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PhysikNerd
Anmeldungsdatum: 24.12.2020
Beiträge: 32
Wohnort: Dortmund
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
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 ML Verfasst am: 25. Dez 2020 01:05 Titel: Re: Energietransport Transformator |
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Hallo,
| PhysikNerd hat Folgendes geschrieben: |
Doch nach dem Ohm'schen Gesetz müsste bei einer Hochspannung auch entsprechend ein höherer Strom fließen:
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Du verwechselst die Spannung an den Klemmen (groß) mit der Spannung entlang der Leitung (sehr klein).
Viele Grüße
Michael
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PhysikNerd
Anmeldungsdatum: 24.12.2020
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| PhysikNerd Verfasst am: 25. Dez 2020 12:54 Titel: Konkrete Rechnung |
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Hallo Michael,
wie würde deine Rechnung zu der Aufgabe aussehen? Dann würde ich viel besser verstehen, was du meinst.
Vielen lieben Dank 🙏🏻
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
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PhysikNerd
Anmeldungsdatum: 24.12.2020
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| PhysikNerd Verfasst am: 25. Dez 2020 22:44 Titel: |
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Hallo Michael,
jetzt kommen wir meiner Frage und meinem Verständnisproblem unheimlich nah.
Bleiben wir bei deiner Schaltung und nehmen nun folgende Beispielwerte:
Der Übersetzungsfaktor beträgt in diesem Fall also
 .
Für den Gesamtwiderstand im mittleren Stromkreis gilt:
Für den Gesamtwiderstand im ersten Stromkreis gilt:
Im ersten Stromkreis fließt demnach folgender Strom:
Im mittleren Stromkreis fließt demnach folgender Strom:
Alternativ könnte man auch rechnen:
An der Leitung entsteht folgender Energieverlust:
^2=163,25W)
Ohne Transformation würde folgender Energieverlust entstehen:
^2=500\Omega \cdot (\frac{600V}{500\Omega+100\Omega})^2=500W)
SUPER, ES KLAPPT !
Nun hat man hier durch einen mathematischen Trick das Problem gelöst, dass trotz einer hohen Klemmspannung ein geringerer Strom durch die Leitungen fließt. Dazu wurden die Widerstände hoch- bzw. heruntertransformiert.
Doch was ist die Ursache dieser Transformation der Widerstände? Sowohl der Widerstand der Leitung, als auch der Widerstand des Verbrauchers haben sich in der Realität ja nicht verändert?
Liebe Grüße,
Yakup
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
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PhysikNerd
Anmeldungsdatum: 24.12.2020
Beiträge: 32
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| PhysikNerd Verfasst am: 26. Dez 2020 19:10 Titel: |
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Lieber Michael,
vielen lieben Dank dafür, dass du dir die Zeit genommen hast 🙏🏻
Ich hatte in Bezug auf Transformatoren einfach zu viele Fehlvorstellungen, die sich angehäuft und insgesamt zu einem Chaos geführt haben. Ausschlaggebend dafür war, dass ich den Primärstrom  für den Magnetisierungsstrom  gehalten habe. Daher habe ich bei der Stromtransformation versucht, den Magnetisierungsstrom auszurechnen, um über diesen den Sekundärstrom  zu bestimmen. Dank dir weiß ich aber nun, dass man ERST den Sekundärstrom ausrechnen muss, um über diesen den Primärstrom zu berechnen (und nicht andersrum). Das ist auch sinnvoll, weil der Sekundärstrom die Ursache für den Primärstrom ist. Außerdem ist der Magnetisierungsstrom im Vergleich zum Primärstrom vernachlässigbar klein und wird bei der Berechnung überhaupt nicht berücksichtigt.
Wenn wir nun das Schaubild (siehe Anhang) nehmen und die Spannung nur hochtransformieren ohne diesen vor dem Verbraucher herunterzutransformieren, dann dürften sich die Energieverluste über lange Leitungen nicht verringern, oder?!
Wenn ich das mal anhand der Werte aus dem Schaubild durchrechne:
Die Übersetzung ist in diesem Fall  , sodass die Spannung auf  hochtransformiert wird.
Mit dem Transformator fließt über die Leitung folgender Strom:
Der Energieverlust an den Leitungen beträgt:
^2 = 50.000W)
Ohne dem Transformator fließt durch die Leitungen folgender Strom:
Hier beträgt der Energieverlust an den Leitungen:
^2 = 500W)
Also MUSS die Spannung hoch- und wieder heruntertransformiert werden, damit sich die Energieverluste an den Leitungen verringern? Sonst würden sie die Verluste sogar erhöhen?
| Beschreibung: |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
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| ML Verfasst am: 27. Dez 2020 23:20 Titel: |
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Hallo,
| PhysikNerd hat Folgendes geschrieben: |
Wenn wir nun das Schaubild (siehe Anhang) nehmen und die Spannung nur hochtransformieren ohne diesen vor dem Verbraucher herunterzutransformieren, dann dürften sich die Energieverluste über lange Leitungen nicht verringern, oder?!
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Doch, schon. Es kommt letztlich darauf an, dass die Leitung entlang des größten Teils der Strecke mit Hochspannung betrieben wird. Denn dann ist die Stromstärke gering und die ohmschen Verluste auch.
Allerdings möchte man am Ende dann sein Gerät nicht mit 30kV oder gar 220kV betreiben, da das einen ganz enormen Isolationsaufwand bedeutet und überaus gefährlich ist. Mit solchen Spannungen arbeitet niemand freiwillig, wenn es nicht unbedingt nötig ist. Stichwort: Strom macht klein, schwarz und hässlich.
| Zitat: |
Also MUSS die Spannung hoch- und wieder heruntertransformiert werden, damit sich die Energieverluste an den Leitungen verringern? Sonst würden sie die Verluste sogar erhöhen? |
Wenn es nur um die ohmschen Verluste auf der Leitung geht, dann muss die Spannung nur nochtransformiert werden.
Beachte beim Nachrechnen, dass ein anderer Verbraucherwiderstand angenommen werden muss, falls Du zur rechnerischen Überprüfung auf das Runtertransformieren verzichten willst.
Entscheidend für den Vergleich ist, dass die Leistung beim Verbraucher jeweils gleich groß (oder zumindest sehr ähnlich) ist.
Viele Grüße
Michael
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PhysikNerd
Anmeldungsdatum: 24.12.2020
Beiträge: 32
Wohnort: Dortmund
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| PhysikNerd Verfasst am: 28. Dez 2020 09:06 Titel: |
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| ML hat Folgendes geschrieben: |
Beachte beim Nachrechnen, dass ein anderer Verbraucherwiderstand angenommen werden muss, falls Du zur rechnerischen Überprüfung auf das Runtertransformieren verzichten willst.
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Okay, also neuer Versuch ☺️
Ich transformiere also den Widerstand hoch:
=10^2 \cdot (500\Omega + 100\Omega)=60.000\Omega)
Der durch die Leitungen fließende Strom ist dann:
Der Energieverlust über die Leitungen wäre dann:
Okay, so müsste es also stimmen ☺️
Das ist interessant, denn: Bei einem Übersetzungsfaktor von ist nicht nur gegenüber um den Faktor 10 kleiner. Der Strom ist auch gegenüber dem Strom um den Faktor 10 kleiner, der ohne den Transformator durch die Leitungen fließen würde..
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