Neben Widerstand und Kapazität gehört die Induktivität zu den drei Größen, mit denen sich passive elektrische Netzwerke beschreiben lassen. Sie beschreibt, wie stark ein Leiter ein Magnetfeld aufbaut und wie sehr er sich damit gegen Stromänderungen wehrt. In der Funktechnik entscheidet sie über Resonanzfrequenzen, Filterkurven und darüber, ob eine verkürzte Antenne überhaupt arbeitet.
Schnellzugriff
Was ist Induktivität?
Kurz gesagt: Induktivität beschreibt den Zusammenhang zwischen Strom und magnetischer Flussverkettung. Bei einer linearen Spule gilt $L = \frac{\lambda}{I} = \frac{N \cdot \Phi}{I}$, wobei $\Phi$ der Fluss durch eine Windung und $\lambda = N\Phi$ die gesamte Flussverkettung ist. Gleichwertig lässt sie sich über die Spannung definieren, die eine Stromänderung hervorruft: $u_L = L \cdot \frac{\mathrm{d}i}{\mathrm{d}t}$. Beide Formulierungen beschreiben dieselbe Eigenschaft, nur aus zwei Blickrichtungen.
Bei Kernen mit nichtlinearer Permeabilität ist die Flussverkettung nicht mehr streng proportional zum Strom, die Induktivität hängt dann vom Arbeitspunkt ab. In dem Fall rechnet man mit der differentiellen Induktivität $L = \frac{\mathrm{d}\lambda}{\mathrm{d}i}$.
Fließt Strom durch einen Leiter, umgibt ihn ein Magnetfeld. Wickelt man den Leiter auf, addieren sich die Felder der einzelnen Windungen und das Feld wird um ein Vielfaches stärker. Die Induktivität sagt, wie viel Magnetfeld ein Ampere Strom zustande bringt.
Wichtig ist die zweite Definition, weil sie den praktischen Effekt beschreibt: Die Spannung an einer idealen Induktivität hängt nicht vom Strom selbst ab, sondern von seiner zeitlichen Änderung. Der Strom bestimmt dagegen, wie stark das Magnetfeld ist und wie viel Energie darin steckt. Ein konstanter Gleichstrom erzeugt nach dem Einschwingen ein konstantes Feld, an einer idealen Induktivität fällt dann keine Spannung mehr ab; an einer realen Spule bleibt der Abfall am Drahtwiderstand. Erst wenn sich der Strom ändert, entsteht eine Spannung, die dieser Änderung entgegenwirkt.
Im Magnetfeld steckt Energie
Das aufgebaute Feld ist ein Energiespeicher. Für eine lineare Induktivität, deren L im betrachteten Strombereich konstant bleibt, gilt:
$$W = \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2$$
Eine HF-Drossel mit 100 µH, durch die 1 A fließt, speichert also $\frac{1}{2} \cdot 100\,\mu\text{H} \cdot (1\,\text{A})^2 = 50\ \mu\text{J}$. Das klingt nach wenig, ist aber der Grund für die Spannungsspitzen beim Abschalten: Wird der Strompfad plötzlich unterbrochen, versucht die Induktivität den bisherigen Strom aufrechtzuerhalten, und die Spannung steigt so weit, bis die Energie irgendwo umgesetzt oder zwischengespeichert wird - im Lichtbogen am Kontakt, in einer Freilaufdiode, einem Widerstand oder in parasitären Kapazitäten.
Welche Einheit hat die Induktivität?
Die Einheit ist das Henry (H), benannt nach dem amerikanischen Physiker Joseph Henry. Der Name wurde 1893 auf dem Internationalen Elektrizitätskongress in Chicago angenommen, zusammen mit Ohm, Ampere, Volt, Coulomb, Farad, Joule und Watt.
| Schreibweise | Bedeutung |
|---|---|
| 1 H = 1 Vs/A | An einer idealen Induktivität von 1 H erzeugt eine Stromänderung von 1 Ampere pro Sekunde eine Klemmenspannung von 1 Volt |
| 1 H = 1 Wb/A | 1 Weber magnetischer Fluss je Ampere Strom |
| 1 H = 1 Ω·s | praktische Merkform für Zeitkonstanten |
Das Henry ist keine SI-Basiseinheit, sondern abgeleitet (kg·m²·s⁻²·A⁻²). Mit der SI-Revision von 2019 wurde es nicht selbst neu definiert, wohl aber die Basiseinheiten dahinter: Kilogramm und Ampere beruhen seither auf festgelegten Naturkonstanten statt auf Artefakten und Kraftgesetzen.
Größenordnungen im Funkalltag
Ein ganzes Henry ist in der Funktechnik eine Ausnahme. Diese Tabelle sortiert die Werte, denen du wirklich begegnest:
| Bereich | Wo | Beispiel |
|---|---|---|
| Nanohenry (nH) | Anschlussdrähte, Leiterbahnen, Kreise für VHF und UHF | ein 10 cm langer Draht von 1 mm Durchmesser hat rund 100 nH |
| Mikrohenry (µH) | Schwingkreise auf Kurzwelle, Anpassnetzwerke, HF-Drosseln | rund 1,26 µH ergeben mit 100 pF Resonanz auf 14,2 MHz |
| einige zehn µH | Rollspulen im Antennentuner, Verlängerungsspulen verkürzter KW-Antennen | veröffentlichte Auslegungen verkürzter 80-m-Dipole liegen bei rund 20 bis 25 µH je Schenkel |
| Millihenry (mH) | NF-Bereich, Netzfilter, Übertrager mit hoher Permeabilität | ein Ringkern mit A_L von 250 nH ergibt mit 89 Windungen 2 mH |
| ganze Henry | fast nur Sieb- und Netzdrosseln bei 50 Hz | in der Hochfrequenz praktisch nicht anzutreffen |
Auch ein gerader Draht hat Induktivität
Das ist keine Spitzfindigkeit, sondern der Grund, warum HF-Aufbauten kurze Anschlussdrähte brauchen. Für einen geraden Runddraht gilt näherungsweise:
$$L\ [\text{nH}] \approx 0{,}2 \cdot l \cdot \left[\ln\!\left(\frac{4l}{d}\right) - 1\right] \qquad (l,\ d \text{ in mm})$$
Streng genommen ist die Induktivität eines einzelnen Drahtstücks nur zusammen mit dem Rückstrompfad eindeutig; die Formel liefert die sogenannte partielle Induktivität eines dünnen, geraden Leiters und setzt eine bestimmte Umgebung voraus.
Bei 145 MHz sind 100 nH bereits gut 91 Ohm Blindwiderstand. Ein zu lang gelassenes Bauteilbeinchen ist dort kein Schönheitsfehler mehr, sondern ein Bauelement.
Selbstinduktion und Gegeninduktion
Ändert sich der Strom durch eine Induktivität, induziert das eigene Magnetfeld eine Spannung in denselben Leiter. Das ist die Selbstinduktion. Nach der Lenzschen Regel wirkt sie ihrer Ursache entgegen: Steigt der Strom, bremst sie ihn, sinkt er, hält sie ihn aufrecht.
Wirkt das Feld einer Induktivität auch auf eine zweite, kommt die Gegeninduktivität M ins Spiel:
$$|M| = k \cdot \sqrt{L_1 \cdot L_2}$$
Der Kopplungsfaktor k liegt zwischen 0 und 1. Ob sich die induzierten Spannungen addieren oder gegeneinander wirken, entscheidet nicht k, sondern der Wicklungssinn, im Schaltbild durch die Punktkennzeichnung markiert. Genau diese Größe entscheidet, ob eine Verkopplung erwünscht ist oder nicht:
| Ziel | Gewünschtes k | Beispiel |
|---|---|---|
| Energie übertragen | möglichst nahe 1 | Übertrager, Balun, Transformator |
| definiert ankoppeln | gezielt kleiner Wert | Bandfilter mit zwei gekoppelten Kreisen |
| Verkopplung vermeiden | möglichst nahe 0 | zwei Spulen in derselben Baugruppe |
Für den letzten Fall gilt die übliche Werkstattregel: Abstand halten und die Spulenachsen ungefähr im rechten Winkel zueinander stellen. Das ist eine gute Faustregel, aber keine Garantie. Je nach Geometrie liegt das Minimum der Kopplung nicht exakt bei 90 Grad, und bei kritischen Baugruppen hilft nur Abschirmen oder Messen.
Reihen- und Parallelschaltung
Für ideale, magnetisch nicht gekoppelte Induktivitäten gelten dieselben Additionsregeln wie für Widerstände - elektrisch verhalten sie sich ansonsten gerade nicht so:
$$L_{\text{Reihe}} = L_1 + L_2 + \dots \qquad \frac{1}{L_{\text{parallel}}} = \frac{1}{L_1} + \frac{1}{L_2} + \dots$$
Sind die Spulen dagegen gekoppelt, kommt bei der Reihenschaltung ein Term hinzu: $L_{\text{ges}} = L_1 + L_2 \pm 2M$. Das Vorzeichen hängt vom Wickelsinn ab. Zwei gleich große, eng gekoppelte und gleichsinnig gewickelte Spulen ergeben in Reihe also nicht das Doppelte, sondern bis zum Vierfachen der Einzelinduktivität.
Rechnest du mit Induktivitäten?
Fragetext, Antworten und Abbildungen stammen aus dem offiziellen BNetzA-Fragenkatalog (Klassen E und A). Die Reihenfolge der Antworten wird bei jedem Aufruf neu gemischt und weicht deshalb vom Katalog ab. Nichts wird gespeichert, du kannst beliebig oft probieren.
EC307 Wie ändert sich die Induktivität einer Spule von 12 μH, wenn die Windungszahl bei gleicher Wickellänge verdoppelt wird?
- Die Induktivität steigt auf 48 μH.
- Die Induktivität steigt auf 24 μH.
- Die Induktivität sinkt auf 6 μH.
- Die Induktivität sinkt auf 3 μH.
EC306 Vorausgesetzt sind zwei Spulen in gleicher Umgebung, mit gleicher Windungszahl und mit gleicher Querschnittsfläche. Die erste Spule hat eine Induktivität von 12 μH. Die zweite Spule hat die doppelte Länge der ersten Spule. Wie hoch ist die Induktivität der zweiten Spule?
- 6 μH
- 24 μH
- 48 μH
- 3 μH
AD102 Wie groß ist die Gesamtinduktivität von drei in Reihe geschalteten Spulen von 2200 nH, 0,033 mH und 150 μH?
- 185,2 μH
- 155,5 μH
- 205,0 nH
- 205,0 μH
AD206 Was ist im Resonanzfall bei der Reihenschaltung einer Induktivität mit einer Kapazität erfüllt?
- Der Betrag des induktiven Widerstands ist dann gleich dem Betrag des kapazitiven Widerstands.
- Der Betrag des Verlustwiderstandes der Spule ist dann gleich dem Betrag des Verlustwiderstandes des Kondensators.
- Der Betrag des elektrischen Feldes in der Spule ist dann gleich dem Betrag des elektrischen Feldes im Kondensator.
- Der Betrag des magnetischen Feldes in der Spule ist dann gleich dem Betrag des magnetischen Feldes im Kondensator.
ED504 Wie verhält sich die Frequenz eines LC-Oszillators, wenn bei zunehmender Temperatur die Induktivität der Spule größer wird?
- Die Frequenz wird niedriger.
- Die Frequenz wird höher.
- Die Frequenz bleibt stabil.
- Die Schwingungen reißen sofort ab.
Diese Fragen stammen aus dem offiziellen Fragenkatalog der Bundesnetzagentur. Im Lernbereich übst du sie mit Fortschrittsspeicherung und persönlicher Auswertung.
Die beiden Bildfragen prüfen dasselbe Gesetz aus zwei Richtungen: Die Induktivität wächst mit dem Quadrat der Windungszahl, aber nur linear umgekehrt mit der Länge. Doppelte Windungszahl bei gleicher Wickellänge bedeutet daher das Vierfache, doppelte Länge bei gleicher Windungszahl die Hälfte. Bei der Reihenschaltung ist die Aufgabe vor allem eine Einheitenfalle: 2200 nH sind 2,2 µH, 0,033 mH sind 33 µH, zusammen mit 150 µH ergibt das 185,2 µH.
Induktiven Blindwiderstand berechnen
An Wechselspannung ändert sich der Strom ständig, die Selbstinduktion wirkt also dauerhaft. Das Ergebnis ist der induktive Blindwiderstand:
$$X_L = 2\pi f L$$
Er wächst proportional zur Frequenz und ist bei Gleichstrom null. Dieselbe Induktivität verhält sich auf verschiedenen Bändern also völlig unterschiedlich:
| Induktivität | Frequenz | X_L | Was das heißt |
|---|---|---|---|
| 10 µH | 0 Hz (Gleichstrom) | 0 Ω | nur der Drahtwiderstand zählt |
| 10 µH | 7 MHz | rund 440 Ω | im 50-Ohm-System schon deutlich hochohmig |
| 10 µH | 28 MHz | rund 1760 Ω | viermal so viel, weil die Frequenz vervierfacht wurde |
| 1 µH | 145 MHz | rund 910 Ω | auf 2 m reicht ein Zehntel der Induktivität für fast denselben Wert |
Genau darauf beruht die Drossel: Sie soll den Gleichstrom oder die erwünschte niederfrequente Komponente passieren lassen und der unerwünschten Hochfrequenz eine möglichst hohe Impedanz entgegensetzen. Und genau deshalb muss eine Drossel, die auf 160 m wirken soll, ein Vielfaches der Induktivität einer 10-m-Drossel haben.
Resonanzfrequenz von Spule und Kondensator
Der kapazitive Blindwiderstand verhält sich genau gegenläufig: Er sinkt mit steigender Frequenz. Bei einer bestimmten Frequenz sind beide Beträge gleich. Das ist die Resonanz. Im idealen Reihenkreis heben sich die beiden Beiträge zur Gesamtimpedanz auf, übrig bleibt der Wirkwiderstand, die Impedanz wird minimal. Im idealen Parallelkreis heben sich stattdessen die Blindanteile der Ströme auf, dort wird die Impedanz maximal. Die Resonanzfrequenz liefert in beiden Fällen die Thomson-Formel:
$$f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{L \cdot C}} \qquad\Longleftrightarrow\qquad L = \frac{1}{(2\pi f_0)^2 \cdot C}$$
Die rechte Form ist die für den Selbstbau interessante: Sie sagt, welche Induktivität du brauchst, wenn Frequenz und Kapazität feststehen. Sie gilt für den idealisierten LC-Kreis; bei stark bedämpften realen Schaltungen kann die Frequenz des Impedanzmaximums oder -minimums geringfügig davon abweichen.
- für 3,6 MHz im 80-m-Band: rund 19,5 µH
- für 14,2 MHz im 20-m-Band: rund 1,26 µH
Diese quadratische Abhängigkeit erklärt auch, warum Temperaturdrift bei einem LC-Oszillator so lästig ist. Steigt die Induktivität mit der Temperatur, sinkt die Resonanzfrequenz - genau danach fragt der Fragenkatalog im Quiz oben. Ob L bei einer konkreten Spule tatsächlich steigt oder fällt, hängt allerdings von Wicklungsgeometrie, Spulenkörper und beim Kern vom Temperaturkoeffizienten des Materials ab.
Induktivität berechnen
Für die Prüfung reichen zwei Formeln, und beide stehen in der amtlichen Formelsammlung, die du in der Prüfung benutzen darfst.
Lange Zylinderspule:
$$L = \frac{\mu_0 \cdot \mu_r \cdot N^2 \cdot A}{l}$$
Ringkern über die Induktivitätskonstante:
$$L = A_L \cdot N^2 \qquad\Longleftrightarrow\qquad N = \sqrt{\frac{L}{A_L}}$$
Die Einheit des $A_L$-Werts steht im Datenblatt und ist nicht einheitlich: Üblich sind nH je Windung zum Quadrat, bei manchen Eisenpulverkernen aber auch µH je 100 Windungen. Wer beides verwechselt, liegt um den Faktor 10 daneben.
Aus beiden folgt dieselbe zentrale Aussage: Bei unveränderter Geometrie und unverändertem Kern wächst die Induktivität mit dem Quadrat der Windungszahl. Doppelte Windungszahl heißt dann vierfache Induktivität, dreifache Windungszahl neunfache. Genau davon gehen auch die Prüfungsaufgaben aus. Wickelt man in der Praxis Windungen nach, ändern sich meist auch Wickellänge, Streufeld und Eigenkapazität mit.
Für wirklich gebaute Luftspulen nimmt man deshalb bessere Näherungen wie die Wheeler-Formel. Sie ist kein Prüfungsstoff und kommt in der amtlichen Formelsammlung nicht vor, gehört aber ins Werkzeug jedes Selbstbauers. Formel, Gültigkeitsbereich, Wickelpraxis und die Messverfahren stehen im Artikel zur Spule.
Ist die Induktivität selbst frequenzabhängig?
Diese Frage sorgt für Verwirrung, weil eine reale Spule an ihren Anschlüssen mit steigender Frequenz alles Mögliche tut. Es lohnt sich, zwei Dinge auseinanderzuhalten: die Induktivität selbst und das, was am Anschluss messbar ist.
| Effekt | Ändert sich L wirklich? | Erklärung |
|---|---|---|
| Skin- und Proximityeffekt | ja, meist geringfügig | Die Stromverteilung im Leiter ändert sich: Der Strom wird an die Oberfläche gedrängt, benachbarte Windungen beeinflussen sich zusätzlich. Der innere Feldanteil und damit die innere Induktivität sinken, vor allem aber steigt der HF-Verlustwiderstand. |
| Wicklungskapazität und Eigenresonanz | nein, aber die gemessene Induktivität schon | Die parasitäre Kapazität liegt parallel zur Induktivität. Der zugrunde liegende Niederfrequenzwert bleibt, die gemessene Gesamtimpedanz ändert sich aber, und die daraus berechnete scheinbare Induktivität steigt schon unterhalb der Eigenresonanz an. Darüber taugt das einfache Modell einer reinen Induktivität nicht mehr. |
| Ferritkern, Realteil der Permeabilität | ja, oft deutlich | Bei Ferriten ist die Permeabilität selbst frequenzabhängig. Sinkt sie, sinkt die wirksame Induktivität. Das ist eine echte Materialeigenschaft. |
| Ferritkern, Verlustanteil der Permeabilität | nein | Real- und Imaginärteil sind zwei Anteile derselben komplexen Materialantwort. Der Imaginärteil bildet die magnetischen Verluste ab und erscheint im Ersatzschaltbild als Verlustwiderstand - erwünscht bei Mantelwellensperren, unerwünscht im Schwingkreis. |
Praktisch heißt das: Ein angegebener Induktivitätswert ist erst zusammen mit Messfrequenz, Messpegel, einer eventuellen Gleichstromvorspannung und dem zugrunde gelegten Ersatzschaltbild eindeutig. Wer eine Drossel für 28 MHz auslegt und ihre Induktivität bei 1 kHz misst, kann sich gründlich täuschen - bei Ferritbauteilen besonders leicht, weil sie sich zusätzlich nichtlinear verhalten.
Wo die Induktivität im Funkbetrieb auftaucht
| Anwendung | Welche Eigenschaft genutzt wird |
|---|---|
| Schwingkreis in Oszillator und Filter | gemeinsam mit einer Kapazität ergibt L die Resonanzfrequenz |
| Tiefpass hinter der Endstufe | X_L steigt mit der Frequenz, zusammen mit Kondensatoren werden Oberwellen dadurch stark gedämpft |
| Antennentuner mit L-, T- oder Pi-Netzwerk | Induktivität und Kapazität des Netzwerks transformieren gemeinsam die vorhandene Antennenimpedanz auf meist 50 Ohm |
| Verlängerungsspule verkürzter Antennen | eine zu kurze Antenne wirkt kapazitiv, die Spule kompensiert das bei der Betriebsfrequenz und stellt Resonanz her, ersetzt aber nicht die fehlende Länge |
| HF-Drossel in der Stromversorgung | Gleichstrom sieht nur den Wicklungswiderstand, Hochfrequenz eine deutlich höhere Impedanz - solange Kern und Wicklung zu Strom und Frequenz passen |
| Balun, Unun und Übertrager | gekoppelte Wicklungen verändern Spannungs- und Impedanzverhältnisse; ein Balun verbindet zusätzlich ein symmetrisches mit einem unsymmetrischen System, ein Unun symmetriert dagegen nicht |
| Mantelwellensperre | arbeitet nicht als klassischer Übertrager, sondern über eine hohe Gleichtaktimpedanz aus induktivem und Verlustanteil |
Wie diese Baugruppen konkret aufgebaut, dimensioniert und gewickelt werden, steht ausführlich im Artikel zur Spule.
Typische Fehler bei Spulen und Induktivitäten
- Induktivität und Blindwiderstand trennen: L ist eine Bauteileigenschaft, X_L gilt immer nur für eine bestimmte Frequenz
- Vor dem Addieren alles auf dieselbe Einheit bringen, nH, µH und mH liegen jeweils Faktor 1000 auseinander
- Bei Datenblattwerten die Messfrequenz mitlesen
- Bei UHF auch die Anschlussdrähte als Induktivität mitrechnen
- Den Drahtwiderstand am Ohmmeter für den Blindwiderstand halten
- Windungen verdoppeln und mit doppelter Induktivität rechnen - es wird das Vierfache
- Einen Ferritkern einbauen, weil "mehr µr immer besser" ist. Ein hoher Permeabilitätswert allein sagt nichts: Für einen Schwingkreis zählen Verlustfaktor, Güte, Temperaturverhalten und zulässige Flussdichte bei der Betriebsfrequenz
- Zwei Spulen dicht nebeneinander setzen und sich über verstimmte Kreise wundern
- Eine Drossel weit oberhalb ihrer Eigenresonanz betreiben und annehmen, sie sperre dort noch
Von der Formel zum eigenen Rufzeichen
Induktivität, Blindwiderstand und Schwingkreis sind der rote Faden durch den Technikteil der Amateurfunkprüfung. Wer die Zusammenhänge einmal verstanden hat, muss deutlich weniger auswendig lernen. Im Lernbereich übst du die Originalfragen der Bundesnetzagentur mit Fortschrittsanzeige und persönlicher Auswertung, kostenlos und ohne Zeitdruck.
Kostenlos mit dem Lernen beginnenFazit
Anschaulich wirkt eine Induktivität wie eine elektrische Trägheit gegenüber Stromänderungen. Aus dieser einen Eigenschaft folgt alles Weitere: der Blindwiderstand, der mit der Frequenz wächst, die Resonanz im Zusammenspiel mit einer Kapazität und die Fähigkeit, Energie kurzzeitig im Magnetfeld zu speichern. Drei Zahlen reichen für den Anfang: L wächst mit dem Quadrat der Windungszahl, X_L steigt proportional zur Frequenz, und die nötige Induktivität für eine Resonanz sinkt mit dem Quadrat der Frequenz.
Häufige Fragen
Was ist Induktivität?
Die Induktivität mit dem Formelzeichen L beschreibt, wie stark ein Leiter beim Stromfluss ein Magnetfeld aufbaut. Bei einer linearen Spule ist sie das Verhältnis von magnetischer Flussverkettung, also Windungszahl mal Fluss, zum Strom. Praktisch bedeutet sie: Je größer L, desto stärker wehrt sich der Stromkreis gegen Änderungen des Stroms.
Welche Einheit hat die Induktivität?
Die Einheit ist das Henry, Einheitenzeichen H, benannt nach Joseph Henry; der Name wurde 1893 in Chicago angenommen. An einer idealen Induktivität von 1 Henry entsteht bei einer Stromänderung von 1 Ampere je Sekunde eine Klemmenspannung von 1 Volt. Im Amateurfunk rechnet man auf Kurzwelle und UKW meist in Mikro- und Nanohenry, im NF- und Netzbereich auch in Millihenry.
Was bedeutet Selbstinduktion?
Ändert sich der Strom durch eine Spule, ändert sich ihr Magnetfeld, und dieses veränderliche Feld induziert eine Spannung in derselben Spule. Nach der Lenzschen Regel wirkt sie ihrer Ursache entgegen, weshalb die induzierte Quellenspannung mit einem Minuszeichen geschrieben wird, während die Klemmenspannung im Verbraucherzählpfeilsystem ohne Minuszeichen angegeben wird. Deshalb steigt der Strom beim Einschalten nur verzögert an, und deshalb entstehen beim Abschalten hohe Spannungsspitzen.
Wie hängt die Induktivität von der Windungszahl ab?
Quadratisch. In beiden gebräuchlichen Formeln, der Zylinderspulenformel und der Ringkernformel L = A_L mal N zum Quadrat, steht die Windungszahl im Quadrat. Doppelte Windungszahl bedeutet also die vierfache Induktivität, dreifache Windungszahl die neunfache. Umgekehrt braucht man für die doppelte Induktivität nur rund 1,4 mal so viele Windungen.
Wofür wird Induktivität im Amateurfunk verwendet?
Für Schwingkreise in Oszillatoren und Filtern, für Tiefpassfilter hinter der Endstufe, für Anpassnetzwerke im Antennentuner, als Verlängerungsspule bei verkürzten Antennen, als Drossel in der Stromversorgung und als gekoppelte Wicklung in Balun und Übertrager.
Was ist der Unterschied zwischen Induktivität und Widerstand?
Ein idealer ohmscher Widerstand setzt Energie in Wärme um und ist frequenzunabhängig; reale Widerstände haben bei hohen Frequenzen zusätzlich parasitäre Induktivität und Kapazität. Eine Induktivität speichert Energie im Magnetfeld und gibt sie wieder ab, ihr Blindwiderstand steigt mit der Frequenz. An einer idealen Induktivität entsteht keine Wirkleistung, eine reale Spule hat daneben Wicklungswiderstand und bei Kernen zusätzliche Verluste.
Wie beeinflusst die Frequenz den induktiven Blindwiderstand?
Der Blindwiderstand X_L ist gleich 2 mal Pi mal Frequenz mal Induktivität, er wächst also proportional mit der Frequenz. Eine Spule von 10 Mikrohenry hat bei 7 Megahertz rund 440 Ohm, bei 28 Megahertz schon rund 1760 Ohm. Bei Gleichstrom ist der Blindwiderstand null.
Warum werden Ferritkerne eingesetzt?
Weil ein Kern mit hoher Permeabilität dieselbe Induktivität mit sehr viel weniger Windungen erreicht. Das spart Platz und Drahtwiderstand. Der Preis sind Kernverluste, eine begrenzte Aussteuerbarkeit und eine Permeabilität, die sich mit der Frequenz ändert. Für Schwingkreise mit hoher Güte werden je nach Frequenz Luftspulen, geeignete Eisenpulverkerne oder eigens dafür vorgesehene verlustarme Ferritmaterialien eingesetzt. Entscheidend sind die Materialdaten bei der tatsächlichen Betriebsfrequenz.
Welche Rolle spielt die Induktivität in einem Schwingkreis?
Zusammen mit der Kapazität bestimmt sie die Resonanzfrequenz nach der Thomson-Formel. Bei Resonanz sind induktiver und kapazitiver Blindwiderstand betragsgleich und heben sich auf. Weil die Frequenz vom Kehrwert der Wurzel aus L mal C abhängt, wirkt sich eine Änderung der Induktivität direkt auf die Frequenz aus. Steigt L, sinkt die Resonanzfrequenz.
Hat auch ein gerader Draht eine Induktivität?
Ja, jeder Leiter hat eine Induktivität, die Wicklung verstärkt den Effekt nur. Als grober Richtwert wird oft 1 Nanohenry je Millimeter genannt, was für dünne, lange Drähte gut hinkommt. Bei kurzen, dicken Stücken liegt der tatsächliche Wert deutlich darunter. In der Hochfrequenztechnik sind zu lange Anschlussdrähte deshalb ein echtes Problem.
Quellen: DARC-Online-Lehrgang Technik Klasse A, Kapitel 3 (Kondensator und Spule) · DARC-Lehrgang Klasse E, Kapitel 7 (Schwingkreis, Filter) · Wikipedia: Induktivität · Wikipedia: Henry (Einheit) · BIPM: SI-Broschüre (abgeleitete Einheiten, Revision 2019) · PTB: Das neue SI · Wikipedia: Zylinderspule (Gültigkeit der Solenoidformel) · IN3OTD: Einlagige Luftspulen, Wheeler- und Lundin-Formel · OH1TV: Induktivität eines geraden Leiters (nach Rosa, 1908) · mikrocontroller.net: Platinen-Induktivität (Faustregel 1 nH je mm) · Wikipedia: Thomsonsche Schwingungsgleichung · Micrometals: Datenblatt T50-2 (A_L-Wert) · Würth Elektronik: EMV-Grundlagen (komplexe Permeabilität) · Bundesnetzagentur: Amateurfunk (Fragenkatalog und Formelsammlung). Angaben zu typischen Induktivitätswerten sind Größenordnungen und hängen von Aufbau, Kernmaterial und Frequenz ab.