Impuls Physik 4, Schulbuch

2 Funktionsweise des Ladegeräts einer elektrischen Zahnbürste Netzteil Der Stromfluss im primären Strom- kreis induziert einen Stromfluss im sekundären Stromkreis. 5 Spannungsquelle Spannungsmessgerät Transformator Die Primärspule hat halb so viele Windungen wie die Sekundärspule. N 1 = 500 N 2 = 1 000 Wie man Strom maßschneidert Auf dem Foto rechts siehst du ein so genanntes Umspannwerk. Umspannwerke findet man in der Nähe von Kraftwerken. Was hat ein Umspannwerk mit dem Ladegerät eines Handys zu tun? Obwohl diese Objekte auf den ersten Blick sehr verschieden erscheinen, sind sie sich in ihrer Funktionsweise doch sehr ähnlich. Ladegeräte und Umspannwerke sind sozusagen technische Geschwister. Du möchtest wissen, warum? Auf den folgenden Seiten wirst du es erfahren. Wie kann man Strom mit einem Magnetfeld verändern? Betrachten wir als Beispiel eine elektrische Zahnbürste. Sie wird über das Ladegerät ohne direkten Kontakt zum stromdurchflossenen Leiter aufgeladen. Wie wird die elektrische Energie auf die Zahnbürste übertragen? Unmittelbar unter dem Ladenippel des Ladegerätes befindet sich eine mit Wechselstrom durchflossene Spule. Diese Spule ist, wie jede andere Wechselstromspule auch, von einem ständig wechselnden Magnetfeld umgeben ( elektromagnetisches Prinzip ). Im unteren Ende der Zahnbürste befindet sich ebenfalls eine Spule. Diese Spule induziert nach dem Induktionsprinzip aus dem Wechselfeld der Spule im Ladegerät Strom. Die Akkubatterie im Inneren der Zahnbürste lädt sich auf. Die Funktionsweise ist also folgende: Ein primärer Wechselstrom überträgt durch eine Spule ein Magnetfeld auf einen Eisenkern. Das dabei entstehende wechselnde Magnetfeld wird über eine zweite Spule wieder induziert (relative Änderung zwischen Magnetfeld und Spule). So arbeiten Transformatoren. Transformatoren arbeiten nach dem Prinzip der Übertragung elektrischer Energie über ein Magnetfeld. In dem Beispiel links unten ist die Windungsanzahl der Sekundärspule doppelt so hoch wie jene der Primärspule. Entsprechend verdoppelt sich auch die Spannung im Sekundärstromkreis. Die Stromstärke verhält sich indirekt proportional zur Windungsanzahl und verringert sich um die Hälfte. N 1 : N 2 = U 1 : U 2 N 1 : N 2 = I 2 : I 1 N 1 … Windungsanzahl der Primärspule N 2 … Windungsanzahl der Sekundärspule U 1 … Spannung der Primärspule U 2 … Spannung der Sekundärspule I 1 … Stromstärke der Primärspule I 2 … Stromstärke der Sekundärspule Beim Transformator gilt also der Energieerhaltungssatz: Steigt die Spannung, sinkt die Stromstärke. Umgekehrt gilt: Sinkt die Spannung, steigt die Stromstärke. M M 20 Arbeitsblätter h3bs9y Film xj9xd3 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv