Grundlagen der E-Technik

Strom, Spannung, Widerstand und Leistung

Re: Grundlagen der E-Technik

Beitragvon Chris McRat » Do 23. Aug 2012, 14:02

Hallo Ekofun,

tolle Zusammenfassung hast du da gemacht! Hast wirklich fast nichts ausgelassen, einige andere Sachen stehen ja schon im Forum. ;)

Zu den Transformatoren wollte ich noch etwas sagen:
Spulen im Allgemeinen (Motoren, Drosseln, Transformatoren...) besitzen eine Induktivität, die bei anliegender Wechselspannung einen Blindstrom in der Spule verursacht. Dieser ist beim idealen Transformator (kein Innenwiderstand,
keine Eisenkern-Verluste) um 90° Phasenverschoben zur anliegenden Spannung.

Beim Transformator erzeugt die Primärspule ein wechselndes Magnetfeld im Eisen- oder Ferritkern, das wechselnde Magnetfeld induziert eine Spannung in der Sekundärspule.
Fließt nun in der Sekundärspule kein Strom, so wird das Magnetfeld nicht gestört/abgeschwächt, d. h. in elektrischen Strom umgewandelt, und die primärseitige Spule muss nur das schon vorhandene
Magnetfeld aufrecht erhalten, was keinen WIRKstrom verursacht, sondern nur BLINDstrom. Dieser erzeugt in einem in Reihe geschalteten ohmschen Widerstand (bei dir die Gühlampe) keine Leistung. Daher bleibt die Glühlampe dunkel.

Lässt man durch die Spule auf der Sekundärseite hingegen durch z.B. einen Widerstand Strom fließen, so erzeugt dieser Strom ein Magnetfeld im Eisenkern, das dem von der Primärspule erzeugten Magnetfeld entgegen gerichtet ist.
Jetzt muss die Primärspule das abgeschwächte Magnetfeld wieder aufbauen. Dadurch, dass jetzt ein "teilweise" entgegengesetztes Magnetfeld anliegt, "verschiebt" es sozusagen wieder die Phase des primärseitigen Stromes, so dass jetzt
ein Phasenwinkel zwischen Primärspannung und Primärstrom von unter 90° besteht. Je mehr Strom also auf der Sekundärseite fließt, desto geringer ist der Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom.

Daraus ergibt sich: Je kleiner der Phasenwinkel ist, umso weniger Blindstrom, und umso mehr Wirkstrom fließt durch die Primärspule.
Dadurch, dass mehr Wirkstrom durch die Spule fließt, kann bei einem in Reihe geschalteten Widerstand nun auch eine elektrische Leistung erzeugt werden (->Lampe leuchtet).
Da du keinen idealen Trafo hast (wer hat schon so einen... ;) ), es sind auch Verluste im Eisenkern und in den Wicklungen vorhanden, die den geringen Strom von (bei Dir) 69,9mA verursachen.
Dein Widerstand vom unbelastetem Trafo ist der (imaginäre) Wechselstromwiderstand oder auch Impedanz der Primärspule, inklusive dem realen Widerstand:
Z(komplex) = jωL + R (j = Wurzel(-1); ω = 2πf, f in Hz)
ωL ist der Imaginärteil, der den Blindstrom verursacht, R ist der Realteil (Widerstand), der den Wirkstrom verursacht.

Ich hoffe, Dir damit zumindest etwas geholfen zu haben...

Gruß Christian

P.S.: Ein Tipp noch: Vielleicht ist es ratsam, eine Quellenangabe unter die Fotos von den Buchseiten zu schreiben, einige Verlage/Herausgeber reagieren da seeehr empfindlich...
Chris McRat
 
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