Stromänderung

Stromänderung bezeichnet die Veränderung des elektrischen Stroms in einem Leiter oder Bauteil im Verlauf der Zeit. Als Größe der Änderung wird häufig di/dt verwendet, gemessen in Ampere pro Sekunde (A/s). In Gleichstromkreisen ist di/dt null, in Schaltungen mit zeitlich veränderlichen Spannungen oder Lasten ändert sich der Strom ständig.

Ursachen sind unter anderem das Ein- oder Aussschalten von Spannungsquellen, Lastwechsel, Einschaltströme, Schutzschaltungen oder Kurzschlüsse. Je stärker der Übergang, desto größer ist di/dt. Schnelle Stromänderungen entstehen häufig in der Leistungselektronik, bei Schaltnetzteilen oder beim Aktivieren von Motoren.

Auswirkungen umfassen induktive Spannungen, die durch V = L di/dt entstehen. Schnelle Änderungen des Stroms können hohe Spannungen in Induktivitäten verursachen, EMV-Störungen erzeugen und Bauteile belasten. Außerdem beeinflusst di/dt die Energiespeicherung in Induktivitäten (E = 1/2 L I^2). Daher werden hohe di/dt-Werte oft durch Schutzmaßnahmen abgefedert, etwa durch Soft-Start-Funktionen oder Snubber-Netze.

Messung und Schutz: Die Änderungsrate des Stroms lässt sich mit Stromsensoren, Hall-Sensoren oder in der Nähe von Bauteilen mittels Spannungsmessungen bestimmen. Schutzmaßnahmen zielen darauf ab, di/dt zu begrenzen, z. B. durch Soft Start, geeignete Schalter, ausreichend dimensionierte Leiterbahnen, Drosseln oder RC-/Snubber-Schaltungen sowie sorgfältige Anordnung von Bauteilen und Verbindungen.

Anwendungen: Stromänderung spielt eine zentrale Rolle in der Leistungselektronik, bei Schaltnetzteilen, Motorsteuerungen und Hochstromversorgungen, wo kontrollierte di/dt-Werte erforderlich oder ungewollte Änderungen vermieden werden müssen.