Spulenenergie Rechner
Gib eine Induktivität und einen Strom ein, um die im Magnetfeld der Spule gespeicherte Energie zu erhalten — und sieh, warum diese Energie mit dem Quadrat des Stroms steigt.
Gespeicherte Energie in einem Schritt
Gib die Induktivität in Henry und den Strom in Ampere ein und der Rechner liefert die im Magnetfeld gespeicherte Energie (½LI²) in Joule.
SI-Einheiten verwenden
Induktivität in Henry und Strom in Ampere ergeben Energie in Joule — rechne Millihenry in Henry um (teile durch 1000), bevor du startest.
Was ist Spulenenergie?
Die Energie im Magnetfeld
Eine Spule speichert Energie, sobald Strom durch sie fließt, und hält diese Energie im Magnetfeld, das ihre Wicklung umgibt. Die Menge wächst mit der Induktivität — einem Maß dafür, wie stark die Spule Stromänderungen entgegenwirkt — und, weit stärker, mit dem Strom selbst. Der Spulenenergie-Rechner macht aus zwei Größen, der Induktivität in Henry und dem Strom in Ampere, die gespeicherte Energie in Joule. Das ist die Zahl hinter Schaltnetzteilen, Sperrwandlern und den schnellen Spannungsspitzen, die du siehst, wenn eine induktive Last plötzlich getrennt wird.
Gib eine Induktivität in Henry und einen Strom in Ampere ein, um sofort die im Magnetfeld gespeicherte Energie in Joule zu erhalten.
Die gespeicherte Energie ist die halbe Induktivität multipliziert mit dem Quadrat des Stroms.
E = ½ × L × I²Der Strom wird quadriert und dominiert deshalb das Ergebnis: Eine kleine Änderung des Stroms erzeugt eine große Änderung der Energie. Die Induktivität geht nur in der ersten Potenz ein, sodass eine Verdopplung bei gleichem Strom die gespeicherte Energie lediglich verdoppelt. Verwende Henry und Ampere, dann kommt die Energie in Joule zurück.
Angenommen, eine Spule mit 2 H führt einen konstanten Strom von 3 A.
Strom quadrieren
3² = 9 — der quadrierte Strom, der die Energie antreibt.
Mit der Induktivität multiplizieren
2 × 9 = 18 — Induktivität mal Strom zum Quadrat.
Halbieren
½ × 18 = 9 J — die im Magnetfeld der Spule gespeicherte Energie.
Das Ergebnis (9 J bei der Spule oben) ist die Energie, die die Spule in diesem Moment in ihrem Magnetfeld hält — Energie, die der Stromkreis liefern muss, um das Feld aufzubauen, und Energie, die irgendwohin muss, wenn das Feld zusammenbricht. Die entscheidende Erkenntnis: Die Energie skaliert mit dem Quadrat des Stroms. Verdoppelst du den Strom von 3 auf 6 A, vervierfacht sich die gespeicherte Energie von 9 auf 36 J, während eine Verdopplung der Induktivität die Energie nur auf 18 J verdoppelt. Diese quadratische Abhängigkeit vom Strom ist der Grund, warum Drosseln mit hohem Strom so viel Energie speichern und warum sich diese Energie so heftig gegen plötzliche Änderungen wehrt. Weil eine Spule jedem schnellen Stromabfall entgegenwirkt, zwingt das Öffnen des Stromkreises die gespeicherte Energie als scharfe Spannungsspitze heraus — der Funke am Schalter oder der Schlag, der einen ungeschützten Transistor zerstört. Entwickler bändigen diese Energie mit Freilaufdioden, Snubbern und sanftem Schalten, alle ausgelegt auf die Joule, die diese Formel liefert.
Die Formel ist exakt, doch ein paar praktische Punkte solltest du im Blick behalten.
Ideale Spule und einheitliche Einheiten
Dieser Rechner setzt eine ideale Spule mit konstanter Induktivität ohne Wicklungswiderstand und ohne Kernsättigung voraus. Echte Kerne verlieren mit steigendem Strom an Induktivität, sodass eine gesättigte Spule weniger speichert, als ½LI² vorhersagt. Halte deine Einheiten durchgängig gleich — Henry für die Induktivität und Ampere für den Strom —, sonst stimmen die Joule nicht: Rechne Millihenry in Henry um, indem du durch 1000 teilst, bevor du die Induktivität eingibst.