Elektrizitätslehre
Elektromagnetische Induktion, Generator, Transformator
Aufgabe 6
Skizziere den Aufbau eines Transformators!
Wie funktioniert der Transformator?
Es soll eine Wechselspannung von 1000 V auf 400 V transformiert werden. Zur Verfügung stehen folgende Spulen: 400 Windungen, 800 Windungen, 1000 Windungen,1200 Windungen, 2000 Windungen, 3000 Windungen.
Welche Möglichkeiten für den Aufbau des Transformators gibt es?
An der Primärspule liegt eine Wechselspannung an. Diese erzeugt ein sich ständig änderndes Magnetfeld, das von der Sekundärspule umfasst wird (bei geschlossenem Eisenkern sogar fast völlig). Dadurch wird in der Sekundärspule eine Wechselspannung induziert, die abhängig von den Windungszahlen der Spulen und von der Primärspannung ist. (Die Spulen sind nicht leitend verbunden.)
geg. U1 = 1000 V, U2 = 400 V, Spulen mit 400, 800, 1000, 1200, 2000, 3000 Windungen
ges.: Möglichkeiten des Transformatoraufbaus
Lösung:
Für den unbelasteten Transformator gilt:
Das Verhältnis der beiden Spannungen U1 : U2 beträgt 1000 V : 400 V = 2,5. Für die Windungszahlen N1 und N2 der beiden Spulen muss das gleiche Verhältnis gefunden werden. Dies trifft für die rot geschriebenen Kombinationen in der folgenden Tabelle zu; diese Kombinationen sind also alle möglich.N1 : N2 400
800
1000
1200
2000
3000
400
0,5
0,4
0,33
0,2
0,133
800
2
0,8
0,66
0,4
0,266
1000
2,5
1,25
0,833
0,5
0,33
1200
3
1,5
1,2
0,6
0,4
2000
5
2,5
2
1,66
0,66
3000
7,5
3,75
3
2,5
1,5
