Re: Zeitmessung mit Arduino

From	Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de>
Newsgroups	de.sci.electronics
Subject	Re: Zeitmessung mit Arduino
Date	2017-07-12 02:39 +0200
Organization	Dr. Sieghard Schicktanz
Message-ID	<20170712023925.785a2f81@Achmuehle.WOR> (permalink)
References	(6 earlier) <esf553Foo8aU1@mid.individual.net> <ojtp60$4kn$1@dont-email.me> <eshpf8Fcp0uU3@mid.individual.net> <ok1qcq$qa9$1@news2.open-news-network.org> <esk7sgFtvuvU5@mid.individual.net>

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Hallo Hans-Peter,

Du schriebst am Tue, 11 Jul 2017 16:24:04 +0200:

> Von einem Energiespeicher (Akku) erwartet man normalerweise, daß Energie
> hineingesteckt wird, und dann die Stromzufuhr unterbrochen werden kann.
                                    ^^^^^^^^^^
Ersetze "Strom" durch "Energie". "Strom" ist nur eine Komponente bei der
Energiezufuhr, die andere ist "Spannung". Nur deswegen verbraucht ein
Leiter "praktisch keine" Energie - die daran anliegende Spannung
verschwindet nahezu, und 0 * "irgendwas" ist halt immer 0.

> Und daß er sich bei abgeschalteter Energiezufuhr um so schneller entlädt,
> je kleiner der Widerstand des Verbrauchers ist.

Und das stimmt durchaus nicht so ohne weiteres. Sicher entlädt sich ein
kurzgeschlossener Akku auch - aber er gibt keine Energie nach außen ab.
Daß dann alles in seinem Inneren umgesetzt wird, ist lediglich die Folge
dessen, daß ein Akku eine Spannungsquelle darstellt.

> Bei einer Spule reicht es aber nicht, das Magnetfeld nur aufzubauen,
> danach muß der Strom aufrechterhalten werden, sonst bricht es wieder

Letzteres tut er nur aufgrund des Widerstands der Wicklung der Spule.

> zusammen. Auf diese zusätzliche Energiezufuhr kann man nur verzichten,
> wenn man eine supraleitende Spule hat, und die kurzschließt - genau

Wie Du hier selber feststellst, kann eine Spule ohne Verlustwiderstand
also durchaus Energie speichern, ohne eine Spannung nach außen zu zeigen.
Eine genügend verlustarme nicht-supraleitende Spule kann auch als Speicher
dienen, wenn man nur eine Speicherdauer braucht, die deutlich kürzer als
ihre Zeitkonstante ist. Jedes Schaltnetzteil benutzt das in kleinem
Maßstab, ebenso die Zündanlage im Auto.

> umgekehrt wie beim Akku oder Kondensator. Ist das auf den ersten Blick
> nicht sehr widersinnig?

Genauso widersinnig wie ein Schwungradspeicher gegenüber einem Fallturm.
Oder eine Laufwasserturbine gegenüber einem kartesischen Brunnen..
Auch da gibt es entsprechende Dualitäten - was im einen Fall die Höhe für
die Speicherung bedeutet, ist im anderen Fall die Bewegung. Kinetische
gegenüber potentieller Energie.

> > Die Abschaltzeit des Magnetfeldes liegt wesentlich darin, wie groß die
> > Leistung ist, die man dem Magnetfeld entnimmt. Mit einer Freilaufdiode
...
> Die Spannung entsteht doch über der Spule (an ihrem Innenwiderstand),
> entspricht also zunächst genau der vorher anliegenden Betriebsspannung.

Nein, die Spannung entsteht aus der Änderung des Stromes, die durch eine
Energieentnahme aus dem Feld entsteht. Die kann natürlich durch umsetzen in
Wärme am Spuleninnenwiderstand erfolgen, das geht aber nur, wenn die Spule
in einem geschlossenen Stromkreis liegt. Sobald der Strom sich ändert,
entsteht dadurch eine Induktionsspannung, die an den Klemmen der Spule
auftritt, ggfs. zusätzlich zu einer extern angelegten Spannung.

> Beim Kurzschluß (z.B. über eine Diode) ist diese Spannung nicht meßbar,
> kann aber über R*I berechnet werden. Und auch da ist es irgendwie
> widersinnig, daß dem Speicher hier mit einem Kurzschluß weniger Energie
> entzogen wird, als mit einem höheren Widerstand.

Wieso? Die Leistung, die die Spule über diesen Widerstand abgibt, ist
R*I², also proportional zum Widerstand - größerer Widerstand ergibt also
höhere Leistungsentnahme und damit schnelleren Energieabbau. Ist doch
völlig logisch.

> Aber wir haben es ja mit einem Stromspeicher zu tun, nicht mit einem
> Ladungsspeicher. Versucht man nun, das Abschalten mit einem hohen

"Gut erkannt", endlich.

> Lastwiderstand zu beschleunigen, dann liegt die extern aufgebaute hohe
                                             ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Falsch - ...die _nach außen_ aufgebaute...

> Spannung auch an der Spule an. Wird diese Spannung zu hoch, kann es zu
  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
...Spannung _noch zusätzlich über der Spule_...

> Überschlägen zwischen den Windungen der Spule kommen, man darf also die
> Spannung nicht beliebig hoch werden lassen.

[Wirbelströme]
> Das gilt nur für den Betrieb mit Wechselstrom (z.B. Trafo). Bei einer
> Magnetspule für Gleichstrom können Wirbelströme nur beim Ein- und
> Ausschalten auftreten, und sind genau dann (zur Aufnahme von Energie)
> durchaus erwünscht!

Nein, das sind sie durchaus nicht, wenigstens nicht beim Einschalten, weil
sie da den Stromaufbau behindern und die Einschaltzeit verlängern. Nur
wegen der langweiligen Mechanik normaler Relais macht sich das weniger
bemerkbar. Schnelle Relais (z.B. Reed-Relais) benutzen deshalb durchaus
auch eisenlose Spulen.

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      Re: Zeitmessung mit Arduino Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2017-07-09 17:18 +0200
  Re: Zeitmessung mit Arduino Gerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de> - 2017-07-09 17:00 +0200
  Re: Zeitmessung mit Arduino Gerald Oppen <Gerald.Oppen@web.de> - 2017-07-09 17:07 +0200
    Re: Zeitmessung mit Arduino Stefan <df9bi@arcor.de> - 2017-07-10 06:41 +0200
      Re: Zeitmessung mit Arduino Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2017-07-10 18:40 +0200
        Re: Zeitmessung mit Arduino Volker Bartheld <news2017@bartheld.net> - 2017-07-10 19:03 +0200
  Re: Zeitmessung mit Arduino Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> - 2017-07-11 19:51 +0200
    Re: Zeitmessung mit Arduino Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de> - 2017-07-12 02:45 +0200
      Re: Zeitmessung mit Arduino Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> - 2017-07-12 19:52 +0200
        Re: Zeitmessung mit Arduino Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de> - 2017-07-13 00:42 +0200

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