S u p l u e un u d n d Tr T ans n for o mator Klasse A Klasse A (Ergänzung) Norbert - DK6NF

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1 Spule und Transformator Klasse (Ergänzung) Norbert - K6NF

2 usgewählte Prüfungsfragen T301 n eine Spule wird über einen Widerstand eine Gleichspannung angelegt. Welches der nachfolgenden iagramme zeigt den zeitlichen Verlauf der Spannung über der Spule? Widerstand X wirksam und erhöht den Gesamtwiderstand. er Strom wird kleiner. eim etrieb mit Gleichspannung wirkt nur der Gleichstromwiderstand der Spule. eim etrieb mit Wechselspannung wirkt nur der kleinere induktive Widerstand X. er Strom wird größer. eim etrieb mit Gleich- oder Wechselspannung wirkt nur der ohmsche Widerstand X der Spule. er Strom bleibt gleich. T305 T In einer reinen Induktivität, die an einer 1885 k Wechselspannungsquelle angeschlossen 1,9 ist, eilt der Strom der angelegten Spannung 1885 Wie groß ist der Wechselstromwiderstand einer Spule mit 3 µh Induktivität bei einer Frequenz von 100 MHz? um 45 nach. um 90 nach. um 45 voraus. T306 T303 um 90 voraus. Was versteht man unter dem lindwiderstand einer Spule und von welchen physikalischen Größen hängt er ab? Wie verhält sich der Wechselstromwiderstand einer Spule mit zunehmender Frequenz? T304 Er nimmt ab. Er bleibt konstant. Er nimmt zu. Er steigt auf ein Maximum und fällt dann ab. eim nlegen einer Gleichspannung U = 1 V an eine Spule messen Sie einen Strom. Wird der Strom beim nlegen von einer Wechselspannung mit Ueff = 1 V größer oder kleiner? eim etrieb mit Wechselspannung wirkt nur der Wechselstromwiderstand der Spule. eim etrieb mit Gleichspannung wird nur der ohmsche Widerstand X wirksam. er Strom wird größer. eim etrieb mit Gleichspannung wirkt nur der Gleichstromwiderstand der Spule. eim etrieb mit Wechselspannung wird der induktive er lindwiderstand ist der Wechselstromwiderstand einer Spule. Er ist abhängig von der Induktivität der Spule und der anliegenden Frequenz. Im lindwiderstand entstehen keine Wärmeverluste. er lindwiderstand ist der Gleichstromwiderstand einer Spule. Er ist abhängig vom Isolationsmaterial der Spule und der anliegenden Spannung. uch im lindwiderstand entstehen Wärmeverluste. er lindwiderstand ist der Wechselstromwiderstand einer Spule. Er ist abhängig von der lindinduktivität der Spule und der anliegenden Spannung. Im lindwiderstand entstehen hohe Verluste. er lindwiderstand ist der HF-Gleichstromwiderstand einer Spule. Er wird mit steigender Induktivität sowie bei erhöhtem Wechselstromanteil und steigender Frequenz größer. Je tiefer die Frequenz umso eher wandern die Elektronen an den Spulenrand (Skin-Effekt).

3 T307 Neben dem induktiven lindwiderstand treten in der Wechselstrom durchflossenen Spule auch Verluste auf, die rechnerisch in einem seriellen Verlustwiderstand zusammengefasst werden können. ie Verluste einer Spule werden angegeben durch den relativen Verlustwiderstand in Ohm pro Nanohenry, mit dem die Spulengüte berechnet werden kann. den relativen lindwiderstand in Ohm pro Nanohenry, mit dem die Spulengüte berechnet werden kann. T311 Wie groß ist die Induktivität einer Spule mit 300 Windungen, die auf einen Kern mit einem -Wert von 1250 gewickelt ist? 112,5 mh 112,5 µh 11,25 mh 1,125 mh T314 Welche Folgen hat der Skin-Effekt? er Skin-Effekt ist für den mit der Frequenz ansteigenden induktiven Widerstand verantwortlich. den Verlustfaktor tan (Tangens elta), der dem Kehrwert des Gütefaktors er Strom fließt bei hohen Frequenzen entspricht. nur noch in der Oberfläche des eiters. Mit sinkendem stromdurchflossenen den Verlustfaktor cos (osinus Phi), Querschnitt steigt daher der effektive T308 der dem Kehrwert des Gütefaktors entspricht. Hat ein gerades eiterstück eine Induktivität? Ja, jeder eiter, gleich welche Form er hat, weist eine Induktivität auf. Nein, der eiter muss wenigstens eine Krümmung (eine viertel, halbe oder ganze Windung) aufweisen. Widerstand des eiters. er Strom fließt bei hohen Frequenzen nur noch in der Oberfläche des eiters. Mit sinkendem stromdurchflossenen Querschnitt steigt daher der induktive Widerstand des eiters. er Strom fließt bei hohen Frequenzen nur noch in der Oberfläche des eiters. Mit sinkendem stromdurchflossenen Querschnitt vergrößert sich daher der kapazitive Widerstand des eiters. Ja, aber die Größe der Induktivität hängt vom spezifischen Widerstand des eitermaterials ab. Ja, aber nicht immer, denn abgeschirmte eiter, beispielsweise Koaxialkabel und Streifenleitungen, weisen nur eine Kapazität auf. T405 Wie nennt man das Feld im Innern einer langen Zylinderspule beim Fließen eines Gleichstroms? T310 Mit einem Schalenkern dessen -Wert mit 250 angegeben ist, soll eine Spule mit einer Induktivität von 2 mh hergestellt werden. Wie groß ist die erforderliche Windungszahl? Homogenes magnetisches Feld Homogenes elektrisches Feld Konzentrisches magnetisches Feld Zentriertes magnetisches Feld

4 T104 Wie groß ist die Gesamtinduktivität von drei in Reihe geschalteten Spulen von 2000 nh, 0,03 mh und 1500 µh? T404 In dieser Schaltung ist R = 16 kƒ. ie Impedanz zwischen den nschlüssen und beträgt somit 1532 µh 1503 µh 1873 nh 1873 µh T k Wie groß ist die Gesamtinduktivität von drei 16 k parallel geschalteten Spulen von 2000 nh, 4 k 0,03 mh und 1500 µh? 1 k 1532 µh 1,873 µh 187,3 nh 1,532 µh T401 Ein Trafo liegt an 230 Volt und gibt 11,5 Volt ab. Seine Primärwicklung hat 600 Windungen. Wie groß ist seine Sekundärwindungszahl? T Windungen 30 Windungen 20 Windungen 52 Windungen Ein Transformator setzt die Spannung von 230 Volt auf 6 Volt herunter und liefert dabei einen Strom von 1,15. Wie groß ist der dadurch in der Primärwicklung zu erwartende Strom bei Vernachlässigung der Verluste? T407 Für die npassung einer 50- -Übertragungsleitung an eine ntenne wird ein Übertrager verwendet. Er sollte ein Windungszahlverhältnis von 1:3,5 aufweisen. 1:1 aufweisen. 1:5,5 aufweisen. 1:12 aufweisen. Hausaufgabe: T316.. T m 22,7 m 0,83 m 33,3 m T403 Eine Transformatorwicklung hat einen rahtdurchmesser von 0,5 mm. ie zulässige 2 Stromdichte beträgt 2,5 /mm. Wie groß ist der zulässige Strom? 1,96 0,49 1,25 0,23

5 Stromdichte S = I S = Stromdichte I = Strom = Querschnitt (Fläche) des eiters - nicht der urchmesser! -Wert er -Wert ist eine Materialkonstante, in der die Geometrie und die magnetischen Eigenschaften eines Materials zusammengefasst werden. µ 0 µ r N 2 = 0 r = die änge der Spule = ist Stirnfläche der Spule N = die nzahl der Windungen magnetische Feldkonstante µ = 1,2566* Vs/m µ r = relative Permabilität (Materialkonstante) Induktivitätskonstante ( -Wert) 2 = N chtung, der -Wert wird i. d. R. in nh angegeben!

6 ie Spule im Wechselstromkreis I U R R U, Z U, X U X = I X = 2 f 1 Periode U t I U, X U, Z 90 I, U, R R Z = X + R 2 2 Z = X + R 270

7 R---Schaltungen 90 Z R X 180 X X Z R X X 0 X 270 Z = (X - X ) + R 2 2 Spannungen, Ströme, Widerstände und eistungen einzelner Komponenten! müssen unter eachtung der Phasenwinkel geometrisch addiert werden Verluste in der Spule er Verlustfaktor tan (Tangens-elta) R S X tan = R S X Q = Q = Güte 1 tan

8 Übertrager / Transformator I primär = 0,1 I sekundär = 1 U primär = 230 V N primär N sekundär U sekundär = 23 V R = 23 R = primär U primär I primär = 230 V 0,1 = 2300 R = R = 23 sekundär N sekundär N primär U sekundär U primär I primär ü = = = = I sekundär R sekundär R primär ü = Übersetzungsverhältnis UN = anced-unbalanced (deutsch: Symetrierglied) UNs werden auch häufig zur Impedanztransformation eingesetzt. eispiel aus Prüfungsfrage TH419: Ringkern-UN (Quelle:

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