Magnetspule

Eine Magnetspule ist eine elektrische Spule aus isoliertem Draht, die durch Strom ein magnetisches Feld erzeugt. Sie dient als Bauteil in Elektromagneten, Induktivitäten, Relais, Schützen und Transformatoren und wandelt elektrische Energie in magnetische Energie um.

Aufbau: Typischer Aufbau ist eine oder mehrere Windungen Draht (meist Kupfer) um einen Spulenkörper. Die Wicklungen können um einen luftigen Kern oder um einen ferromagnetischen Kern aus Eisen, Siliziumstahl oder Ferrit gelegt sein. Wichtige Parameter sind die Anzahl der Windungen N, der Drahtquerschnitt und das Kernmaterial; diese bestimmen Induktivität, magnetische Verstärkung und Sättigungseigenschaften.

Funktionsprinzip: Strom durch die Spule erzeugt ein Magnetfeld. Ein Kern erhöht die Feldstärke durch magnetische Kopplung; bei Wechselstrom ändert sich das Feld zeitlich, wodurch eine Gegen-EMK entsteht und eine Induktivität wirkt. Die Induktivität wächst mit der Windungszahl und dem relativen Permeabilitätswert des Kerns, während der ohmsche Widerstand durch Drahtlänge und Verbindungen bestimmt wird.

Typen: Luftkernspulen ohne Kern, Spulen mit Eisen- oder Ferritkern, sowie Relais- oder Schützenspulen. Je nach Einsatz können Spulen auch als Bestandteil von Linearaktuatoren oder Transformatoren auftreten.

Anwendungen: Relais und Schütze, elektromagnetische Öffnungs- oder Schließmechanismen, Induktions- oder Filterkomponenten in elektrischen Schaltungen sowie in Transformatorenbau, Sensorik und Hochfrequenzschaltungen.

Herstellung und Betrieb: Spulen werden durch Wickeln auf Spulenkörper hergestellt, mit Isolationsmaterial versehen und elektrisch verbunden. Wichtige Kennwerte sind Induktivität, Widerstand, maximale Spannung, Temperaturverhalten und Kühlung. Betriebs- und Sicherheitsaspekte umfassen Vermeidung von Überhitzung und Vermeidung von Sättigung.