windungszahl der Zylinderspule
µ_r	Permeabilität bzw. die Durchlässigkeit für Magnetfelder
µ₀	Magnetische Feldkonstante (µ₀ ≈ 1,257 ⋅ 10^-6 N/A²)
A	Querschnittfläche der Spule

Aufgrund der Zylinderform kannst du für die Fläche der Spule die Formel für eine Kreisfläche verwenden:

$A = \pi r^{2}$

Ringspule

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(05:04)

Die Ringspule ist eine ringförmige Spule, die auch manchmal Toroidspule genannt wird.

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Die Induktivität einer Ringspule kannst du mit folgender Formel berechnen:

$L = N^2 \cdot \frac{\mu_r \cdot \mu_0 \cdot h }{2 \pi} \cdot \ln(\frac{R}{r})$

Die Variablen in dieser Formel sind ganz ähnlich zu denen der Zylinderspule:

Buchstabe	Größe oder Konstante
L	Induktivität
N	Windungszahl der Ringspule
µ_r	Permeabilität bzw. die Durchlässigkeit für Magnetfelder
µ₀	Magnetische Feldkonstante (µ₀ ≈ 1,257 ⋅ 10^-6 N/A²)
h	Höhe der Spule
R	Äußerer Radius
r	Innerer Radius

Induktivität messen

Die Induktivität einer Spule kann auf verschiedene Arten gemessen werden.

Eine Methode zur Messung besteht darin, Stromänderungen in der Spule in Abhängigkeit von der angelegten Spannung zu messen. Hierzu kann ein Oszilloskop verwendet werden. Durch Betrachtung der zeitlichen Verschiebung zwischen dem Strom und der Spannung kann die Induktivität berechnet werden.

Darüber hinaus kann zur Messung ein LCR-Meter verwendet werden. LCR-Meter sind Geräte, welche die Induktivität, Kapazität und den Widerstand von elektronischen Bauteilen messen können. Um die Induktivität einer Spule mit einem LCR-Meter zu ermittelt, wird die Spule einfach an das Messgerät angeschlossen und der Wert wird automatisch berechnet.

Eine weitere Methode zur Messung ist die Verwendung eines Schwingkreises . Ein Schwingkreis besteht aus einer Spule und einem Kondensator. Durch Messung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises kann die Induktivität der Spule berechnet werden.

Selbstinduktion — Ein- und Ausschaltvorgang

Die Induktivität spielt eine große Rolle beim Ein- und Ausschaltvorgang eines Stromkreises mit einer Lampe und einer Spule, die in Reihe geschaltet sind.

Sowohl beim Ein- als auch beim Ausschaltvorgang bremst die Induktivität der Spule nämlich den Stromfluss. Das führt dazu, dass die Lampe erst allmählich angeht und später beim Ausschalten auch lediglich langsam verglüht.

Das ist ein Effekt der Selbstinduktion. Wie dieses Phänomen genau abläuft, erfährst du in diesem Video dazu!

Induktivität — häufigste Fragen

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Was ist eine Spule?

Eine Spule ist ein elektrischer Leiter, der in vielen Windungen zu einer Schleife aufgewickelt ist. Durch die Windungsform kann die Spule beim Stromfluss ein Magnetfeld besonders gut aufbauen und magnetische Feldenergie speichern. Häufig liegt die Wicklung um einen Kern.
Was ist die Induktivität einer Spule?

Die Induktivität einer Spule ist die Größe , die angibt, wie stark die Spule bei einer Änderung des Stroms eine Induktionsspannung erzeugt. Je größer ist, desto stärker bremst die Spule schnelle Stromänderungen durch Selbstinduktion. Die Einheit der Induktivität ist Henry $\text{H}$ .
Was ist Induktion?

Induktion ist das Entstehen einer elektrischen Spannung in einem Leiter, wenn sich der magnetische Fluss durch den Leiter ändert. Diese Änderung kann zum Beispiel durch ein sich veränderndes Magnetfeld oder durch einen sich ändernden Strom in einer Spule entstehen. Die dabei entstehende Spannung heißt Induktionsspannung.
Was ist der Unterschied zwischen Induktion und Induktivität?

Der Unterschied zwischen Induktion und Induktivität ist: Induktion bezeichnet den Vorgang, bei dem eine Induktionsspannung entsteht, wenn sich der magnetische Fluss ändert. Induktivität bezeichnet dagegen die Eigenschaft eines Leiters oder einer Spule, die festlegt, wie stark diese Induktionsspannung bei einer Stromänderung ausfällt. Induktivität wird in Henry $\text{H}$ angegeben.

Schaltungen verstehen

Die Induktivität gehört zu elektrischen Schaltungen und ist besonders bei Spulen ein wichtiges Grundthema. Du ordnest in diesem Themenfeld Bauteile, Stromkreise und ihre Wirkung im elektrischen System ein. So wird klar, wie Strom, Spannung und Magnetfeld in einer Schaltung zusammenhängen. Weitere Videos dazu findest du in unserem Elektrotechnikbereich.

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