Aufgabe Wechselstromgenerator

Jochen-S · Anmeldungsdatum: 25.05.2012 Beiträge: 29

Hallo, ich brauche mal wieder eure Hilfe.

Die Aufgabe lautet:

Zur Erzeugung von Wechselstrom rotiert eine Spule (Anker) in einem konstanten Magnetfeld mit 0,46 T. Die Drehachse steht dabei senkrecht zum Magnetfeld. Die Ankerspule hat einen rechteckigen Querschnitt mit den Seitenlängen 5cm bzw 3cm und besteht aus 1500 Windungen mit 0,2mm dicken Kupferdraht.

Mit welcher Frequenz rotiert die Ankerspule, wenn damit die Netzspannung induziert wird.

Mein Lösungsansatz:

U(ind)=N*B*A*w(omega)*sin(wt) ---> sin(wt) = 1 da Magnet feld senkr. (90°)

U(ind)=230V N=1500 Windungen B=0,46 T A= (0,05m*0,03m)

w(omega) = 2*pi *f

daraus ergibt sicht (230V/(1500Windungen*0,46T*(0,05*0,03)*2*pi) = f

Ergebnis sollte 50 Hz sein bekomme aber lediglich 35 Hz raus.

Wo habe ich da meinen Denkfehler ?

Viele Grüße Jochen

Catweasel · Anmeldungsdatum: 06.08.2011 Beiträge: 330

Wie kommst du denn darauf, dass sin(wt) gleich 1 ist? Damit würde ja eine kosntante Spannung induziert werden. Bzw. was hat der Winkel zwischen Magnetfeld und Drehachse mit sin(wt) zutun?

edit: Ach ich glaube ich hab dich falsch verstanden. Du meinst den Fall indem die maximale Spannung induziert wird, jetzt versteh ich das.
Du musst bedenken, dass die 230V Netzspannung nur der Effektivwert, nicht der Maximalwert der Wechselspannugn ist.

Jochen-S · Anmeldungsdatum: 25.05.2012 Beiträge: 29

könntest du mir evtl die Bedeutung des sin(wt) genauer erklären, ich glaube ich habe da was falsch verstanden so wie du es jetzt gesagt hast.....

Catweasel · Anmeldungsdatum: 06.08.2011 Beiträge: 330

Ich glaube du meintest schon das richtige. sin(wt) muss gleich 1 sein, wenn die maximale Spannung induziert wird und das ist der Fall, wenn die Bewegungsrichtung der Spule rechtwinklig zum Magnetfeld ist (weil sich dann die magnetisch durchsetze Fläche am schnellsten ändert). Ich dachte du beziehst dich auf den rechten Winkel zwischen Drehachse und Magnetfeldlinien. Dein Fehler liegt nur darin, dass du 230 V als Maximalspannung angenommen hast.

Jochen-S · Anmeldungsdatum: 25.05.2012 Beiträge: 29

Hmmm was muss ich denn aks Maximalspannung annehmen ?

Catweasel · Anmeldungsdatum: 06.08.2011 Beiträge: 330

Der Maximalwert ist das

fache des Effektivwertes, bei Netzspannugn ist die Amplitude ungefähr bei 325 V.

http://de.wikipedia.org/wiki/Effektivwert

Jochen-S · Anmeldungsdatum: 25.05.2012 Beiträge: 29

Ouh man sorry für meine teilweise dummen Fragen, aber woher weiß ich wann ich den Effektivwert nehme und wann den Maximalwert sprich die Amplitude ?

Gehe ich bei einer induzierten Spannung immer vom Maximalwert wahrscheins aus ?

Catweasel · Anmeldungsdatum: 06.08.2011 Beiträge: 330

Die Gleichung die du oben aufgestellt hast gilt nur für den Fall, dass die maximale Spannung induziert wird, weil der sinus eben nur für die Amplitude 1 ist (sorry wenn ich da Verwirrung gestiftet hab Augenzwinkern

).

Aus

ergibt sich

außerdem gilt

Jochen-S · Anmeldungsdatum: 25.05.2012 Beiträge: 29

Super dank dir smile

hast mir sehr weitergeholfen.

Catweasel · Anmeldungsdatum: 06.08.2011 Beiträge: 330

Freut mich dass ich helfen konnte.