82 4Energieübertragung durch Induktion Wie kann elektrische Energie kabellos übertragen werden? Alba hat elektrische Teelichter, deren Akkus mithilfe einer „induktiven Ladestation“ aufgeladen werden (Abb. 82.1). Wie das wohl funktioniert? Liegt da Spannung in der Luft? (Abb. 82.2) Wickle einen lackierten Kupferdraht (∅ 0,5 mm) etwa 50-mal um eine AA-Zelle. Ziehe die entstandene Spule ab. Du kannst sie fixieren, indem du kurze lackierte Drahtstücke um sie wickelst. Entferne die Lackschicht an den Drahtenden der Spule durch kurzes Abbrennen in einer Kerzenflamme. Schließe die Spule an ein Voltmeter (mV, Wechselspannung) an. Lege die Spule auf eine induktive Ladestation (zB für Smartphones). Wie viel V elektrische Spannung kannst du mit dem Voltmeter messen? In der induktiven Ladestation befindet sich eine Sendespule. Sie wird mit Wechselstrom versorgt. Dadurch entsteht in ihr ein Magnetfeld ( Seite 64), das ständig seine Richtung ändert. Das Smartphone enthält ebenfalls eine Spule. In dieser Induktionsspule entsteht durch die wechselnde Richtung des Magnetfelds über Induktion Wechselspannung. Der Akku wird geladen (Abb. 82.3). Wozu brauchen wir einen Transformator? Damit du dein Handy an die Steckdose mit 230V anstecken kannst, brauchst du ein Netzgerät, das die Spannung auf 5V ändert. Es enthält einen Transformator (= Umwandler, Abb. 82.4). Dieser besteht aus einer Sendespule, die mit einem geschlossenen Eisenkern ihr Magnetfeld auf die Induktionsspule überträgt. Übertragene Wechselspannung (Abb. 82.5, Abb. 82.6) Baue den Transformator zusammen (Abb. 82.6). Wähle für die Sendespule zB 600 Windungen und eine Wechselspannung von 6V. Verwende als Induktionsspule 300, 600 und 1 200 Windungen. Welchen Zusammenhang zwischen den gemessenen Spannungen an der Induktionsspule und den Windungszahlen der Spulen kannst du feststellen? 82.1 Induktive Ladestation für elektrische Teelichter V1 82.2 Liegt da Spannung in der Luft? A1 Kabelloses Übertragen von elektrischer Energie: Durch Wechselstrom entsteht in der Sendespule ein Magnetfeld, das ständig die Richtung wechselt. Dieses führt in der Induktionsspule zu Wechselspannung. M 82.3 Ein Smartphone wird über Induktion geladen. Induktionsspule Sendespule Magnetfeld Infobox: Als Qi (sprich „tschi“) wird das Laden über Induktion (von zB Smartphones) mit bis zu 15W Leistung bezeichnet. In der chinesischen Sprache bedeutet Qi „Lebenskraft“. V2 A2 82.4 Das Netzgerät enthält einen Transformator. Netzgerät Ein Transformator kann Wechselspannungen von einer Sendespule über einen geschlossenen Eisenkern auf eine Induktionsspule übertragen. Dabei kann er den Wert der Spannung gezielt verändern. M 82.5 Übertragene Wechselspannung V Sendespule Induktionsspule Spannung Sendespule Spannung Induktionsspule Eisenkern US UI NS NI 82.6 Übertragene Wechselspannung – Aufbau des Transformators Arbeitsheftseiten 46–47 Zusatzmaterial a6t965 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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