windungszahl (transformator) berechnen?
Ich komme bei meinen Physikhausaufgaben im moment nicht weiter. In der Aufgabe geht es um eine elektrische zahnbürste, die durch Induktion aufgeladen wird. Das Aufladegerät ist dabei an einer Steckdose mit 230 Volt (Wechselspannung) und 50Hz. Der Motor und Akku sind aber nur für 12 V ausgelegt.
Ich vermute mal, dass es was mit der Windungszahl der Spulen in der Ladestation und der zahnbürste zu tun hat. Allerdings weiß ich nicht, wie ich die berechnen soll.
Danke für jede Hilfe :)
2 Antworten
Für den Physikunterricht gilt:
U1 / U2 = N1 / N2
Da du weder N1 noch N2 gegeben hast, musst du nur U1 durch U2 teilen.
--> 230V / 12V = 19,17.
Jetzt musst du nur noch Windungszahlen einsetzen, die dieses Ergebnis liefern. Bsp. N1=38,34 N2=2.
Die Werte sind an sich ziemlicher Blödsinn, für eine Hausaufgabe sollte es aber reichen.
Die Wirklichkeit ist übrigens ungemein komplizierter :D
da gibt es zwei antworten... die fachlich richtige oder die nach ansicht des lehrkörpers richtige...
nehmen wir lieber die, wir wollen ja, dass du gute noten schreibst, ingineur wirst und uns "ahnungslosen" dann das falsche zeug beibringen kannst :-)
da ich hier die konkrete aufgabe nicht kenne und nicht weiß, was genau alles vorgegeben ist, kann ich nur raten.
ich gehe mal davon aus, dass vorgegeben ist, wie viele Windungen die spule in der ladestation hat.
nehmen wir mal an, es wären 2300 Windungen. dann hast du bei 230 volt je Windung eine Spannung von 0,1 Volt. brauchst also 120 Windungen für 12 volt...
das wäre dann jetzt die schulisch korrekte Lösung (Dreisatz)
in der praxis schaut es aber noch ein wenig komplexer aus. das wechselfeld das aus der ladestation kommt erzeugt in der spule in der zahnbürste einen wechselstrom. zum laden des akkus muss dieser gleichgerichtet werden. dabei erhöht sich die effektive spannung um einen bestimmten faktor, der auch ein wenig von der frequenz abhängt. ich will dich jetzt mal damit nicht langweilen. kannst ja mal nach effektivspannung googlen.
das ist aber noch nicht alles. bauartbedingt ist der transformator, den die bürste in der halterung und die ladestation bilden, wenn beide zusammen stecken nicht besonders homogen. dem entsprechend hast du einen relativ großen anteil an Eisen, aber auch vor allem Kupferverlusten. das merkt man schön daran, dass so eine zahnbürstenladestation im betrieb ordentlich warm wird.
das muss natürlich ebenfalls kompensiert werden... dem entsprechend muss das verhältniss zwischen ein- und ausgangswindungen weiter darauf angepasst werden...
lange rede kurzer sinn. um solch einen transformator zu berechnen und auszulegen ist schon eine menge kopfarbeit erforderlich. das können selbst studierte elektrotechiker kaum oder zumindest nicht gut. es ist nämlich auch eine gewisse erfahrungssache. ich traus mir erst recht nicht zu - will ich auch nicht - muss ich auch nicht. wenn ich einen transformator brauche, dann hol ich ihn mir bei unserem lieferanten. fürs selbst bauen würde mir auch die ziet fehlen...
lg, Anna
super erklärung! Danke!