Wie berechnet man diese Aufgaben (Physik)?
a) Der Transformator für die Beleuchtung einer Modelleisenbahn-Landschaft liefert eine Ausgangsspannung von 16 Volt, wenn er an 230 Volt Netzspannung angeschlossen wird. Schaltet man alle Lampen der Modell-Landschaft ein, so steigt im Primärstromkreis des Transformators die Stromstärke um 195 mA an. Um wieviel Ampere steigt durch das Einschalten der kompletten Beleuchtung die Stromstärke in der Sekundärwicklung des Transformators an?
Meine Überlegung:
230V:16V * 196mA = 2,8175A
Stimmt das so?
b) Berechne die Leistung, die der Transformator auf der Sekundärseite für die Beleuchtung abgibt.
Meine Überlegung: 2,8175A * 16V = 45,08 W
Oh, noch eine Frage:
Es gibt ja Transformatoren, bei denen die Windungszahlen von Primär- und Sekundärspule gleich groß sind. Wofür kann man das verwenden?!
4 Antworten
Stimmt beides.
230V:16V * 19 6mA = 2,8175A
Allerdings hast du 195 mA, nicht 196. Entsprechend kommt etwas leicht anderes raus.
Das wäre dann ein Trenntransformator: https://de.wikipedia.org/wiki/Trenntransformator
Vorteil wäre z.B., dass es keine leitende Verbindung zwischen dem Primär- und Sekundärkreis gibt.
Wenn beide Spulen gleichviele Wicklungen haben, ändert sich die Spannung nicht. Es kann aber auch kein Gleichstrom durch den Trafo hindurchfließen. So eine "Galvanische Trennung" braucht man z.B., wenn man Signalleitungen zwischen Häusern verlegt.
Echt nicht? Ist die Spannung in der Sekundärspule nicht aufgrund von Wärmeverlusten geringer?
Ja ist richtig. Außer ich hab mich irgendwo verrechnet 😅 glaub aber nicht.
Danke! Können Sie vielleicht auch meine ergänzte Frage beantworten? :)
Gern. Trafos mit gleichen eindungszahlen sind trenntrafos, die eingesetzt werden, wenn du eine galvanische trennen, also eine Spannung ohne erdbezug brauchst. Du kennst das von unserem "hausstromnetz".
Wir haben drei Phasen und einen neutralleiter. Stell dir das so vor, du hast drei sinus-wechselspannungsquellen, die aber um 120° phasenverschoben sind. Das heißt, die Spannungen erreichen ihren maximalwert nicht alle gleichzeitig, sondern nacheinander. Diese drei spannungsquellen werden an einem Pol alle verbunden. Das heißt, wir haben jetzt drei Pole. Einmal den Punkt wo die drei Quellen verbunden sind - das ist der neutralleiter. Dann haben wir noch von jeder Quelle den zweiten Anschluss, die phasen. Der neutralleiter geerdet(also mit dem boden verbunden).
Du stehst auf dem boden, bist also auch geerdet. Somit kann der Strom, wenn du eine Phase angreifst, durch dich über den Boden zum neutralleiter fließen - stromschlag.
Jetzt nehmen wir mal ein Beispiel: du willst an irgendeinem laufenden Gerät, welches mit 230v betrieben wird, Messungen vornehmen. Es besteht die ganze Zeit das Risiko dass du abrutschst und direkt wo draufgreifst.
Dafür gibt es trenntrafos. Nach einem trafo ist kein Pol mehr geerdet. Wenn du das Gerät also über einen trenntrafo betreibst, kannst du keinen stromschlag bekommen wenn du einen Kontakt berührst. Der Strom kann nicht durch dich fließen. Natürlich kannst du noch immer eine gewischt bekommem, wenn du zwei Kontakte gleichzeitig berührst, aber die Arbeit wird mit einem trenntrafo erheblich sicherer gemacht.
Ein weiterer Anwendungen von trenntrafos wäre in der leistungselektronik. Oft erzeugt eine kleine treiberschaltung ein Signal, welches dann leistungsstarke Transistoren schaltet. Die Transistoren wiederum schalten dann sehr große Leistungen. Dann sagen wir mal, ein transistor geht kaputt. Er stellt an so unglücklichen Stellen Verbindungen her, dass die hohen Spannungen und Ströme dir der transistor schalten soll in die treiberschaltung geleitet werden. Dadurch wird die Schaltung natürlich zerstört und es muss nicht nur der transistor getauscht werden.
Darum verwendet man oft einen sogenannten Gate Drive Transformer (GDT). Das ist einfach ein kleiner trenntrafo. Das Signal wird in den trafo eingespeist, auf der sekundärseite hängt dann der transistor daran. Durch die galvanische trennung kann keine gleichspannung in den Treiber kommen.
Trenntrafos werden also auch zum Schutz von empfindlichen Schaltungen verwendet.
Und du hast recht, in der Realität hat ein trafo mit gleichen windungszahlen am Ausgang eine etwas kleinere Spannung. Das liegt nicht nur an den ohmschen Verlusten, sondern auch an streuverlusten. Ein Teil des magnetischen Feldes im trafo kommt immer aus dem Kern heraus, es wird quasi "ver-/gestreut". Dadurch gibt es halt auch Verluste.
Ich weiß nicht ob das gemacht wird, aber eigentlich könnte man da auf der sekundärseite ein paar Windungen mehr machen, damit eben die Spannung wieder gleich ist.
Hoffe mal deine Frage ist damit beantwortet ;)
LG Royer
Der erste Teil wurde ja bereits beantwortet.
Spulen mit gleichen Windungszahlen nimmt man, wenn Stromkreise galvanisch getrennt sein sollen, d.h. zueinander in Wirkung stehen aber kein gemeinsames Potential haben.
Das ist hier ganz gut erklärt: https://de.wikipedia.org/wiki/Galvanische_Trennung
schon lange her...
Cool, danke für das Hinweisen. Können Sie vielleicht auch meine ergänzte Frage beantworten? :)