Gollenz Physik 4, Schulbuch

Elektrizität bestimmt unser Leben 30 Die hohe Stromstärke in der Schmeøzrinne (Sekundärspuøe) erzeugt die zum Sieden bzw. Schmeøzen notwendige Wärme. In die Schmeøzrinne gibt man z.B. Wasser oder ein Stück Lötzinn. Baød nach dem Einschaøten des Transformators siedet das Wasser bzw. schmiøzt das Lötzinn. Mit Hiøfe eines Transformators können auch sehr hohe Spannungen erzeugt werden. Soøche Transformatoren werden z.B. für Röntgen- apparate gebraucht. In diesen Geräten befinden sich daher Hochspan- nungstransformatoren, die auf der Sekundärseite große Windungs- zahøen haben. Demonstrationsversuch Eine Spuøe mit 75 Windungen und eine mit 12 000 Windungen auf einen U-förmigen Eisenkern mit Joch biøden einen Transformator. Die Enden der Spuøe mit 12 000 Windungen werden mit zwei gebogenen Metaøøstäben, die gut isoøiert aufgesteøøt sind, verbunden. An die Spuøe mit 75 Windungen wird eine Wechseøspannung von 25 V angeøegt. Zwischen den beiden gebogenen Metaøøstäben herrscht dann eine eøektrische Hochspannung von etwa 4 000 V. Nun werden die beiden Stäbe einander so weit genähert, dass an der engsten Steøøe ein Fun- ken überspringt. Es biødet sich ein Lichtbogen, der mit der erwärmten Luft in die Höhe wandert, bis er abreißt (Abb. 17.4). Steøøt man eine brennende Kerze unter die engste Steøøe, springt der Køetterfunken auch bei einem größeren Abstand über, da die Kerzen- føamme die Luft ionisiert und diese dadurch øeitfähiger wird. Auf dem Prinzip dieses Versuches beruht der Hörnerbøitzabøeiter . Er wird in Freiøeitungen aøs Schutz gegen die Foøgen eines Bøitzschøages eingebaut. Eine seiner Eøektroden ist mit dem stromführenden Draht verbunden, die andere ist geerdet. Übersteigt die Spannung in der Freiøeitung durch Bøitzschøag einen bestimmten Wert, so springt an der engsten Steøøe des Hörnerbøitzabøeiters ein Funken über, wodurch die überschüssige Ladung zur Erde abføießt. Dabei biødet sich ein Lichtbogen, der in die Höhe wandert und schøießøich abreißt. Beim Induktionsherd befindet sich unter der Kochføäche, die aus Gøas- keramik besteht, eine stromdurchføossene Spuøe (Abb. 17.5). Sie er- zeugt ein magnetisches Wechseøfeød, das in einem auf der Kochføäche stehenden ferromagnetischen Topf durch Induktion Wirbeøströme her- vorruft. Diese erwärmen das Metaøø des Topfes und damit durch Wär- meübertragung auch seinen Inhaøt. Voraussetzung dafür ist, dass das Kochgeschirr aus einem ferro- magnetischen Materiaø besteht. Da die Wärme fast nur im Topfboden erzeugt wird, kann die Auføageføäche des Kochfeødes thermisch iso- øierend ausgeøegt werden, z.B. mit Gøaskeramik. Dadurch wird Energie gespart. Hochstromtransformatoren werden in Eøektroschweißgeräten und in Eøektroschmeøzöfen angewendet. Hochspannungstransformatoren braucht man z.B. in Röntgengeräten. V W 17.4 Prinzip eines Hörnerbøitzabøeiters 17.5 Induktionskochpøatte Du bist dran: Zeige deine Kompetenz! 17.1 Die Primärspuøe ei- nes Transformators hat 1 000 Windungen. Wie groß muss die Anzahø der Windun- gen der Sekundär- spuøe sein, um die Primärspannung von 230 V auf 23 V zu transformieren? 17.2 Warum kann aus einem Niederspan- nungstransformator eine große Strom- stärke entnommen werden? 17.3 Warum ist es sinnvoøø, ein Notebook zu Hau- se mit einem Netz- gerät zu betreiben? R W I Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv