Kann mir jemand die Wirkungsweise(Funktion) eines Transformator sagen,bitte?

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3 Antworten

  Zunächst der Zweck. Ein Trafo ist im Elektrischen das, was ein Hebel im Mechanischen bedeutet; ein Übersetzer. Der Hebel ermöglicht es dir, mittels einer kleinen Kraft F1 einer viel größeren Kraft F2 > > F1 das Gleichgewicht zu halten. Der " Umspanner " ( wie Trafo auf Deutsch heißt ) , ermöglicht es dir, ( reversibel ) eine Spannung herauf-oder herunter zu transformieren.

    Geh mal aus vom Induktionsgesetz; normaler Weise besitzt ein ( elektrostatisches ) Feld ja ein Potenzial. Bei Induktion ist das bissele anders; wenn du das elektrische Feld einmal im Kreis rum ===> integrierst, erhältst du die Änderung des magnetischen ===> Flusses ; siehe ===> Maxwellgleichung

   rot  (  E  )  +  ( dB/dt )  =  0     (  1  )

    Angenommen an der Primärwicklung mit 100 Windungen liegt eine Spannung U ( Prim ) = 100 V . Mit jeder Windung durchläufst du dann einen Wirbel des induzierten elektrischen Feldes, also 1 V . Und 100 * 1 V = 100 V .

   Das von der Spule erregte Magnetfeld B berechnet sich übrigens nach der ===> Amperewindungszahl; sagen wir 1 A * 100 Windungen = 100 A .

   Der Trafo ist eine Idealisierung wie der ideale Massenpunkt, der ideale starre Körper, das ideale Gas oder der ideale schwarze Körper. Man nimmt nämlich an, dass der Eisenkreis geschlossen ist und das Magnetfeld nicht in den Außenraum streut.

   Dann gilt für das das Magnetfeld

    B  (  sek  )  =  B  (  prim  )    (  2  )

   Sagen wir die Sekundärseite hat eine Mio windungen; die Amperewindungszahl war aber nur gleich 100 A . D.h. der Sekundärstrom beträgt

    J  (  sek  )  =  100 µ A      (  3a  )

   Bei einer Mio windungen durchläufst du das elektrische Feld aber auch 10 000 Mal so oft mit dem Ergebnis

   U  (  sek  )  =  1  M V        (  3b  )

   Du vermagst demnach der Stromquelle eine viel höhere Spannung zu entnehzhmen um den Preis einer gedrosselten Stromstärke.

   Es folgt noch ein Teil 2 ; dieser Editor macht nur immer so früh schlapp.

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Kommentar von mika1601
26.11.2016, 12:20

Riesen Dank

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Kommentar von mika1601
26.11.2016, 12:21

gibt es einunters. zwischen Trafo und Transformator

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  Ergänzung; vielen Dank für deinen lieben Kommentar. Mal drei Anwendungsbeispiele. Bist du gut in Chemie? ===> Elektrolyse? Aluminiumschmelze? Aus geschmolzenem Bauxit soll elektrolytisch elementares Aluminium abgeschieden werden. ===> Faradaygesetze; pro ===> val einer Ionensorte brauchst du eine Ladung von 96 450 A s ( = Elementarladung e X Loschmidtzahl L )

   Was sagt uns das? Für eine ökonomische Arbeitsweise muss der Zersetzungsstrom so groß sein wie nur irgend möglich. Nun gibt es aber keine Vorsicherung > 20 A ; das gilt auch für die chemische Großindustrie.

   Primär-und Sekundärkreis eines Trafos sind aber ===> galvanisch entkoppelt; d.h. zwischen ihnen besteht keine leitende Verbindung.

   Realistische Zahlen

   U  (  prim  )  =  200 V  ;  J  (  prim  )  =  20  A    (  2.1a  )

   U  (  sek  )  =  2 V  ;  J  (  sek  )  =  2 k A    (  2.1b  )

   Na das kann sich doch sehen lassen ...

   Für die zweite Anwendung gebe ich dir eine Hausaufgabe; wie groß ist die Wattleistung aller deutschen Kraftwerke? Angenommen du betreibst sie bei 220 V ; auf welchen Stromverbrauch J kommst du? Jetzt müsstest du recherchieren die Dicke einer Überlandleitung so wie den spezifischen Widerstand von Kupfer

  ( Leider gibt es noch immer keine ===> supraleitenden Überlandleitungen. )

   Frage: Bei welcher Länge einer Überlandleitung ( immer Strom J voraus gesetzt ) wären die 220 V " verbraucht " ? ( Diese ganzen Zahlen fand ich als Schüler durchaus in einem Physikbuch Mittelstufe. )

   Du siehst  also ein, dass man die Verluste begrenzt, wenn man auf Hochspannung herauf transformiert; der PROZENTUALE Spannungsabfall an der Überlandleitung geht zurück.

   Es folgt noch ein Teil 3 .

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  Teil 3 ; dass ein Umspanner auch Widerstände transformiert, merkst du unmittelbar, wenn du mal bildest

   R  (  prim / sek )  :=  U  (  prim / sek ) / J  (  prim / sek )  ( 3.1 )

   Das fiel mir schon als Schüler auf; nur hatte ich nicht den Mut zu fragen.

   Dann wurde ich Radiobastler; in den Kosmos Büchern von ===> Heinz Richter wird das Problem aber genau angespropchen. folgende ===> Extremwertaufgabe

  " Jede Spannungsquelle hat einen nicht vernachlässigbaren Innenwiderstand R ( in ) Sei R ( verb ) der Widerstand des Verbrauchers; in welchem Verhältnis müssen die beiden stehen, damit die Leistung

      P  ( verb )  =  max  ?  "    (  3.2  )

    Antwort:

       R  ( verb )  =  R ( in )   (  3.3a  )

   Den Fall 

         R  ( verb )  < <  R ( in )     (  3.3b  )

    bezeichnet man als Kurzschluss ; die gesamte Leerlaufspannung fällt im Inneren der Stromquelle ab.

         R  ( verb )   > >   R ( in )   (  3.3c  )

    bezeichnet den Leerlauf; die Stromquelle wird überhaupt nicht belastet ===> keine Nutzleistung. Bedingung ( 3.3a ) nennt man ===> Leistungsanpassung .

   Vgl. ( 3.1;3.3a ) ; du kannst es doch immer so einrichten, dass die Sekundärwicklung deines Trafos die leistungsangepasste Stromquelle ist. Z.B. einen Lautsprecher mit 5 Ohm kannst du nicht direkt an einen Verstärker anschließen, dessen Ausgang 20 kOhm hat.

   Gerade hier ist das Bild von dem Hebel aus der Mechanik doch überdeutlich.

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