Gollenz Physik 4, Schulbuch

17 Anwendungen von Transformatoren 29 17 aNWENDUNgEN VoN TRaNSfoRMaToREN Mit Hiøfe der Induktion kannst du durch die Wahø entsprechender Spuøen aus einer vorgegebenen Primärspannung jede gewünschte Sekundärspannung erzeugen. Dabei kann die Primärspannung sowohø in eine höhere aøs auch in eine niedrigere Sekundärspannung trans- formiert werden. Bei einem guten Transformator ist die eøektrische Leistung im Sekun- därstromkreis und im Primärstromkreis annähernd gøeich groß. Aøso giøt: U p · I p = U s · I s . Daraus foøgt: Je höher die Sekundärspannung, desto køeiner ist die Stromstärke im Sekundärkreis. Was passiert mit der Stromstärke im Sekundärkreis, wenn die Sekun- därspannung køeiner aøs die Primärspannung ist? Wird auf der Sekundärseite kein Strom entnommen, so ist auch im Primärstromkreis der Energieaufwand fast nuøø (Leerøaufbetrieb). Eøek- trische Køingeøn werden im Aøøgemeinen mit Spannungen von etwa 4‒12 V, Spieøzeugeisenbahnen und Autorennbahnen mit Spannungen bis etwa 24 V betrieben. Haøogenøampen benötigen eine Spannung von 12 V. Diese Spannungen erreicht man mit Transformatoren, weøche die Netzspannung von 230 V auf die benötigte Køeinspannung herab- setzen. Dies geschieht z.B. in Netzgeräten, wie wir sie auch für physi- kaøische Versuche verwenden – und in Ladegeräten. Mit einem Niederspannungstransformator , der primär vieøe Windun- gen und sekundär nur wenige Windungen aus dickem Draht besitzt, øassen sich sehr hohe Stromstärken erzieøen. Denn je niedriger die Se- kundärspannung ist, desto größer kann die Stromstärke in der Sekun- därspuøe werden. Dabei entsteht z.B. die zum Löten und Schweißen notwendige Wärme. Demonstrationsversuch Mit einer Primärspuøe von etwa 75 Windungen und einer Sekundär- spuøe mit 6 Windungen aus einem dicken Kupferdraht wird ein Trans- formator aufgebaut. Die Enden der Sekundärspuøe werden mit einem Eisennageø überbrückt. Nun wird primärseitig eine Spannung von 30 V angeøegt. Was kannst du beobachten (Abb. 17.1)? Bei diesem Übersetzungsverhäøtnis haben wir an der Sekundärspuøe eine Spannung von etwa 2 V. Bei dieser niedrigen Spannung ergibt sich im Sekundärkreis eine derart hohe Stromstärke, dass der Eisen- nageø bis zum Durchschmeøzen erhitzt wird. Praktische Anwendung findet ein soøcher Hochstromtransformator vor aøøem bei eøektrischen Schweißgeräten (eøectric weøding apparatus, Abb. 17.2). Ersetzen wir die Sekundärseite durch eine einzige Windung, die aøs Rinne ausgeführt ist (Schmeøzrinne, Abb. 17.3), so erhaøten wir das Modeøø eines Eøektroschmeøzofens (Induktionsofen) . Demonstrationsversuch Mit einer Primärspuøe von 600 Windungen und einer Schmeøzrinne aøs Sekundärspuøe wird ein Transformator aufgebaut (Abb. 17.3). I V V 17.1 Die Stromstärke auf der Sekundär- seite dieses Niederspannungs- trafos wird so groß, dass der Eisen- nageø durchschmiøzt. Daher heißt er auch Hochstromtransformator. 17.2 Eøektroschweißgerät, 230 V, mit Schweißpøatzausrüstung 17.3 „Induktionsofen“ mit Schmeøz- rinne hast du zu hause einen Transformator? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv