Wie verändert sich die Leistung und der Stromstärke beider Seiten des Trafos, wenn der Lastwiderstand auf Sekundärseite vergrößert/verkleinert wird?
Aufgabe: Ein Ladegerät transformiert die Haushaltsspannung (230V) auf 3,5V herunter. Auf der Primärseite findet sich eine Spule mit 1000 Windungen, auf der Sekundärseite eine mit 15 Windungen. Die Leistung auf der Sekundärseite beträgt 2,8W
->selbst berechnet: Bei einem idealen Transformator (Wirkungsgrad ist 100%) bedeutet das einen Lastwiderstand von 4,375Ohm
Wenn man den Lastwiderstand nun vergrößert oder verkleinert, welchen Einfluss hat das auf die Stromstärken und Leistungen beider Seiten?
Meine Überlegung:
- Auf der Primärseite verändern sich weder Stromstärke noch Leistung, weil die Stromkreise Primär und Sekundär unabhängig voneinander laufen
- P der Primär- und Sekundärspule sind bei einem idealen Trafo gleich groß - hier ist aber nicht angegeben, ob der Trafo ideal ist
- Die Spannung an der Sekundärspule wird durch den Widerstand nicht beeinflusst, nur die Stromstärke dort (weil Formel U = R * I)
- Wenn die Stromstärke der Sekundärspannung aber kleiner wird, wird auch die Leistung dort kleiner (weil ich annehme, dass die Sekundärspannung durch den Widerstand nicht beeinflusst wird)
- Heißt das dann, dass die Leistung auf der Sekundärspule bei kleinerem Lastwiderstand kleiner ist, weil auch die Stromstärke kleiner ist? (komisch)
Gerne die Gedanken verbessern...
Danke
4 Antworten
Die Primärleistung und die Sekundärleistung eines idealen Trafos sind gleich. Bei Erhöhung des Ohmschen Widerstands auf der Sekundärseite sinkt dort die Leistung. Durch die daraus resultierende Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung sinkt auch die Primärleistung entsprechend. Der Widerstand in der Primärspule ist in erster Linie ein induktiver Widerstand.
Netzgeräte, die an die Steckdose aber nicht an einen Verbraucher angeschlossen sind verbrauchen nur eine sehr geringe Leistung (Verlustleistung), die im wesentlich in die Erwärmung der Spule übergeht da sie keine idealen Transformatoren darstellen.
Ist das eine Schulaufgabe? Dann lass dich noch mal grundlegend zum Thema unterrichten. Bereits die Annahme, dass die Primärseite in ihrer Stromaufnahme unabhängig von der Belastung der Sekundärseite ist, ist völlig abwegig.
Und die Anzahl der Windungen der Primär- zur Sekundärseite darf auch bei einem idealen Transformator unterschiedlich groß sein.
Das "ideal" bezieht sich hier auf die ignorierten praktischen Verlustleistungen.
Deine Überlegungen sind leider nicht richtig. Der Transformator ist ein galvanisch getrennter Leistungsübertrager.
Primärspannung und -strom sowie Sekundärspannung und -strom haben zu jeder Zeit eine Beziehung zueinander. Die Impedanz des Trafos besteht aus ihrer Hauptinduktivität, den Eisen- und den Kupferverlusten. Bei einem idealen Transformator gibt es keine Verluste, doch jeder reale Transformator ist verlustbehaftet.
Erhöht sich der Sekundärstrom aufgrund erhöhter Last, steigt auch der Primärstrom. Denn galvanisch getrennt bedeutet nicht magisch freie Energie, sondern durch die Induktivität ein stärkeres Magnetfeld, was eben einen größeren Strom bedarf.
Die Primärspule muss höher durchflutet werden, damit auch das Magnetfeld stärker wird, sodass auf der Sekundärseite auch ein höherer Stromfluss zu Stande kommen kann.
Der "ideale Trafo" ist eine theoretische Vorstellung eines Trafos. Die Spannungen an Primär- und Sekundärspule verhalten sich wie die Windungszahlen. Die Windungszahlen müssen nicht gleich sein.
Die Leistung an der primärspule ändert sich mit der belastung der Sekundärspule. Bei klkeinerem Lastwiderstand steigt der Strom sowie die Leistung.
Du solltest dich nochmal mit dem ohm'schen Gesetz beschäftigen. I=U/R, bei kleinerem R ist I also grösser
Die Last im Sekundärkreis regelt die Stromaufnahme. Dadurch auch den Strom im Primärkreis - jedenfalls bei einem idealen Transformator, also in einer theoretischen Betrachtung.
Vielen Dank zunächst
Heißt also: Wird der Lastwiderstand größer, bedeutet das einen kleineren Strom in der Sekundärspule und damit eine kleinere Leistung dort - das heißt auch kleinerer Strom und kleinere Leistung an der Primärspule...
Wenn das soweit stimmt, müsste folgende Aussage richtig sein: Die Stromstärke der Primärspule ist von der Stromstärke der Sekundärspule abhängig (und nicht andersherum) - Die Spannung der Sekundärspule ist abhängig von der Spannung der Primärspule (und nicht andersherum)
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