Frage von ArcSaber, 71

Wodurch wird der Strom hierbei begrenzt?

In Elektrotechnik habe ich den Aufbau, den man im Bild sieht, vorbereitet und die Werte in der Tabelle erhalten. Der 5W-Widerstand hat 47 Ohm. Betrachtet man die ersten zwei Zeilen, so sieht man, dass der Sekundärstrom I2 nahezu gleich bleibt und erst bei der dritten Messung sich verändert. Beim Kurzschluss ergab die dritte Messung mit 800 Windungen an der Primärspule und 1200 Windungen an der Sekundärspule ein Sekkundärstrom von 153mA, was ja den Wert 145mA der Belastungsaufbau erklären würde. Die ersten beiden Messungen mit 800, 400 Windungen und 800, 800 Windungen ergaben jedoch beim Kurzschluss 428mA und 227 mA, was deutlich höher ist als die Strommessung im Belastungsfall. Mein Gedankengang ist jetzt, dass der Strom bei der Belastung durch irgendetwas begrenzt wird, weiß leider nicht was. Ich wäre für Tipps dankbar.

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Halswirbelstrom, 71

Beim realen Transformator ist der Wirkungsgrad  ƞ<1, wie in der Messwertetabelle angegeben. Die Ursache besteht darin, dass die elektrische Energie nicht 100%ig vom Primärstromkreis auf den Sekundärstromkreis übertragen wird. Das ist bedingt durch Streuverluste, Wirbelstromverluste, Ummagnetisierungsverluste und ohmsche Verluste. Besonders bei kleinen Transformatoren (wie im vorliegenden Fall) wirken sich diese Verluste gravierend aus. Im Kurzschlussfall wird dadurch die Sekundärstromstärke begrenzt. Wenn z.B. die Windungszahl der Sekundärspule vergrößert wird, dann wird die Länge des Drahtes, aus dem die Spule besteht folglich auch größer, der ohmsche Widerstand steigt und damit auch der Spannungsabfall bei Belastung. Wenn die Sekundärspule kurzgeschlossen ist, dann fällt die gesamte Sekundärspannung am Innenwiderstand der Sekundärspule ab. Transformatoren mit geringerScheinleistung (z.B. Printtransformatoren) sind daher oft so dimensioniert, dass sie kurschlussfest sind, das heißt, dass sie bei Kurzschluss nicht thermisch zerstört werden. 

LG   

Kommentar von ArcSaber ,

Dass die Energie nicht zu 100% übertragen wird wegen den Verlusten ist klar. Das zeigt sich ja dadurch P1 immer kleiner als P2 ist. Nur was mich ein wenig verwirrt ist, dass die ersten beiden Zeilen bzw. Messungen fast die gleiche Leistung haben und die Leistung bei der dritten Messung sich sozusagen "sprunghaft" verändert. Könntest du mir das bitte nochmal erklären? Wenn ich deine Antwort richtig verstanden habe, dann müsste sich die Leistung doch linear verändern, oder nicht?

Kommentar von Halswirbelstrom ,

Beachte bitte bei den ersten beiden Messungen, dass sich die primäre Scheinleistung bei der zweiten Messung ca. verdoppelt hat und der Wirkungsgrad dadurch halbiert wurde. Die etwa gleichen Messwerte im Sekundärstromkreis von erster und zweiter Messung sind darin begründet. Die Vorstellung über etwaige lineare Verhältnisse zu o.g. Messungen sollte man vergessen. Der Aufbau von Transformatoren erscheint auf den ersten Blick zwar recht einfach zu sein, die Berechnungen zu seiner Funktion sind aber wesentlich komplizierter und von komplexer Natur. Transformatorenhersteller verwenden daher bei der Dimensionierung häufig Tabellenmaterial, das empirisch gewonnen wurde, d.h. dass es auf experimentell gewonnener Erfahrung beruht. 

  

Kommentar von ArcSaber ,

Vielen Dank!:)

Kommentar von ArcSaber ,

Noch eine kurze Frage. Kann ich zumindest den dritten Sekundärstrom im Belastungsfall damit begründen, dass dieser begrenzt wird durch den Sekundärstrom im Kurzschlussfall mit 153mA bei gleicher Windungszahl?

http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=e859e7-1445798290.png

Kommentar von Halswirbelstrom ,

Im dritten Versuch ist das Verhältnis von Innenwiderstand der sekundären Spannungsquelle und dem Lastwiderstand (47 Ohm) deutlich größer als in den beiden anderen Fällen. Das bedeutet, dass der Betriebszustand mit 47 Ohm und der Betriebszustand bei Kurzschluss (0 Ohm) wesentlich näher beieinander liegen als in den vorhergehenden beiden Versuchen. Das erkennt man daran, wie sehr sich die Stromstärke bei 47 Ohm und 0 Ohm voneinander unterscheiden. Je größer der Innenwiderstand gegenüber dem Lastwiderstand ist, desto weniger unterscheiden sich die Stromstärken bei einer Belastung mit 47 Ohm und 0 Ohm (Kurzschluss). Vgl. "Grundstromkreis"

Antwort
von Gini1917, 68

Vielleicht ein Wiederstand, der nicht aufgezeichnet ist.??

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