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Kapitel 11 Elektrizität und Magnetismus

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Kapitel 11 Elektrizität und Magnetismus. 11. Elektrizität und Magnetismus. 11.1 Magnetismus. Wiederholung der bereits bekannten Phänomene des Magnetismus. Magnetische Stoffe: Eisen, Kobalt, Nickel. Magnetpole; Anziehung und Abstoßung

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Presentation Transcript
kapitel 11 elektrizit t und magnetismus

Kapitel 11Elektrizität und Magnetismus

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 elektrizit t und magnetismus
11. Elektrizität und Magnetismus

11.1 Magnetismus

Wiederholung der bereits bekannten Phänomene des Magnetismus.

Magnetische Stoffe: Eisen, Kobalt, Nickel.

Magnetpole; Anziehung und Abstoßung

Gleichnamige stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

untersuchung der pole
Untersuchung der Pole

Die Pole heißen Nordpol (rot) und Südpol (grün)

Versuch:Wir bringen zwei Ringmagnete auf zwei verschiedene Arten zusammen.

Ergebnis: Ungleichnamige Pole ziehen sich an, gleichnamige Pole stoßen sich ab.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Magnetische Influenz

Versuch:

Eisen Magnet

In der Nähe eines Magneten wird ein Eisenstück selbst magnetisch. = Magnetische Influenz

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

slide5

Bringt man eine Stricknadel in die Nähe eines Magneten, bleibt ein Restmagnetismus (Remanenz)

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Weitere Untersuchungen:

Versuch:

  • Laubsägeblatt magnetisieren, anschließend mit Kompass untersuchen.
  • Ergebnis: Es entsteht Nord- und Südpol.

2. Laubsägeblatt teilen:

Ergebnis:

Teilt man einen Magneten immer wieder, erhält man stets wieder Magneten mit Nord- und Südpol.

Dies kann man fortsetzen bis zu einer Größe von 0,01 bis 1 µm. (Größe der Elementarmagnete)

Diese Elementarmagnete sind in jedem ferromagnetischen Stoff vorhanden.

Magnetisieren bedeutet also das Ausrichten der Elementarmagnete.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

slide8

Ein Magnet kann durch Erschüttern oder durch Erhitzen über eine bestimmte Temperatur wieder unmagnetisch werden.

Curietemperatur (Fe 769°C, Ni 356°C, Co 1075°C)

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Versuch:

Magnet

versch. Stoffe

Ergebnis: Magnetismus geht durch Papier, Glas etc..

Durch Eisen lässt sich der Magnetismus abschirmen.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 2 wirkungsbereich eines magneten magnetfeld
11.2 Wirkungsbereich eines Magneten – Magnetfeld

Den Raum um den Magneten bezeichnet man als Magnetdfeld.

Wirkungsbereich einer magnetischen Kraft.

Darstellung durch Kraftlinien.

http://www.zum.de/dwu/depotan/apma005.htm

Ermittle die verschiedenen Magnetfelder für Stabmagnete (auch zwei mit gleichen Polen einander gegenüber), Hufeisenmagnete

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 3 magnetfeld der erde
11.3 Magnetfeld der Erde

Das Magnetfeld der Erde gleicht dem eines Stabmagneten. (Stimmt allerdings weiter außerhalb nicht mehr. (Sonnewind)

Kompass zeigt in Nord-Südrichtung.

Im geographischen Norden befindet sich ein magnetischer Südpol, im geogr. Süden ein magnetischer Nordpol.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

slide12

Die Pole befinden sich weit unterhalb der Erdkruste.

Ursache des Erdmagnet-feldes liegt in Kreisströmen. Für Permanentmagnet wäre es im Erdinneren zu heiß.

Die Magnetischen Pole stimmen nicht mit den geographischen überein.

Im Norden: 73° nö. Breite 100° westl. Länge (nördl. von Kanada)

1831 von Kapitän Ross auf Insel Boothia felix entdeckt.

Im Süden: 69° südl. Breite, 143° östl. Länge (südl. von Australien) (1909 von Shakleton)

Die Pole wandern jährlich um einige (ca. 7,5 km) km

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

slide13

Deklination: Abweichung der Magnetnadel von der geographischen N-S-Richtung.

Diese ist ortsabhängig. Bregenz Bregenz 0° 8,2’ westl. Dekl.

Inklination: Abweichung der Magnetnadel von der Horizontalen. (Bei uns ca. 60°)

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 4 magnetische wirkung elektrischer str me
11.4 Magnetische Wirkung elektrischer Ströme

11.4.1 Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters

Versuch:

1820 entdeckte Oersted:

Eine Magnetnadel in der Nähe eines stromdurchflossenen Leiters erfährt eine Auslenkung.

Ein stromdurchflossener Leiter ist von einem Magnetfeld umgeben.

Die magnetischen Feldlinien bilden konzentrische Kreise um den Leiter.

Die Richtung der Feldlinien wird mit der Rechtsschraubenregel bestimmt.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 4 2 magnetfeld einer spule
11.4.2 Magnetfeld einer Spule

Versuch dazu mit kleinen Kompassnadeln auf Overhead oder Eisenfeilspäne

Es gleicht dem Magnetfeld eines Stabmagneten.

Die Richtung des Magnetfeldes wird mit der Rechte-Hand-Regel bestimmt. (Rechte Hand mit Zeigefinger in Stromrichtung, Daumen zeigt dann den Nordpol.)

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

wovon h ngt die st rke des magnetfeldes einer spule ab
Wovon hängt die Stärke des Magnetfeldes einer Spule ab?

Versuch 1: Spule mit 600 Windungen ohne Eisenkern Kompassnadel wird in der Nähe aufgestellt.

Wir variieren die Stromstärke.

N

S

Je höher die Stromstärke, desto stärker das Magnetfeld

Versuch 2: Drei Spulen (300W., 600W., 1200W) werden in Serie geschaltet. Vor alle wird im gleichen Abstand eine Magnetnadel angebracht.

Je höher die Windungszahl, desto stärker das Magnetfeld

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 4 3 elektromagnete
11.4.3 Elektromagnete

Versuch:

  • Ohne Eisenkern
  • Wir schieben einen Eisenkern in die Spule

Ergebnis: Mit dem Eisenkern wird die magnetische Wirkung um ein Vielfaches verstärkt.

Begründung: Im Weicheisenkern werden die Elementarmagnete ausgerichtet.

Eine stromdurchflossene Spule mit einem Eisenkern wird als Elektromagnet bezeichnet.

Elektromagnete haben den Vorteil, dass sie sich in ihrer Stärke durch Verändern der Stromstärke regeln lassen.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

slide20

Überlege Aufgaben 7.1 und 7.2 Seite 11

7.1: Antwort: Er muss entgegengesetzt gerichtet sein.

7.2: Antwort: Wenn alle Elementarmagnete ausgerichtet sind, kommt es zur Sättigung

Lies Zusammenfassung Seite 11 unten!

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 4 4 anwendungen von elektromagneten
11.4.4 Anwendungen von Elektromagneten

Stoffsammlung:

Elektr. Türöffner, Weichen, ....

Elektrische Klingel

  • Beim Schließen des Schalters fließt Strom durch die Spule.
  • Die Spule wird zum Magneten.
  • Der Eisenanker wird von der Spule angezogen, er schlägt auf den Klangkörper.
  • Der Kontakt K wird durch die Anziehung des Ankers unterbrochen.
  • Durch die Spule fließt kein Strom mehr.
  • Der Anker wird nicht mehr angezogen und schwingt zurück.
  • Der Kontakt K wird wieder geschlossen. usw.

Unterbrechungseinrichtung heißt Wagnerscher Hammer.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

slide22

Klingel

Versuchsaufbau:

Die Spule steckt auf zwei Doppelsteckerstiften, die direkt in die Schaltplatte eingesetzt werden.

Gleichspannung 10V unstabilisiert.

Die Blattfeder in der Klemm-buchse mit Schlitz soll den Kontaktstift leicht berühren und dabei etwa 6 - 8 mm vom Eisenkern, der in die Spule eingeschoben wird, entfernt sein.

Versuch: Schalter schließen.

An der Kontaktstelle der Blattfeder erkennt man starke ............................

Warum ist gutes Kontaktmaterial erforderlich?

Wir verfolgen den Weg des Stromes! Warum schwingt die Blattfeder? Fachausdruck für diese Schaltung: .........

Funkenbildung

Wagnerscher Hammer

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

sch lerversuch zu klingel
Schülerversuch zu Klingel

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

elektrisches relais
Elektrisches Relais:

Es enthält zwei getrennte Stromkreise:

Laststromkreis.

Mit einem relativ kleinen Strom kann ein großer Stromkreis geschaltet werden.

Steuerstromkreis

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

relais
Relais

Wir erkennen zwei Stromkreise:

Der Stromkreis für die Relaisspule (800W) wird mit 10V nichtstabilisiert versorgt. Er wird durch den Schalter aus- und eingeschaltet.

An den zweiten Stromkreis wird eine Gleichspannung von 6V (stabilisiert) angelegt.

Die Blattfeder wird auf den linken "Ruhe"-kontakt gelegt. Spule wie bei Klingel schalten.

Ruhekontakt R und Arbeitskontakt A sind Steckstifte mit ganz oben montierten Muttern in einem Baustein mit Unterbrechung.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

relais1
Relais

Versuch: Der in die Spule eingeschobene Eisenkern ist so zu lagern, dass die Blattfeder beim Einschalten auf den rechten "Arbeits" - Kontakt aufschlägt, ohne vom Eisenkern daran gehindert zu werden.

Arbeitskontakt

Ruhekontakt

Er muss andererseits aber die Blattfeder auch anziehen können.

Mehrmals ein- und ausschalten.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

relais2
Relais

Steuerstromkreis

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

relais3
Relais

Laststromkreis

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

erkenntnis
Erkenntnis:

Das Relais besteht aus einer Spule, die bei Stromfluss einen beweglichen Anker anzieht und dabei den ................... - Kontakt schließt.

Ohne Stromfluss ist der ...................- Kontakt geschlossen.

Mit Hilfe des Spulenstromes bzw. seines Magnetfeldes kann man also einen anderen Stromkreis öffnen oder schließen.

Arbeits

Ruhe

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

das drehspulinstrument
Das Drehspulinstrument

Der zu messende Strom wird über die Spiralfedern durch die Spule geschickt.

Dadurch wird ein Magnetfeld erzeugt, das sich im Magnetfeld des Hufeisenmagneten je nach Stromstärke ausrichtet.

Der mit der Drehspule verbundene Zeiger dreht sich.

Das Drehspulinstrument kann als Strommessgerät und als Spannungsmessgerät eingesetzt werden.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 4 5 der elektromotor
11.4.5 Der Elektromotor

Versuch: Leiterschaukel

Ergebnis: Auf einen stromdurchflossenen Leiter, der sich in einem Magnetfeld befindet, wirkt eine Kraft. Der Leiter bewegt sich senkrecht zu den magn. Feldlinien.

Die Kraftrichtung ändert sich, wenn man die Stromrichtung umkehrt oder das Magnetfeld umkehrt.

Zur Leiterschaukel:

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

slide33

W

U

V

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Ursache

Technische Stromrichtung

Wirkung

Vermittlung

Richtung der Kraft

Richtung des Magnetfeldes(Nord-Süd)

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

der elektromotor
Der Elektromotor

Wir wollen die Bewegung in eine Drehbewegung verwandeln.

Schülerversuch mit Elektromotor.

Permanentmagnet und eine drehbare Spule (Anker)

1. Wir schließen einen Gleichstrom an die beiden Schleifringe an. Der Anker dreht sich ein Stück und bleibt dann stehen. (Die beiden Magnete (Feldmagnet und Elektromagnet ziehen sich an. ))

Wir erkennen: Man muss die Stromrichtung umkehren.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Wir erkennen: Man muss die Stromrichtung umkehren.

2. Wir verwenden den Kommutator statt der Schleifringe.

Nun läuft der Motor. ( Vielleicht muss man ihn etwas anwerfen.)

Polwender bei Elektromotor

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Wiederholung Elektromotor

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Bei welcher Stellung des Ankers muss der Strom durch den Anker umgepolt werden?

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Die Zuleitung erfolgt über Kohlebürsten. Diese sind leitend und schmieren gleichzeitig.

Im Anker befindet sich ein Weicheisenkern. Der Anker wird auch als Rotor bezeichnet, während der Feldmagnet als Stator bezeichnet wird.

Häufig wird ein Doppel-T-Anker verwendet.

Für einen ruhigeren Lauf verwendet man Vierfach – T – Anker oder Trommelanker. Dementsprechend oft muss die Stromrichtung umgekehrt werden. (Kommutator wird in weitere Segmente unterteilt.

Zur Verbesserung wird der Feldmagnet als Elektromagnet ausgebildet.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Gleichstrommotor mit Elektromagnet

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 4 5 1 der wechselstrommotor
11.4.5.1 Der Wechselstrommotor

Dreht man im Anker die Stromrichtung um, so ändert sich die Drehrichtung des Motors. Dreht man aber gleichzeitig auch die Stromrichtung durch den Feldmagneten um, so dreht sich der Motor in dieselbe Richtung.

~

Das heißt, wenn wir einen Wechselstrom verwenden funktioniert der Motor auch.

Dabei müssen Anker und Feldmagnet Elektro-magnete sein und vom selben Strom betrieben werden.

Weil sie mit Gleich- und Wechselstrom betrieben werden können, bezeichnet man sie als Allstrommotoren.

Diese Motoren haben ein großes Anwendungsgebiet:

Haushaltsgeräte, Elektrowerkzeuge, ...

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

slide45

Für Motoren mit hohen Leistungen verwendet man meist andere Motoren (Drehstrommotoren).

Lies Zusammenfassung Seite 16.

Führe die Aufgaben 10.1 und 10.2 (Buch S. 16) aus!

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 5 elektromagnetische induktion
11.5 Elektromagnetische Induktion

1.5.1 Prinzip der Induktion

Versuch: Leiterschaukel

Wir erinnern uns:

Auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld wirkt eine Kraft.

?

Ursache war der Strom.

Wirkung war die Kraft.

Können wir Ursache und Wirkung vertauschen?

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Versuch: Leiterschaukel

Statt der Batterie bauen wir ein Messgerät ein.

Ergebnis:

Bewegen wir den Leiter, zeigt das Messgerät einen Ausschlag.

Durch die Bewegung eines Leiters in einem Magnetfeld wird eine elektrische Spannung induziert. Sie heißt Induktionsspannung, der von ihr hervorgerufene Strom Induktionsstrom.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Versuch:

Wir bewegen den Leiter parallel zu den magnetischen Feldlinien.

Ergebnis: Kein Ausschlag.

In einer Leiterschleife wird nur dann eine Spannung induziert, wenn sich die Anzahl der umschlossenen magnet. Feldlinien ändert.

Versuch: rascheres Bewegen des Leiters:

Die Induktionsspannung ist umso größer, je schneller sich die Anzahl der umschlossenen Kraftlinien ändert.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 5 2 induktion in einer spule
11.5.2 Induktion in einer Spule

Versuch:

Drei Spulen werden in Serie geschaltet.

Wir schieben nacheinander einen Stabmagneten in die Spule.

Induktion in Spulen

  • Ergebnis: Die induzierte Spannung ist umso größer,
  • je größer die Anzahl der Windungen ist,
  • je stärker der Magnet ist
  • und je rascher der Magnet bewegt wird

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 5 3 der generator
11.5.3 Der Generator

Permanentmagnet

Permanentmagnet

Bei der Drehung der Schleife ändert sich die Anzahl der umschlossenen Feldlinien.

Schleife

Schleifringe

Der Zeiger des Messgeräts bewegt sich zunächst nach rechts, dann nach links; d. h. die Stromrichtung wird nach einer halben Umdrehung umgekehrt.

Abgriff über Kohlebürsten

Animation (Fend)

Animation

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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11.5.3.1 Wechselstromgenerator

Technischer Wechselstrom:

Pro Sekunde erreicht er 50 mal einen Höchst- und einen Tiefstwert (50Hz).

Er wird in Kraftwerken durch Generatoren erzeugt, welche durch Turbinen angetrieben werden.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Technische Ausführung:

Da bei den Bürsten hohe Ströme auftreten würden, baut man Innenpolmaschinen.

D. h. Das Magnetfeld dreht sich.

Der Magnet ist meist ein Elektromagnet, der von einem Gleichstrom gespeist wird. Vergl. Gleichstromgenerator!

Die Induktionsspule ist im Stator. Dadurch kann man die Spannung leichter abgreifen.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 5 3 2 der gleichstromgenerator
11.5.3.2 Der Gleichstromgenerator

Ersetzt man beim vorigen Generator die Schleifringe durch einen Kommutator, so wird nach einer halben Umdrehung die Stromrichtung umgekehrt.

Der so entstehende Strom wird pulsierender Gleichstrom genannt.

Simulation

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

dynamoelektrisches prinzip
Dynamoelektrisches Prinzip:

Der Erfinder dieses „dynamoelektrischen Prinzips“ war Siemens 1867.

Dabei wird der Permanentmagnet durch eine Elektromagnet ersetzt.

Ein kleiner Restmagnetismus reicht aus, dass eine kleine Spannung induziert wird. Der Induktionsstrom verstärkt den Magneten, größere Spannung wird induziert, größerer Strom, stärkerer Magnet ,....

Gleichstromgeneratoren verwendet man für die Speisung des Elektro-magneten in einem Wechselstromgenerator.

Heute verwendet man in Kraftwerken oft Gleichrichter um den Erregererstrom für die Elektromagneten bereitzustellen.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 5 4 der dreiphasenwechselstrom
11.5.4 Der Dreiphasenwechselstrom

Lies im Buch Seite 22

Drehstromgenerator

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

dreiphasenwechselstrom
Dreiphasenwechselstrom

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

dreiphasenwechselstromgenerator
Dreiphasenwechselstromgenerator:

3 Statorwicklungen sind gegeneinander jeweils um 120° versetzt.

L1, L2, L3 ... Phasenleiter

N ... Neutralleiter (Nullleiter)

er wird meist geerdet.

In allen 3 Wicklungen wird eine Wechselspannung induziert.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

phasen
Phasen

Die drei Wechselspannungen sind gegeneinander versetzt.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

dreiphasenwechselstrom1
Dreiphasenwechselstrom

Zwischen Phase und Nullleiter haben wir in Österreich eine Spannung von 230 V.

Zwischen zwei Phasen haben wir eine Spannung von 400 V.

Mit Hilfe des Dreiphasenwechselstromes kann man sehr einfache Motoren betreiben. (Sogenannte Drehstrommotoren)

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 5 5 induktion durch elektromagnetismus
11.5.5 Induktion durch Elektromagnetismus

Wir haben gelernt:

Für die Induktion muss sich das magnetische Feld ändern.

Versuch:

I und II sind nicht leitend verbunden.

Schließen des Schalters in I → Spannungsstoß in II

Öffnen des Schalters in I → Spannungsstoß in II

Beim Ein und Ausschalten des Stromes in I ändert sich die Stromstärke und dadurch die Stärke des Magnetfelds, das auch die Spule II durchsetzt.

Fließt ein gleichmäßiger Strom (Gleichstrom), so ändert sich das Magnetfeld nicht  keine Spannung wird induziert.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Jede Änderung der Stromstärke in der Primärspule führt zu einer Änderung des Magnetfeldes und damit zur Induktion einer Spannung.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 5 6 die selbstinduktion
11.5.6 Die Selbstinduktion

Um eine Glimmlampe zum Leuchten zu bringen ist eine Zündspannung von ca. 170 V erforderlich.

Versuch:

Beim Einschalten leuchtet die Lampe nicht, beim Ausschalten schon.

Änderung des Spulenstroms bewirkt eine Induktionsspannung.

Da die Induktion hier in derselben Spule auftritt, spricht man von Selbstinduktion.

Anwendung bei der Zündspule für Mopeds und Autos.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 5 6 1 wirbelstr me
11.5.6.1 Wirbelströme

Versuch:

Bei Bewegung eines massiven leitenden Körpers in einem Magnetfeld treten Wirbelströme auf. Nach der Lenzschen Regel sind sie so gerichtet, dass die darauf wirkende Kraft die Bewegung hemmt.

Anwendung:Wirbelstrombremse in E-Motoren. Zusatzbremse bei LKWs

Unangenehme Eigenschaft: Wirbelströme führen zu starker Erwärmung. Bei Eisenkernen von Elektromagneten würde dies zur Schwächung des Magneten führen. Daher Lamellierung des Eisenkerns.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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11.5.7 Der Transformator und seine Anwendungen

Führe den Schülerversuch zum Transformator durch!

Wir verwenden einen Wechselstrom !!!

Da sich die Stromstärke dauernd ändert, wird in der Sekundärspule ständig eine Spannung induziert.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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11.5.7 Der Transformator und seine Anwendungen

Führe den Schülerversuch zum Transformator durch!

Wir verwenden einen Wechselstrom !!!

Da sich die Stromstärke dauernd ändert, wird in der Sekundärspule ständig eine Spannung induziert.

Beide Messgeräte sind auf Wechselspannung zu stellen!

Messbereich 30V !!!

Eisenkern mit geschlossenem Joch

Versuch 1:

Primärspule: N1 = 1600W Sekundärspule: N2 = 800W

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Versuch 1:

Primärspule: N1 = 1600W Sekundärspule: N2 = 800W

Versuch 2:

Primärspule: N1 = 800W Sekundärspule: N2 = 1600W

U1 : U2 =N1 : N2

Spannungsverhältnis:

Die Spannungen primärseitig und sekundärseitig verhalten sich wie die Windungszahlen.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Wie funktioniert der Trafo?

Wenn im Primärkreis ein Wechselstrom fließt, entsteht im Eisenkern ein sich dauernd änderndes Magnetfeld. Dieses induziert in der Sekundärspule eine Spannung.

Mit Gleichstrom funktioniert also ein Trafo nicht !!!!

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

anwendungen des transformators
Anwendungen des Transformators:

Mit dem Trafo lassen sich also beliebige Spannungen sekundärseitig erzielen.

Bei einem guten Transformator gilt etwa:

Leistung primärseitig = Leistung sekundärseitig

Wird auf der Sekundärseite kein Strom entnommen, fließt auch primärseitig fast kein Strom.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Versuch:

Ergebnis: Schließt man im Sekundärkreis Verbraucher an, steigt die Stromstärke auch im Primärkreis. Je heller die Lämpchen in II leuchten, desto höher die Stromstärke in I.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

schweisstrafo
Schweisstrafo

Primärseitig viele Windungen.

Sekundärseitig: Wenig, aber dicke Windungen.

Die Stromstärke im Sekundärkreis ist sehr hoch.

Rechne mit der Leistungsformel nach!

Ergebnis: Der Nagel kommt zum Glühen und schmilzt dann durch.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

induktionsofen
Induktionsofen.

Versuch mit der Schmelzrinne:

Die Schmelzrinne kann als eine Windung aufgefasst werden. Die Spannung ist sehr klein, daher I sehr groß.

Modell des Elektroschmelzofens.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

prinzip des h rnerblitzableiters
Prinzip des Hörnerblitzableiters:

Es lassen sich auch sehr hohe Spannungen herstellen.

Bringt man die beiden Hörner nahe zueinander, bildet sich ein Funken der nach oben klettert und abreißt.

Stellt man Kerze unter die engste Stelle, so bildet sich bereits bei größerem Abstand ein Funken.

Auf diesem Prinzip beruht der Hörnerblitzableiter.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Anwendung bei Freileitungen. Ein Horn geerdet, das andere am Leiterseil angeschlossen. Bei einem Blitzschlag (Überspannung) springt ein Funke über. Dadurch wird die überschüssige Ladung zur Erde abgeleitet.

Hohe Spannungen benötigt man auch bei Fernsehröhren, Röntgenapparaten. Dort verwendet man Hochspannungstrafos.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

anwendungen des transformators1
Anwendungen des Transformators:

Versuch: Lange Leitung

Die beiden Widerstände simulieren den Leitungswiderstand

Ergebnis:

Die Lampe leuchtet nicht.

Der Hochspannungstrafo

Ergebnis:

Die Lampe leuchtet.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Berechne jeweils die Stromstärke, wenn die Leistung gleich bleibt!

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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In Fernleitungen wird die elektrische Energie bei hohen Spannungen und verhältnismäßig geringen Stromstärken übertragen.

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 5 8 stromversorgung
11.5.8 Stromversorgung

Arbeite die Arbeitsblätter „Vom Kraftwerk zum Verbraucher“ durch!

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

11 5 9 sicherheitsma nahmen
11.5.9 Sicherheitsmaßnahmen,

Arbeite die Arbeitsblätter „Sicherheit im Haushalt“ durch!

Kap.11 Elektrizität und Magentismus

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Zur Leiterschaukel:

http://www.zum.de/dwu/depotan/apem003.htm

Polwender bei Elektromotor

http://www.zum.de/dwu/depotan/apem105.htm

Induktion verschiedene Spulen

http://www.zum.de/dwu/depotan/apem110.htm

Wechselstromgenerator

http://www.zum.de/dwu/depotan/apem111.htm

Kap.11 Elektrizität und Magentismus