Induktion in Sekundärspule

physikmeister · Anmeldungsdatum: 24.11.2008 Beiträge: 33

Ich arbeite hier an einer Aufgabe und brauche eine kleine Hilfe :-)

zwei zylindrische Spulen sind über einen Eisenkern (

) miteinander gekoppelt.
1. Spule: Windungszahl

Länge

, Querschnittsfläche

2. Spule: Windungszahl

Länge

, Querschnittsfläche

Durch die Primärspule fließt zunächst ein konstanter Strom von

Aufgabe 1: bestimmen Sie den magnetischen Fluß durch die Sekundärspule

Im Folgenden sei nun der Strom durch die Primärspule zeitlich veränderlich.

Aufgabe 2: Bestimmen Sie die Gegeninduktivität M der Sekundärspule! M ist definiert durch die Gleichung

Aufgabe 3: zeichnen Sie Strom und Spannung quantitativ im Zeigerdiagramm im Primärspulenkreis für einen Wechselstrom mit Spannung

und der Frequenz

Gehe ich richtig in der Annahme, das ich zur Lösung der ersten Aufgabe mir auch vorstellen kann, dass die Sekundärspule in der Primärspule liegt? Eine solche Aufgabe habe ich schonmal gelöst, d.h. hier wäre dann

Aufgabe 2 habe so gelöst:

Aufgabe 3: Quantitativ bedeutet hier, Strom und Spannung in der richtigen Größe anzugeben bzw. auszurechnen. Zwar kenne ich die Beziehung zwischen Phase (Strom eilt Spannung gegenüber um 90° nach), aber wie bekomme ich hier die Größen raus? Ich habe Spannung, aber für den Strom fehlt mir der Widerstand der Spule (Material, Leiterquerschnitt etc.). Oder geht das auch anders?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

wie soll das denn aussehen? ist der eisenkern ein ringkern?

sind die spulen überenander angeordnet oder wie?

grübelnd

physikmeister · Anmeldungsdatum: 24.11.2008 Beiträge: 33

Ich vermute das sieht so aus, d.h. die Spulen sind nicht "übereinander" angeordnet, sondern nur über den Eisenkern gekoppelt:

http://www.teachingmaterials.at/catalog1/images/E-Lehre%20-%20Transformator.gif

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

wenn es so aussieht, dann sind die Längen der Spulen irrelevent, sondern du brauchst die gesamte Länge des Eisenrings. Du hast zwar l1 und l2 gegeben, aber nichts über den Ring.

Daher kannst du es so nicht lösen.

physikmeister · Anmeldungsdatum: 24.11.2008 Beiträge: 33

Hmm, die Spannung mit 230V ist gegeben, und nun (um den Strom I auszurechnen) brauche ich die Induktivität der Spule, welche ich mit

ausrechnen kann. In diesem Fall wäre

und damit

damit lässt sich nun

Das Zeigerdiagramm ließe sich damit ausdrücken, d.h. ein Vektor auf der Y-Achse mit Länge von 230 Einheiten und ein Vektor mit Länge von etwa 58 Einheiten auf der X-Achse. 90° aufgrund der Phasenverschiebung der Spule.

Stimmt das so?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

ja, das würde stimmen.

Wenn mit l1 und l2 die Eisenlängen gemeint sind (nicht die Spulenlängen), dann stimmt der Rest auch.

Thumbs up!

physikmeister · Anmeldungsdatum: 24.11.2008 Beiträge: 33

Hey danke für die Hilfe!

Hier geht es noch weiter, man soll dann die Spannung

im Sekundärspulenstromkreis berechnen.

Eigentlich müßte das ganz einfach sein, da die Spannungen sich im Verhältnis wie die Windungszahlen verhalten. Damit wäre dann

Nächste Frage wäre: sind die Spannungen in den beiden Spulen in Phase? Ist also U2 und U1 gegeneinander nicht phasenverschoben?

Und dann: Wie verhalten sich Strom und Spannung zueinander in der Sekundärspule? Ist der Strom (der durch die erste Spule schon zur Spannung U1 um 90° verschoben ist) hier auch um 90° verschoben? oder nun sogar nochmal um 90° und damit insg. 180° verschoben, oder evtl. genau gegenteilig? können die beiden Spulen sich gegenseitig kompensieren? Das ist eine echt dumme frage, aber ich bin gerade ziemlich verwirrt :-)

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

mach mal eine Kette

*) primärspannung
*) primärstrom
*) magnet. fluss
*) sekundärspannung

und schau welche phase sich ergibt.