Was ist die Streuinduktivität?
Die Streuinduktivität tritt in einem Transformator auf, weil die inneren Drahtwicklungen nicht perfekt aneinandergereiht sind. Das Phänomen tritt auf, wenn ein Leck in den Magnetflussspeichern auftritt und Energie freisetzt, wodurch der Fluss als Induktor wirkt. Dadurch fällt eine gewisse Spannung zwischen Primär- und Sekundärstrom ab. Die Leckage ist normalerweise zu gering, um große Konsequenzen zu haben, kann dies jedoch bei Hochleistungstransformatoren und bei einem Metalloxid-Feldeffekttransistor (MOSFET) der Fall sein. Leistungstransformatoren können die Streuinduktivität als Vorteil nutzen, ebenso wie Gasentladungslampen, wie sie in Leuchtreklamen verwendet werden.
Wenn eine Streuinduktivität vorliegt, zeigt eine Transformatorwicklung Anzeichen einer Selbstinduktivität. Die Spannung wird basierend darauf erzeugt, wie schnell sich der Strom ändert, sodass sich jede zusätzliche Induktivität auf die Ausgangsleistung eines Transformators auswirkt. Es wird schwierig, die Stromversorgung zu regulieren, wenn der Kern und die Wicklungen des Transformators nicht richtig ausgelegt sind. Dies wird deutlicher, wenn mehr elektrische Last angelegt wird.
Die Leistung eines MOSFET kann stark beeinträchtigt werden, da er sehr schnell ein- und ausgeschaltet wird. Die Streuinduktivität erzeugt einen Strom, der zwischen den Zyklen nicht abfließen kann. Der Strom fließt auch dann, wenn sich die Schaltung in einem ausgeschalteten Zustand befindet. Dies kann dazu führen, dass Anwendungen beeinträchtigt werden, bei denen der MOSFET zu bestimmten Zeiten ein- oder ausgeschaltet sein muss oder in welchem Zustand er sich tatsächlich befindet. Ein Relais kann dagegen die Spannung aufbauen, wenn es nicht abgeschaltet wird. Wenn die Spannungen hoch genug werden, kann dies den Widerstand oder den Schaltkontakt beschädigen.
Oft wird die Streuinduktivität als Konstruktionsvorteil verwendet. Einige Transformatoren sind so konstruiert, dass sie den Stromfluss begrenzen, ohne ein ausgeklügeltes und teures Verlustleistungssystem zu integrieren. Dies ist auch für Gasentladungslampen kritisch. Bei Leuchtreklamen muss der Strom begrenzt werden, damit der Transformator nach einem Kurzschluss weiter verwendet werden kann und die Lampe durch hohe Ströme nicht beschädigt wird. Der Strom in Transformatoren für Lichtbogenschweißsysteme kann ebenfalls gesteuert werden, wobei eine variable Streuinduktivität eine wünschenswerte Eigenschaft ist.
Die Streuinduktivität wird mathematisch unter Verwendung der Kapazität, des Kopplungskoeffizienten und anderer elektrischer Leitungseigenschaften berechnet. Grafische Messungen ermöglichen die Visualisierung des Zeitunterschieds zwischen Eingangs- und Ausgangssignalen. Sofortige Spannungsänderungen sind über einen Leiter nicht möglich. Das Ergebnis ist, dass ein Anstieg der Streuinduktivität größere Verzögerungen bei der Zeitsteuerung des elektrischen Signals verursacht.