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ML
Verfasst am: 01. Jul 2016 11:37
Titel: Re: Frage zur Stromstärke beim Transformator
Hallo,
Sergeantmilan hat Folgendes geschrieben:
Und hier liegt mein Problem. Die Energieerhaltung sagt mir ja praktisch nur dass es zwangsläufig so sein muss, nicht aber warum es so ist wenn ihr versteht was ich meine.
Ich weiß nicht, ob ich Deine Frage richtig verstehe. Letztlich willst Du ja wissen, wie die Energie zur Sekundärseite kommt und weshalb die Strom- und Spannungstransformation auftreten.
Der Energietransport findet beim Trafo (analog wie bei der Zweidrahtleitung) nicht durch den Kern, sondern durch die Luft/das Dielektrikum, statt. Du hast eine elektromagnetische Welle, die sich erst entlang dem an der Primärseite angeschlossenen Kabel ausbreitet, dann* weiter entlang dem Trafokern und wieder weiter zur Sekundärseite entlang dem dort angeschlossenen Kabel.
Die Leistungsdichte (Leistung pro Fläche) in der Luft beträgt dabei
.
Die Randbedingungen des Trafomaterials (idealisiert: H=0 im Kern und E=0 im Draht) sowie die Geometrie der Anordnung bewirken nun, dass die Auteilung von E und H an der Sekundärseite andere sind als an der Primärseite.
E hoch bedeutet H runter und umgekehrt.
Auf der Ebene von Strom und Spannung bedeutet das dann analog:
- Spannung hoch bedeutet Strom runter und umgekehrt.
http://www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de/publication/ajp/Poynting_transformer.pdf
https://web.archive.org/web/20131228195129/http://www.itee.uq.edu.au/~aupec/aupec00/edwards00.pdf
Viele Grüße
Michael
* (zumindest was die jeweils transmittierten Anteile betrifft; ein Teil wird ja auch reflektiert)
schnudl
Verfasst am: 30. Jun 2016 11:11
Titel:
Um zu begreifen wie sich ein sekundär angeschlossener Widerstand auf die Primärseite transformiert, benötigst du nur die Übertragungsgesetzte für U und I.
Wenn du verstehen willst,
wieso
die Trafogesetze gelten, kannst du den von mir angegebenen Link lesen, wo ich versucht habe, den Trafo mit physikalischen Mitteln zu erklären.
Sergeantmilan
Verfasst am: 30. Jun 2016 09:54
Titel:
Hmmm.
Verstehe ich jetzt nicht auf Anhieb, wurde mir offensichtlich nicht sehr detailliert erklärt das ganze. Wenn mir das jemand nochmal genau erklären würde oder nen link zu ner verständlichen Erklärung bereit hat würd mich das freuen. Besonders das mit der widerstandstransformation hab ich jetzt auch gefunden nur sind mir die mikroskopischen Ursachen nicht klar.
Ansonsten schonmal vielen dank an alle soweit
borromeus
Verfasst am: 30. Jun 2016 09:33
Titel:
Du verwechselst Trafo mit Verbraucher.
Wenn sekundärseitig keine Last drauf hängt fliesst (praktisch) primärseitig auch kein Strom (nur der Magnetisierungsstrom).
Erst wenn Du sekundärseitig belastest wird durch die sek. Wicklung ein magnetischer Fluss im Eisenkern erzeugt, der wiederum den Strom der Wicklung auf der Primärseite zum Fliessen bringt.
Sergeantmilan
Verfasst am: 30. Jun 2016 09:02
Titel:
Also ändert die Transformation den Widerstand (oder stehe ich jetzt vollkommen auf dem Schlauch) ? Das wäre mir tatsächlich neu. Wie is da jetzt genau der mathamatische Zusammenhang? Mir sind beim Trafo bis jetzt nur die Zusammenhänge von Windungszahl Spannung und Stromstärke bekannt
schnudl
Verfasst am: 30. Jun 2016 08:45
Titel:
Zitat:
Jetzt leg ich ne Primärspannung von 500V an, es fließen also vor dem Trafo über I=U/R 500/1=500A richtig?
wie kommst du auf das? Hier hast du einen Denkfehler! Die Primärseite sieht einen Widerstand von 0,25 Ohm, der sich daraus ergibt, dass der 1 Ohm transformiert wird. Das ergibt 2000A.
Wieso legst du an die Primärseite überhaupt einen Widerstand. Zeichne das einmal auf, dann wird es klarer.
Sergeantmilan
Verfasst am: 30. Jun 2016 08:29
Titel:
Hmm ja, dein Beispiel verstehe ich an sich, ein Problem hab ich damit aber noch.
Du setzt ja damit jetzt schon voraus wie groß der Widerstand vor der Primärspule ist. Über R=U/I hätten wir ja mit deinen Werten also 6000V/0,065A.
Vielleicht hilft folgendes Beispiel: Angenommen ich transformiere mal sinnlos vor mich hin und hinter der Sekundarspule ist kein Verbraucher sondern einfach wieder ne Leitung mit dem selben Widerstand wie auf der Primärseite, sagen wir einfach mal 1 Ohm bei beiden.
Die Sekundärspule sei doppelt so stark gewickelt bei primär also 1N bei sekundär 2N.
Jetzt leg ich ne Primärspannung von 500V an, es fließen also vor dem Trafo über I=U/R 500/1=500A richtig?
Über Nsek/Nprim=Usek/Uprim folgt eine Spannung von 1000V an der Sekundärspule. Da wir wieder 1ohm haben folgt für die Stromstärke laut ohmschen Gesetz I=1000/1=1000A (ich weiß, Werte sind komisch aber is ja nur nen Beispiel)
Laut Trafo Gleichungen gilt aber ja Nsek/Nprim=Iprim/Isek also würde dass hier heißen 2=500/Isek also Isek=250A
Hier liegt ja offensichtlich ein Unterschied vor. Bei der ersten Rechnung hat I sich verdoppelt statt halbiert, das ohmsche Gesetz hat da also so seine Probleme oder nicht?
schnudl
Verfasst am: 30. Jun 2016 08:21
Titel: Re: Frage zur Stromstärke beim Transformator
Sergeantmilan hat Folgendes geschrieben:
Tag zusammen,
Die Energieerhaltung sagt mir ja praktisch nur dass es zwangsläufig so sein muss, nicht aber warum es so ist wenn ihr versteht was ich meine..
Schau mal hier.
http://www.physikerboard.de/topic,42650,-faq---transformator-und-seine-modellierung.html
In Teil 1) ist das genauest beschrieben. Wenn das dort verwendete "M" sehr groß wird, bekommt man automatisch das Stromverhältnis des idealen Trafos.
borromeus
Verfasst am: 30. Jun 2016 06:01
Titel:
Ich bin mir nicht sicher ob ich Deine Frage verstehe, vielleicht hilft Dir ja Folgendes:
Ein Verbraucher benötigt einen gewissen Strom, sagen wir mal auf der 400V Sekundärseite eines Trafos. Und sagen wir weiter der Verbraucher sei ein Widerstand mit 400 Ohm, dann wird dort ein Strom von 1 A fliessen.
Auf der Primärseite, 6kV, wird dadurch (6000:400) nur 1/15 des Stromes benötigt, also gerade mal 65mA.
Aber würdest Du diesen Verbraucher direkt an der Primärseite anschliessen, fliessen eben schon 15A.
Zitat:
In beiden Fällen gilt doch einfach I=U/R also würde doch einfach dasselbe rauskommen.
Wieso meinst Du? U ist ja unterschiedlich!
Sergeantmilan
Verfasst am: 29. Jun 2016 22:43
Titel: Frage zur Stromstärke beim Transformator
Tag zusammen,
eine Sache verstehe ich beim Transformator nicht so ganz.
Das Prinzip ist klar, sowie die Gleichungen. Durch die Energieerhaltung folgt ja dass Spannung mal Stromstärke auf beiden Seiten gleich sein muss, wodurch bei erhöhter Spannung hinter dem Trafo die Stromstärke ja dementsprechend kleiner sein muss. Und hier liegt mein Problem. Die Energieerhaltung sagt mir ja praktisch nur dass es zwangsläufig so sein muss, nicht aber warum es so ist wenn ihr versteht was ich meine.
Es denkt sich das Kabel ja nicht, "oh die Spannung kommt durch den Trafo, jetzt muss ich weniger Ampere liefern". Ich sehe da nicht den Unterschied zu einem normalen Leiter auf dem die gleiche Spannung liegt und der den gleichen Widerstand besitzt ohne das die Spannung hinter der Sekundärspule eines Transformators anliegt. In beiden Fällen gilt doch einfach I=U/R also würde doch einfach dasselbe rauskommen.
So kann es natürlich nich sein wegen Energieerhaltung, schon klar aber das ist ja nur eine Vorraussetzung und nicht die Ursache.
Ich hoffe hier versteht einer was ich meine und würde mir helfen.