Induzierte Spannung in einer Spule (Induktion der Ruhe) Eine Spule hat 630 Windungen. Ihr magnetischer Fluss ist momentan

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1 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN INDUKTION, EINPHASEN-WECHSELSTROM REPETITIONEN INDUKTION DER RUHE 1 RE Induzierte Spannung in einer Spule (Induktion der Ruhe) Eine Spule hat 30 Windungen. Ihr magnetischer Fluss ist momentan 40 mwb, sinkt aber in 2,5s auf 18 mwb. Berechnen Sie die induzierte Spannung! 5,544V Selbstinduktion Der Begriff der Selbstinduktion kommt im Zusammenhang mit Spulen und Relais vor. Wird der durch eine Spule fließende Strom abgeschaltet, baut sich das Magnetfeld im Eisenkern ab. Wenn diese Energie in Form eines Stroms nicht abfließen kann, dann entsteht kurzzeitig eine viel höhere Spannung als vorher an der Spule angelegt war. Diese Spannung wird Selbstinduktionsspannung genannt. Der Effekt der kurzzeitigen Spannungserhöhung durch die Stromkreisunterbrechung nennt man Selbstinduktion. Die Selbstinduktionsspannung wirkt immer der Änderung des elektrischen Stroms entgegen. Die Selbstinduktionsspannung hat verheerende Folgen für die anderen Bauteile im Stromkreis der Spule. Zum Beispiel Transistoren, die Relais schalten, werden durch die Selbstinduktionsspannung zerstört. Um den Transistor zu schützen, wird eine Diode parallel zur Relaisspule in Sperrrichtung geschaltet. Die Diode wird als Freilaufdiode bezeichnet. Freilaufdiode Freilaufdiode, Zenerdiode

2 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN INDUKTION, EINPHASEN-WECHSELSTROM REPETITIONEN INDUKTION DER RUHE 2 RE Induzierte Spannung (Induktion der Ruhe), Trafoformel Berechnen Sie die Leerlaufspannung (induzierte Spannung) einer Trafowicklung von 34 Windungen bei 50 Hz, wenn der Eisenquer- 2 schnitt 205cm misst und eine magnetische Flussdichte von 1,45T anzunehmen ist! 224,4V

3 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN INDUKTION, EINPHASEN-WECHSELSTROM REPETITIONEN INDUKTION DER RUHE 3 RE Einphasentransformator (Induktion der Ruhe) Ein Handlampentrafo hat sekundär eine Spannung von 38 V beziehungsweise 128 Windungen. Wie gross ist primär die Windungszahl, wenn mit 230 V zu rechnen ist? 774,7

4 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN INDUKTION, EINPHASEN-WECHSELSTROM REPETITIONEN INDUKTION DER RUHE 4 Einphasentransformator (Induktion der Ruhe) Mit Hilfe der Vorgaben ist die effektive Leerlaufspannung zu berechnen, die in der Sekundärspule eines Transformators generiert wird. Vorgaben: - Scheitelwert des Stromes: Iˆ = 500mA - Frequenz des Wechselstromes: f = 50Hz - Windungszahl der Primärspule: N = 1200 (Erregerspule) - Windungszahl der Sekundärspule: N = 00 (Induktionespule) - Absolute Permeabilität: µ = 1, Vs / Am - Relative Permeabilität des Ferritkerns: = Querschnittsfläche des Ferritkerns: A Fe = 2cm - Mittlere Feldlinienlänge: l = 10cm µ 0 r 2

5 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN INDUKTION, EINPHASEN-WECHSELSTROM REPETITIONEN INDUKTION DER RUHE 101 Wie bezeichnet man die Induktion bei den Transformatoren auch noch? 102 Wie lauten die Übersetzungen beim Transformator? S 1 = S Wie lautet die Transformatorenformel? 104 Wie viel Strom fliesst auf der Sekundärseite, wenn der Stromwandler mit 120/5 A bezeichnet ist und der aktuelle Primärstrom 0 A beträgt.

6 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN INDUKTION, EINPHASEN-WECHSELSTROM REPETITIONEN INDUKTION DER RUHE 105 Wo werden Spannungswandler hauptsächlich eingesetzt? 10 Warum werden Stromwandler in Niederspannungsanlagen hauptsächlich eingesetzt? 107 Welche Sekundären Nennwerte werden bei Mess-Wandlern für die Energiemessung normalerweise transformiert, bei: a) Spannungswandlern b) Stromwandlern 108 a) Welche maximale Leistung haben Strom- und Spannungswandler? b) Wie werden Die Messwandler auch noch bezeichnet?

7 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN INDUKTION, EINPHASEN-WECHSELSTROM REPETITIONEN INDUKTION DER RUHE 10 Darf man den Sekundärstromkreis von Stromwandlern im Betrieb öffnen? Begründen Sie Ihre Antwort. 110 Warum wird die Sekundärseite der Mess- Wandler geerdet? 111 Was ist die Bürde eines Messwandlers? 112 Was ist ein Summenstromwandler?

8 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN INDUKTION, EINPHASEN-WECHSELSTROM REPETITIONEN INDUKTION DER RUHE 113 Was ist der Vorteil von Durchfädelwandlern? 114 Wie gross ist die Bemessungsübersetzung des vorhandenen Stromwandlers? 115 Was bedeutet die Güteklasse bei Messwandlern? 11 Was wird an der Sekundärwicklung eines Stromwandlers angeschlossen?

9 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN INDUKTION, EINPHASEN-WECHSELSTROM REPETITIONEN INDUKTION DER RUHE 117 Bezeichnen Sie an einem Transformator alle Teile und Grössen (Machen Sie eine Skizze eines Einphasentransformators). 118 Was versteht man unter dem Wirkwiderstand einer Spule? 11 Was versteht man unter den Begriff Selbstinduktion? 120 Wie wird die induzierte Spannung berechnet?