Induktive Kopplung
Um einen stromdurchflossenen Leiter bildet sich ein Magnetfeld aus, das auch benachbarte Leiter durchdringt. Eine Stromänderung bewirkt auch eine Änderung des Magnetfeldes, wodurch dann eine Spannung in den benachbarten Leiter induziert wird.
Induktionsgesetz:
Wird ein Leiter in einem Magnetfeld so bewegt, dass er Feldlinien "schneidet", so wird in ihm während der Bewegung eine Spannung induziert. Befindet sich der Leiter in einem magnetischen Wechselfeld (das Feld ist in Bewegung), so wird in ihm ebenfalls eine Spannung induziert.
Diese ist umso höher je größer die Stromänderungsgeschwindigkeit di/dt und die Gegeninduktivität M 12 zwischen den beiden Leitern ist.
Es gilt näherungsweise:
Berechnung: |
|
Beispiel:
In einer Messleitung (2), die auf 2 m Länge parallel zu einem Motorkabel (1) liegt wird eine überlagernde Störspannung induziert. Die Gegeninduktivität M 12 beträgt 500 nH pro Meter. Wird im Motorkabel (1) ein Strom von 50 A (di) mit einer Anstiegsgeschwindigkeit von 10 µ s (dt) geschaltet, so ergibt sich eine Störspannung von Ust = 5 V auf der
Messleitung (2).
Verringerung der induktiven Einkopplung
- benachbarte Verlegung von Hin- und Rückleitern, also Minimierung der aufgespannten Fläche (kleinere unsymmetrische Störungen)
- Verlegung der Leiter direkt an der Massestruktur (kleinere unsymmetrische Störungen)
- di/dt verkleinern
- kurze Leitungen
- Vermeidung von Parallelführung leitungsverschiedener Kreise
- Vermeidung großer Leiterschleifen
- Schirmung: niederfrequent = Mumetall, hochferquent = Kupfer, Aluminium
- Verdrillte Leitungen (Twisted Pair)