83 Ohne Energie geht nichts Wo verwenden wir Transformatoren? Durch den Einsatz von Spulen mit bestimmten Windungszahlen kannst du die elektrische Spannung in der Induktionsspule gezielt verändern. In einem Transformator („Trafo“) verhalten sich die Windungszahlen der Spulen zueinander wie die Spannungen an Sende- und Induktionsspule. Hat die Induktionsspule zB 10-mal weniger Windungen (zB 50 Windungen) als die Sendespule (zB 500 Windungen), so ist die elektrische Spannung der Induktionsspule auch 10-mal geringer als die der Sendespule. Die übertragene Leistung (P = U · I) bleibt dabei ungefähr gleich, weshalb die Stromstärke im Induktionsstromkreis entsprechend sinkt. Der glühende Nagel (Abb. 83.1) An der Sendespule mit 500 Windungen liegen 230V Spannung. An den Kontakten der Induktionsspule mit 5 Windungen ist ein Nagel (80 mm) mit dem Kopf nach oben fixiert. Beim Einschalten des Stromkreises fängt der Nagel zu glühen an und schmilzt manchmal auch durch. Was kannst du über die Stromstärke im Induktionsstromkreis aussagen? Verwende den Zusammenhang P = U · I. Niederspannungstrafo (NS > NI): Hochspannungstrafo (NS < NI): Hochstromtrafo (NS > NI): Wo verwenden wir „Wirbelströme“? In Metallen entstehen wirbelartige Ströme („Wirbelströme“) durch Induktion, wenn sich ein Magnetfeld in ihrer Nähe bewegt oder ändert. Die Magnetbremse (Abb. 83.2, Abb. 83.5) Untersuche, ob ein Scheibenmagnet (zB 12 x 8 mm) oder ein Eisennagel schneller durch ein senkrecht gehaltenes Kupferrohr (∅ 15 mm) fällt. Durch die Entstehung der Wirbelströme wird die Bewegung des fallenden Magneten gebremst. Diese Bremswirkung wird zB bei Hometrainern (Abb. 83.3) und Eisenbahnen genutzt. Ferromagnetische Metalle werden durch Wirbelströme auch erhitzt. Das wird zB bei Induktionsherden genutzt (Abb. 83.4). 83.1 Der glühende Nagel Infobox: Du kannst die Windungszahlen der Spulen (Sendespule: NS, Induktionsspule: NI) und die Spannungen eines Trafos (US, UI) mit einer Gleichung angeben: NS : NI = US : UI LV1 A3 Niedere Spannung zB bei Netzgeräten für Spielzeug Höhere Spannung zB für Leuchtröhren Hohe Stromstärke (bei kleiner Spannung) zB für Schweißgeräte 83.2 Die Magnetbremse V3 83.4 Ein Induktionsherd erhitzt den ferromagnetischen Topfboden. 83.3 Hometrainer: Wirbelströme bremsen bei schnellem Treten. S N Magnetfeld Bewegung Magnetfeld Wirbelstrom 83.5 Die Magnetbremse – Wirbelströme bremsen den Magneten. Film a4kr4d Film a4rj8g Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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