Inductor Losses
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Ummagnetisierungs-Verluste
Wenn sich an einer Spule die Stromflussrichtung ändert, ändert sich auch die Richtung des Magnetfelds in der Spule. Dafür müssen alle Mini-Permanentmagneten um 180° gedreht werden. Bei einem sinusförmigen Strom passiert das pro Sinus-Periode zwei Mal. Es ist Energie notwendig um die Reibung für diese Drehung zu überwinden. Der Kern wird warm und der Wirkungsgrad der Schaltung sinkt. Wir nennen diesen Effekt Ummagnetisierungsverluste. Ummagnetisierungsverluste steigen vor allem mit der Anzahl der Umpolungen des Magnetfelds pro Sekunde an. Es gibt Spulen, die auf geringe Kernverluste optimiert sind.
Wirbelstromverluste
Magnetisch leitfähige Kernmaterialien sind üblicherweise auch elektrisch leitend. Das gilt z. B. für Eisen. Das Magnetfeld der Spule verläuft vor allem im Kern. Das Feld erzeugt im Kern aufgrund der bidirektionalen Feldwirkung einen elektrischen Strom. Dieser Strom erzeugt am elektrischen Widerstand des Kerns Verluste. Diesen Effekt verstehen Sie besser, wenn Sie de Induktion von Spannung durch dynamische Magnetfelder (optionales Kapitel) gelesen haben.
Die Richtungen von Magnetfeld und Stromfluss stehen senkrecht aufeinander. Wir brauchen hohe magnetische Leitfähigkeit umlaufend im Kern entlang der Magnetfeldlinien. In der Abbildung oben ist das die Ebene des Bildschirms (grüner Pfeil). In dieser Richtung ist die elektrische Leitfähigkeit egal, denn der Strom fließt nicht parallel, sondern senkrecht zum Magnetfeld.
Wir brauchen eine niedrige elektrische Leitfähigkeit senkrecht zur Richtung der Magnetfeldlinien. Das ist die Richtung in den Bildschirm hinein (dunkelroter Pfeil). Hier ist die magnetische Leitfähigkeit egal, denn die Magnetfeldlinien nehmen eh einen anderen Weg.
Es werden Bleche aufeinander geklebt, um damit einem Spulenkern zu bauen. Die Bleche leiten das Magnetfeld unterbrechungsfrei in der Bildschirm-Ebene. Sie unterbrechen den Strom in der Ebene in den Bildschirm hinein. Die Bleche sin in der oberen Abbildung angedeutet. Sie reduzieren den Wirbelstrom im Kern, der durch das Magnetfeld selbst erzeugt wird.
Ohm´sche Leitungsverluste
Der Spulenstrom fließt durch isolierte Leitungen, die um den Kern herum verlaufen. Diese Leitungen weisen aufgrund ihres Materials und ihrer Geometrie einen ungewollten ohm´schen Widerstand auf. An diesem Widerstand treten Leitungsverluste Verluste auf. Sie werden geringer, wenn die Leitungen dick und kurz sind und aus möglichst gut elektrisch leitendem Material bestehen.