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

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1 TECHOLOGISCHE GRUDLAGE LÖSUGSSATZ IDUKTIO, EIPHASE-WECHSELSTROM REPETITIOE IDUKTIO DER RUHE RE. Induzierte Spannung in einer Spule (Induktion der Ruhe) Eine Spule hat 30 Windungen. Ihr magnetischer Fluss ist momentan 40 mwb, sinkt aber in,5s auf 8 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 7. April 0

2 TECHOLOGISCHE GRUDLAGE LÖSUGSSATZ IDUKTIO, EIPHASE-WECHSELSTROM REPETITIOE IDUKTIO DER RUHE RE.5 Induzierte Spannung (Induktion der Ruhe), Trafoformel Berechnen Sie die Leerlaufspannung (induzierte Spannung) einer Trafowicklung von 34 Windungen bei 50 Hz, wenn der Eisenquerschnitt anzunehmen ist! 05mm misst und eine magnetische Flussdichte von,45t 4,4V 7. April 0

3 TECHOLOGISCHE GRUDLAGE LÖSUGSSATZ IDUKTIO, EIPHASE-WECHSELSTROM REPETITIOE IDUKTIO DER RUHE 3 RE.54 3 Einphasentransformator (Induktion der Ruhe) Ein Handlampentrafo hat sekundär eine Spannung von 38 V beziehungsweise 8 Windungen. Wie gross ist primär die Windungszahl, wenn mit 30 V zu rechnen ist? 774,7 7. April 0

4 TECHOLOGISCHE GRUDLAGE LÖSUGSSATZ IDUKTIO, EIPHASE-WECHSELSTROM REPETITIOE IDUKTIO DER RUHE 0 Wie bezeichnet man die Induktion bei den Transformatoren auch noch? Induktion der Ruhe 0 Wie lauten die Übersetzungen beim Transformator? U U I I = = = ü S = S 03 Wie lautet die Transformatorenformel? U = 4,44 AFe Bˆ f 04 Wie viel Strom fliesst auf der Sekundärseite, wenn der Stromwandler mit 0/5 A bezeichnet ist und der aktuelle Primärstrom 0 A beträgt.,5 A 7. April 0

5 TECHOLOGISCHE GRUDLAGE LÖSUGSSATZ IDUKTIO, EIPHASE-WECHSELSTROM REPETITIOE IDUKTIO DER RUHE 05 Wo werden Spannungswandler hauptsächlich eingesetzt? Bei der Energiemessung in Hochspannungsanlagen. 07 Warum werden Stromwandler in iederspannungsanlagen hauptsächlich eingesetzt? Bei der Energiemessung zum Messen grosser Ströme. 08 Welche Sekundären ennwerte werden bei Mess-Wandlern für die Energiemessung normalerweise transformiert, bei: a) 00 V b) A, 5 A a) Spannungswandlern b) Stromwandlern 0 a) Welche maximale Leistung haben Strom- und Spannungswandler? b) Wie werden Die Messwandler auch noch bezeichnet? a) <00 VA b) Präzisionstransformatoren, Messtransformatoren 7. April 0

6 TECHOLOGISCHE GRUDLAGE LÖSUGSSATZ IDUKTIO, EIPHASE-WECHSELSTROM REPETITIOE IDUKTIO DER RUHE 0 Darf man den Sekundärstromkreis von Stromwandlern im Betrieb öffnen? Begründen Sie Ihre. ein. Der Sekundärstromkreis muss vorgängig geerdet werden. Unzulässige Spannungserhöhungen führen zur Überhitzung des Eisenkerns. Warum wird die Sekundärseite der Mess- Wandler geerdet? Damit ein Durchschlag von der Primär- zur Sekundärwicklung keinen Personen- oder Sachschaden verursachen kann. Was ist die Bürde eines Messwandlers? Bemessungsbürde Zn (früher ennbürde) Die Bürde ist der Scheinwiderstand der sekundär angeschlossenen Geräte, einschließlich der Zuleitungen. Die Bemessungsbürde ist die Bürde, auf welche die festgelegten Bestimmungen über die Fehlergrenzen bezogen sind. Die Bürde wird üblicherweise als Scheinleistung in VA angegeben. 3 Was ist ein Summenstromwandler? Summenstromwandler ermöglichen die Summierung mehrer synchroner Wechselströme gleicher Phasenlage, jedoch unterschiedlicher Lastphasenverschiebung. Ebenfalls ist die Summierung von Strömen bei unterschiedlichen ennspannungen gleicher Phasenlage möglich. Diese Messungen können jedoch nicht für Verrechnungszwecke genutzt werden, da die vorhanden Spannungsdifferenzen voll als Fehler in die Messung eingehen. 7. April 0

7 TECHOLOGISCHE GRUDLAGE LÖSUGSSATZ IDUKTIO, EIPHASE-WECHSELSTROM REPETITIOE IDUKTIO DER RUHE 4 Was ist der Vorteil von Durchfädelwandlern? Durchfädel - Stromwandler können bei kleinen Strömen (< 50A) eine preiswerte Alternative sein. Bei der Übersetzung kleiner Ströme kann eine Kostenersparnis erzielt werden, indem man den Primärleiter mehrmals durch die Primärschienen-Durchführung gewickelt (gefädelt) wird. Z.B. entsteht aus einem Aufsteckwandler 50/5A durch dreimaliges fädeln des Primärleiters ein Stromwandler mit der Übersetzung 50/5A. 5 Wie gross ist die Bemessungsübersetzung des vorhandenen Stromwandlers? Die Bemessungsübersetzung ist das Verhältnis des Primär - ennstromes zum Sekundär - ennstrom. Die ennübersetzung wird auf dem Leistungsschild (Typenschild) als ungekürzter Bruch angegeben. (Beispiel: A 300/5) Bemessungsübersetzung ist auch das Verhältnis der Primärwicklung : Sekundärwicklung. Im Regelfall ist die Primärwicklung. Was bedeutet die Güteklasse bei Messwandlern? Messwandler gehören zur Gruppe elektrischer Messgeräte. Die Güteklasse oder auch Genauigkeitsklasse ist eine Klasse von Messgeräten, die vorgegebene messtechnische Forderungen erfüllen, so dass Messabweichungen dieser Messgeräte innerhalb der festgelegten Grenze bleiben. Z.B. 0,5% Messfehler des Angegebenen Sekundären Messtromes. 7 Was wird an der Sekundärwicklung eines Stromwandlers angeschlossen? - Amperemeter - Stromspule Wattmeter und/oder Zähler - Schutzrelais - Schutzgeräte 7. April 0

8 TECHOLOGISCHE GRUDLAGE LÖSUGSSATZ IDUKTIO, EIPHASE-WECHSELSTROM REPETITIOE IDUKTIO DER RUHE 8 Bezeichnen Sie an einem Transformator alle Teile und Grössen (Machen Sie eine Skizze eines Einphasentransformators). I I U U Primär Sekundär Was versteht man unter dem Wirkwiderstand einer Spule? Es ist der elektrische Widerstand des Wicklungsdrahtes. R = ρ [ Ω ] l A d m di + da ρ π R = A d i d a 0 Was versteht man unter den Begriff Selbstinduktion? Die Veränderung des Eigenfeldes verursacht in der Spule eine Selbstinduktion. u L I s = ± t Die Selbstinduktionsspannung ist stets so gerichtet, dass sie der Änderung des Stromes entgegenwirkt. Wie wird die induzierte Spannung berechnet? ui = ± Φ t 7. April 0