30 In die Schmelzrinne gibt man z. B. Wasser oder ein Stück Lötzinn. Bald nach dem Einschalten des Transformators siedet das Wasser bzw. schmilzt das Lötzinn. Durch die hohe Stromstärke in der Schmelzrinne (Sekundärspule) entsteht die zum Sieden bzw. Schmelzen notwendige Wärmeenergie. Mit Hilfe eines Transformators können auch sehr hohe Spannungen erzeugt werden. Solche Transformatoren werden z. B. für Röntgenapparate gebraucht. In diesen Geräten befinden sich daher Hochspannungstransformatoren, die auf der Sekundärseite große Windungszahlen haben. Demonstrationsversuch: Eine Spule mit 75 Windungen und eine mit 12 000 Windungen auf einen U-förmigen Eisenkern mit Joch bilden einen Transformator. Die Enden der Spule mit 12 000 Windungen werden mit zwei gebogenen Metallstäben, die gut isoliert aufgestellt sind, verbunden. An die Spule mit 75 Windungen wird eine Wechselspannung von 25 V angelegt. Zwischen den beiden gebogenen Metallstäben herrscht dann eine elektrische Hochspannung von etwa 4 000 V. Nun werden die beiden Stäbe einander so weit genähert, dass an der engsten Stelle ein Funken überspringt. Es bildet sich ein Lichtbogen, der mit der erwärmten Luft in die Höhe wandert, bis er abreißt (Abb. 17.4). Stellt man eine brennende Kerze unter die engste Stelle, springt der Kletterfunken auch bei einem größeren Abstand über, da die Kerzenflamme die Luft ionisiert und diese dadurch leitfähiger wird. Auf dem Prinzip dieses Versuches beruht der Hörnerblitzableiter. In Freileitungen (Überlandleitungen), das sind elektrische Leitungen, die im Freien durch die Luft geführt werden, wird er als Schutz gegen die Folgen eines Blitzschlages eingebaut. Eine seiner Elektroden ist mit dem stromführenden Draht verbunden, die andere ist geerdet. Übersteigt die Spannung in der Freileitung durch Blitzschlag einen bestimmten Wert, so springt an der engsten Stelle des Hörnerblitzableiters ein Funken über, wodurch die überschüssige Ladung zur Erde abfließt. Dabei bildet sich ein Lichtbogen, der in die Höhe wandert und schließlich abreißt. Beim Induktionsherd befindet sich unter der Kochfläche, die aus Glaskeramik besteht, eine stromdurchflossene Spule (Abb. 17.5). Sie erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, das in einem auf der Kochfläche stehenden Topf aus magnetischem Material durch Induktion Wirbelströme hervorruft (siehe Seite 27). Diese erwärmen das Metall des Topfes und damit durch Wärmeübertragung auch seinen Inhalt. Da die Wärmemenge fast nur im Topfboden entsteht, kann die Auflagefläche des Kochfeldes thermisch isolierend ausgelegt werden, z. B. mit Glaskeramik. Dadurch wird Energie gespart. 17.1 Warum sollte man Ladegeräte abstecken, wenn sie nicht gebraucht werden? 17.2 Warum kann aus einem Niederspannungstransformator eine große Stromstärke zur Verfügung gestellt werden? 17.3 Warum ist es sinnvoll, ein Notebook zu Hause mit einem Netzgerät zu betreiben? Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 17.4 Prinzip eines Hörnerblitzableiters 17.5 Induktionskochplatte elektromagnetisches Wechselfeld Induktionsspulen Hochstromtransformatoren werden in Elektroschweißgeräten und in Elektroschmelzöfen angewendet. Hochspannungstransformatoren braucht man z. B. in Röntgengeräten. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum es Verlags öbv
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