Entwicklung eines Laborgerätes zur spannungsgesteuerten Stromspeisung einer Helmholtzspulenanordnung

Entwicklung eines Laborgerätes zur spannungsgesteuerten Stromspeisung einer Helmholtzspulenanordnung
Autor	Fabian Nachtigall
Typ	Bachelor
Studiengang	Informations- und Elektrotechnik
Erstbetreuer	Ansgar Wego (Prof. Dr.-Ing.)
Zweitbetreuer	Andreas Hein
Status der Abschlussarbeit	verteidigt
Datum der Verteidigung	2020/05/20
Erscheinungsjahr	2020
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An der Hochschule Wismar wurde im Rahmen eines Laborversuches eine steuerbare Wechselstromquelle benötigt. Der Laborversuch besteht aus einer Helmholtzspule, in der ein Wechselfeld erzeugt wird, und einer kleineren Spule im Zentrum der Helmholtzspule. Die dabei induziert Spannung in die kleinere Spule, soll in Abhängigkeit der Frequenz des Wechselfeldes untersucht werden. Um die Stärke des Wechselfeldes konstant zu halten, muss der Strom durch die Helmholtzspule über den zu untersuchenden Frequenzbereich konstant gehalten werden. Der vorläufige Versuchsaufbau bestand dabei aus einem Funktionsgenerator, dessen Signal von einer Audioendstufe verstärkt wurde, hierbei musste der Strom ständig per Hand nachgestellt werden, da sich die Impedanz der Helmholtzspule mit der Frequenz ändert und somit auch der Strom. Um diesen Vorgang zu vereinfachen ist eine steuerbare Konstantstromquelle notwendig. Zudem war der vorläufige Versuchsaufbau in Hinsicht der Betriebssicherheit unzureichend, da die Endstufe bei falscher Bedienung am Ausgang mehr als 50VRMS Wechselspannung ausgeben kann und somit nicht mehr im Bereich der Schutzkleinspannung liegt. Ein weiteres Problem war der häufige Defekt der Audioendstufe durch Spannungsspitzen, beim Abziehen der induktiven Last, da die verwendete Endstufe nicht überspannungsfest war. Deshalb musste ein Gerät speziell für diese Ansprüche entwickelt werden.