Selbstinduktion/Transformator < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:03 Di 20.06.2006 | | Autor: | Rike |
| Aufgabe | Der Transformator
Wird an die Feldspule eines unbelasteten Transformators eine Wechselspannung angelegt, so wird in Feldspule ein Wechselstrom hervorgerufen. Der Strom erzeugt in der Spule ein sich änderndes Magnetfeld, es kommt zur Selbstinduktion. Für die erzeugte Spannung gilt:
(1) [mm]U_ind = - [mm] n_1 [/mm] * [mm] d\Phi [/mm] /dt[mm].
Die Sannung lässt im Resultat nur eine sehr kleine Stromstärke zu. Damit gilt: [mm]U_ind [mm] \approx U_1[/mm] [mm].
Der geschlossene Eisenkern sorgt dafür, dass derselbe magnetische Fluss auch die Induktionsspule durchsetzt. An ihren Enden wird damit die Spannung
(2) [mm][mm] U_2 [/mm] = [mm] n_2 [/mm] * [mm] d\Phi [/mm] /dt[mm]
erzeugt. |
Hallöchen
Ich hab ein Paar Verständnisfragen zu dem Text und es wäre super wenn mir jemand helfen kann.
Also 1. : Warum steht in der 1. Gleichung [mm][mm] -n_1[/mm] [mm] und in der 2. Gleichung [mm][mm] +n_2[/mm] [mm]?? Ist das nur ein Druckfehler oder gibt es dafür eine logische Erklärung??? Zum Beispiel könnte ich mir vorstellen, dass es damit zusammenhängt, dass auf der Primärseite der Stromkreislauf und das Magnetfeld vorhanden sind und daraus die Spannung induziert wird, während auf der Sekundärseite die Induzierte Spannung da ist und sich daraus das Magnetfeld und der Stromkreislauf entwickeln. Aber da bin ich mir nicht so ganz sicher.
Und 2. : Warum lässt die Spannung im Resultat nur eine sehr kleine Stromstärke zu??? Und Warum folgt dann daraus dass die Induzierte Spannung fast so groß ist wie die Ausgangsspannung??
Und 3. : Was bedeutet eigendlich genau das Zeichen [mm][mm] \Phi[/mm] [mm] ???
Das ist jetzt nicht so wichtig, weil ich ungefähr weiß wie man es anwendet, aber wäre schön, wenn es mir trotzdem jemand erklären kann.
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Viele Grüße
Rike
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:41 Di 20.06.2006 | | Autor: | leduart |
Hallo rike
1. [mm] \Phi [/mm] ist die "magnetische Flussstärke" definiert durch das Skalarprodukt [mm] \vec{B}*\vec{A} [/mm] wobei B die magnet. Feldstärke A die Fäche, durch die B durchtritt, Richtung von A senkrecht auf der Fläche.
Anschulich ist es die Anzahl der Feldlinien die durch die Fläche tritt. Wenn das Feld senkrecht zu der Fläche ist, also parallel zu [mm] \vec{A}, [/mm] dann ist [mm] \Phi [/mm] einfach B*A (Beträge) wenn B entlang der Fläche geht, also [mm] \vec{A} [/mm] senkrecht [mm] \vec{B} [/mm] ist der Fluss 0.
die induzierte Spannung ist nach Experimenten immer [mm] -n*d\Phi/dt, [/mm] , Aber wenn man keinen Bezug hat ist ein Vorzeichen der Spannung schwer einzusehen oder festzulegen. hier ist das - entgegen der angelegten Spannung, (vielleicht kennst du die Lenzsche Regel, das das entstehende Feld immer seiner Ursache entgegenwirkt.) falls das Vorzeichen gleich wäre, würde sich die Spannung zur angelegten addieren, dann hätte man die doppelte Spannung dadurch neu induzierte Spannung und so weiter, d.h. der Energiesatz würde verletzt.
So hier hast du auch gleich den Grund, dass nach dem Einschalten praktisch kein Strom fließt, weil sich induzierte Spannung und angelegte Spannung aufheben. Dass trotzdem ein Strom fließt, liegt daran, dass die Spule einen ohmschen Widerstand hat und evt auch ein Teil des Magntfelds nach aussen "streut" also [mm] \Phi [/mm] nicht 100% ist.
Wie man die induzierte Spannung in der sekundärspule mit Vorzeichen versieht ist wieder vom Bezug abhängig. also könnte man auch -n schreiben, aber wenn man mit der ursprünglichen angelegten Spannung vergleicht nimmt man +n.
Wenn man die 2. Spule andersrum wickelt, bzw. die Spulenenden vertauscht ist das mit dem Vorzeichen so oder so nicht eindeutig.
Mit dem Vorzeichen macht man wieder klar, dass man die Spulen nicht so hintereinanderschalten kann, dass man eine immer größere spannung kriegt.
Etwas lang geworden, aber ich hoff deine Fragen sind beantwortet.
Gruss leduart
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