Physik Aufgaben unverständlich?
Ich verstehe Physik nicht:( ... Kann mir wer bei den Aufgaben helfen??? Unser Lehrer ist nur aktiv wenn er Aufgaben versendet, doch für Fragen steht er nicht offen...... Ich brauche dringend Hilfe bitte
Skizziere und beschrifte die zwei Spulen für einen Trafo nebeneinander auf A4, karriert.
Schreibe darunter in der MITTE, P = U * I.
unter die linke Spule, P1 = U1 * I1. unter die rechte Spule, P2 = U2 * I2
darunter in der Mitte, P1 = P2;
darunter in der Mitte, U1 * I1 = U2 * I2
↑______________Bis hier komm ich mit___
forme um ( Mathe ) Spannungsverhältnis = Stromverhältnis,
Schreibe neu das Spannungverhälntnis = Windungszahlverhältnis N1 zu N2 = Stromverehältnis.
Benutze den Zusammenhang für Rechenübungen mit N1 = 600; N2= 400;
U1 = 12 Volt; U2 = ?
I1 = 2 Ampere; I2=?
U1 = ? ; U2= 6 Volt;
Finde zwei weitere Beispiele zu echten Anwendungen.
4 Antworten
Der Ideale Transformator
Beim Transformator wird zunächst erstmal zwischen einen realen und einen idealen Transformator unterschieden. Beim idealen Transformator haben wir mit keinen Verlusten zu tun. Die Zugeführte Leistung des Transformators auf der Primärseite entspricht dann exakt der abgeführten Leistung Pab auf der Sekundärseite.
Ein Transformator besteht erstmal Grundsätzlich aus 2 wesentlichen Bauteilen, nämlich der sogenannten Primärwicklung. Also einfach ein aufgewickeltes Stück Draht auf der eingangs Seite und eine Sekundärwicklung, hier einfach ein aufgewickeltes stück Draht auf der Ausgangsseite. Diese beiden Spulen sind mit einem Eisenkern, in der Regel geblecht mechanisch miteinander verbunden (nicht elektrisch). Geblecht ist er deshalb weil es verlusttechnische Gründe hat, die dich bei einen idealen Transformator aber nicht interessieren müssen.
Der Eisenkern hat die hauptsächliche Aufgabe das Magnetfeld zu bündeln um so die Primärspule und die Sekundärspule magnetisch miteinander zu koppeln. Sie beeinflussen sich also gegenseitig über das magnetische Feld sind aber elektrisch nicht miteinander verbunden.
Nun gelten 2 wichtige Merksetze!
Jeder stromdruchflossener Leiter baut ein magnetisches Feld auf.
In jeden elektrischen Leiter, welcher eine MagnetfeldÄNDERUNG erfährt wird eine elektrische Spannung induziert.
Das ist wichtig! denn das bedeutet, dass mit einen Gleichstrom keine Spannungen induziert werden können außer beim ein oder ausschalt Moment, da sich im kontinuierlichen Betrieb der elektrische Strom nicht ändert aber die stärke des Magnetfeldes hängt von der elektrischen Stromstärke ab. Das heißt solange der Strom nicht größer oder kleiner wird über die Zeit, so wird auch das Magnetfeld über die Zeit nicht größer oder kleiner. Das heißt, Transformatoren funktionieren nur dann wenn es zeitliche Änderungen im elektrischen Stromfluss gibt wie es bei einem Wechselstrom der Fall ist bei dem sich der Strom Sinusförmig ändert.
der Transformator wird in der Regel dazu verwendet um entweder Stromkreise elektrisch voneinander zu trennen aber magnetisch miteinander zu koppeln oder um Spannungen zu transformieren sie also größer oder kleiner zu machen.
Ob die Spannung größer oder kleiner wird hängt vom Verhältnis der Wicklungen auf der Primär und Sekundärseite ab. Für einen Idealen Transformator gilt die Verhältnisgleichung der Spannungen zu den Windungszahlen:
U1/U2=N1/N2
für die Leistung gilt P=U*I sowohl für die Sekundärseite als auch für die Primärseite.
Die Spannung wird also auf der Sekundärseite größer oder kleiner als auf der Primärseite Transformiert die Leistung allerdings wird 1 zu 1 übertragen. Beispiel:
An der Primärseite liegt eine Spannung U1 von 230V an. Durch ihm fließt ein elektrischer Strom I1 von 2A auf der Sekundärseite liegt eine Spannung U2 von 24V an. Wie groß ist dann also der Strom auf der Sekundärseite?
Pzu=Pab
U1*I1=U2*I2
I2=U1*I1/U2
I2=230V*2A/24V=19,16A
Probe:
Pab=Pzu
Pzu=U1*I1=230V*2A=460Watt
Pab=U2*I2=24V*19,16A=c.a460Watt (die 19,16A waren gerundet)
wir sehen, die zugeführte primäre Leistung entspricht der abgeführten Sekundären Leistung. Die Spannung wurde herunter transformiert. damit also bei 24V die gleiche Leistung verrichtet wird wie bei 230V musste die Stromstärke entsprechend größer sein.
Wir haben gesehen, die Spannungen im Verhältnis U1/U2 verhalten sich wie die Windungszehlen im Verhältnis N1/N2:
U1/U2=N1/N2
Gleichzeitig sehen wir in der Rechnung, dass es für den Strom genau anders herum ist:
I2/I1=N1/N2
das sind so die wesentlichen Gleichungen die du bei einen idealen Transformator kennen musst. Das wars eigentlich. Der ideale Transformator ist gar nicht so schwer zu verstehen und supper easy. Deshalb verwendet man den idealen Transformator auch gerne für das generelle Verständnis.
Die Realität sieht allerdings etwas komplizierter aus. Denn der Transformator ist nicht Verlustfrei. Verlust bedeutet, dass hier Energie "verloren" geht. Ja ich weiß Energie kann nicht verloren gehen. Man spricht hier aber trotzdem von Verlusten, denn mit der Form von Energie kannst du bei einen Transformator nichts anfangen.
Denn wenn der elektrische Strom durch die Spulen fließt, dann werden die Spulen ja warm. diese Wärmeenergie muss ja auch irgendwo her kommen und die kommt von der elektrischen Energie. Dann ist der Eisenkern ja kein Isolator. Er ist ein elektrischer Leiter wenn man so will und deshalb wird auch in ihm eine Spannung induziert. Schlimmer noch, der Eisenkern ist in sich geschlossen und stellt so einen Kurzschluss da. Es entstehen sogenannte "Wirbelströme" im Eisenkern die den Eisenkern erwärmen und durch sogenannte ummagnetisierungs Prozesse fangen die Bleche auch noch an zu schwingen. Der Transformator fängt dann mit der Netzfrequenz an zu schwingen bzw mit der Frequenz die die gespeiste Wechselspannung hat. Da wir im Netz eine Frequenz von 50Hz haben nennt man dieses Summen auch das "50Hz summen" auch das ist Energie und muss irgendwo herkommen. Zu guter Letzt haben wir Magnetfeldlinien, die sich nicht im Eisenkern schließen sondern im Raum und damit nicht zum Transformieren der Spannung Teilnehmen.
Das sind eine Reihe von Verlusten die Berücksichtigt werden müssen und dann erhält der Transformator einen sogenannten Wirkungsgrad.
Man schaut sich also an wie viel der Leistung Pzu wird zugeführt und wie viel der Leistung Pab bekommt man raus. die Differenz ist dann die Verlustleistung Pv die dann für das erwärmen der Leitung, das 50Hz summen und den ganzen Kram verantwortlich ist.
Pv=Pzu-Pab
rechnet man Pab/Pzu erhält man dann den Wirkungsgrad der dann in % angegeben wird. Beispiel:
Pzu=20W
Pab=19W
Pv=1W
Pab/Pzu=19W/20W=0,95=95%
Bei einen Wirkungsgrad von 95% was passiert, wenn man dem Transformator eine Leistung von 500Watt zuführt? Wie groß ist dann die abgegebene Leistung Pab?
Pab=Pzu*0,95=500Watt*0,95=475Watt
der Verlust währe dann Pv=Pzu-Pab=500Watt-475Watt=25Watt
Ich habe mal eine Gegenfrage. Wo hapert es den genau bei dir? Ich empfehle immer zu erst gegeben und Gesucht aufzuschreiben. Schreibe auf welche Größen dir alle gegeben sind und schreibe dann auf was gesucht ist. So bekommst du erstmal einen genauen überblick darüber was du berechnen musst.
Als 2. Schritt schaust du zu dem Thema in deine Formelsammlung und schreibst die Gleichungen raus in denen deine gesuchte Größe enthalten sind.
im 3. Schritt formst und stellst du die Gleichungen so um gegebenenfalls setzt Gleichungen gleich und versuchst ein wenig herum zu probieren was mit den Gesetzen der Mathematik möglich ist um deine Gleichung auf möglichst nur einen unbekannten Größe aufzulösen. Das währe der einfachste Fall. Da es sich hier noch um recht leichte Aufgaben handelt hast du so gut wie immer nur eine unbekannte nach der du auflösen musst.
im 4. Schritt stellst du dann die Gleichung nach der gesuchten Größe um, setzt die Werte mit Einheiten ein und rechnest die ganze Geschichte aus und bist fertig.
Wo genau Hapert es hier bei dir. Hast du noch Verständnis Probleme im Thema Transformator? Hast du das Thema Äquivalenzumformung bzw das Umstellen von Gleichungen nicht verstanden?
Naja...ich hab Physik nicht verstanden....letztes Schuljahr hatten wir kaum Physik und unser jetziger Lehrer berücksichtigt sowas nicht.... deswegen versteh ich meist nicht was er von uns will.... Er meinte zu uns, dass wir sowas können sollten, weil es kinderkram ist und wir stehen dann nur doof dar ....:( Am schlimmsten ist es...jede Stunde ist was anderes:'(
Ja sorry aber das Thema hat halt null mit denen von Vorjahren zu tun. Damit kannst du dich in dem Thema halt nicht mal rausreden.
Das ist ja kein Problem. Das kriegen wir schon hin. Der Transformator ist nicht so schwer zu verstehen wie sieht es den mit dem Umstellen von Gleichungen bei dir aus brauchst du hier Hilfestellungen?
Ich fertige dir zum Thema Transformator einen Beitrag an, da findest du alles was du zum Thema idealer Transformator wissen musst. Du wirst merken, dass es nicht so schwer ist.
Voraussetzung ist, dass du inzwischen verstanden hast was Strom, Spannung, Widerstand, Arbeit und Leistung ist. Sonst hast du schon etwas nachzuholen.
Das weiß ich schon:)))) ich Danke dir viel Mals!!!!
Du musst die 400 durch die 600 rechnen jede falls bei der letzten Aufgabe. Und dann der Faktor der ja rauskommt mal der u2 bei Nr. 1 rechnen. Dann hättest du U2.
Aber bei en anderen ka. Obwohl ich genau zu dem Thema am Donnerstag ne kleine Klassenarbeit schreiben muss und da drin ne 2 brauch 🤣 läuft ja 😂
Viel Glück dir D:... Wenn ich 400:600 teile, durch welches U2 soll ich multiplizieren??
Ne. 600 durch 400. Und dann das was dort rauskommt mal die 12 Volt von U1.
U1:U2 = N1:N2 = I2:I1
Aber wie sollst Du das erarbeiten aus den Angaben??
Doch ich habs, wegen:
P1 = U1 * I1. und
P2 = U2 * I2
gilt auch : U1*I1 = U2 * I2
Und dann
U1/U2 = I2/I1
ein großes DANKESCHÖN....es tut mir leid, dass ich so spät danke sage...es ist sehr wirklich sehr hilfreich