Induktive Kopplung

In der Elektrotechnik stellt induktive Kopplung eine Übertragung von Energie durch ein gemeinsames Magnetfeld dar. Eine Änderung der Stromstärke in einem Leiter erzeugt ein Magnetfeld, und dieses induziert eine Spannung im Zweiten.

Hierbei können die beiden Leiter Teile ein und desselben Gerätes sein (Beispiel: die zwei Spulen eines Transformator), oder getrennt voneinander (Beispiel: Sende- und Empfangsantenne). Induktive Kopplung kann absichtlich sein, wie beim Transformator, oder parasitär (unerwünscht). Im letzteren Fall nennt man dies auch Übersprechen, und es wird als eine Störung angesehen.

Induktive Kopplung "bevorzugt" im Gegensatz zur kapazitiven Kopplung niedrige Frequenzen, da bei Induktivitäten die Impedanz mit der Frequenz steigt und somit die Stromstärke sinkt.

Es kann jedoch auch mit induktiver Kopplung eine relativ hohe Energieübertragung bei mittleren Frequenzen erreicht werden, wenn man jeweils einen Kondensator mit der Sender- bzw. Empfängerspule in Serie schaltet. Dadurch entstehen zwei Schwingkreise, die, wenn sie dieselbe Resonanzfrequenz haben, eine hohe Kopplung aufweisen, wenn der Senderschwingkreis mit der Resonanzfrequenz angeregt wird. Damit nicht zu viel Energie durch elektromagnetische Strahlung verloren geht, muss die Frequenz aber so niedrig sein, dass sich die Empfängerspule noch im Nahfeld befindet, d.h. der Abstand von der Senderspule muss deutlich geringer sein als die Wellenlänge der Strahlung.

Eine praktische Anwendung dieses Verfahrens wurde am Institut für Physik des MIT demonstriert. Eine 60 Watt Glühbirne konnte aus 2 m Entfernung drahtlos mit Strom versorgt werden. Der Wirkungsgrad betrug etwa 40%. Das System benutzte eine Frequenz von einigen MHz. Die Forscher gaben dem Verfahren die Bezeichnung WiTricity (ein Kofferwort für wireless electricity, „drahtlose Elektrizität“).

Neben induktiver und kapazitiver Kopplung gibt es noch die galvanische Kopplung.