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Induktion1. Induktion Phnomenologie2. Induktion in einem
zeitlich vernderlichen Magnetfeld:
i. Induktionsgesetz ii. Lenzsche Regeliii. Wirbelstrme
3. Induktivitt einer Leiteranordnung:
4. Anwendungen i. Transformator ii. Generatoriii. Motor
5. Maxwellscher Verschiebungsstrom
Transformator
I1
I2
Spule 1
Spule 2
Strom in Spule 1 erzeugt Magnetfluss 1. Ringfrmiger Eisenkern
stellt sicher,dass 2 = 1. ndert sich I1, so wird in Spule 2 eine
Spannung induziert.Spule 1 ist Primrspule, Spule 2 Sekundrspule
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2
Transformator bersetzungsverhltnis
Eisenkern stellt sicher, dass = 2 = 1
2
1
2
1
2
2
1
1
2
1
2
1
2
)()(
)()(
=
=
=
NN
RR
NN
tItI
NN
tUtU Spannungen verhalten sich wie Windungszahlen
Strme sind umgekehrt prop. zu N
Impedanztransformation: Welcher Eingangswiderstand ergibt sich
bei gegebenen Abschlusswiderstand (Lautsprecher,
Tontechnik,...)
Natrlich gilt Energieerhaltung: U2 I2 = U1 I1 (Verlustfreien
Fall)
Vorwiderstand TransformatorBetrieb einer Glhlampe mit 6V 5A an
Netzspannung 230VWelche Methode ist vorzuziehen?
TrafodatenN1 = 150R1 = 1, R2 = 0.2
Wirkungsgrad = Plampe/Pnetz
= 2.6% = 86 %
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Generator
Spule dreht sich in einem Magnetfeld
Fluss durch Spule ndert sich obwohl B konstantaber
Normalkomponente von B ndert sich
A
B
GeneratorSpule mit N Windungen und Flche A drehtsich mit
konstanter Drehzahl n im Magnetfeld BErinnerung
Winkelgeschwindigkeit = 2 nDrehwinkel (t) = t
Fluss F durch Spulenflche
)sin(0 tUUind =
)cos()cos( tBABAAB ===
)sin()cos( tNBAdt
tdNBAdtdNUind
+==
= )sin()cos( t
dttd =
A
Daraus kann die induzierte Spannung berechnet werden
Dynamo Prinzip W. von Siemens
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Generator mit und ohne Kommutator (Stromwender)
Generator ohne KommutatorWechselspannung
Generator mit Kommutatorpulsierende Gleichspannung
Generator
Drehstromgenerator
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Drehstromnetz
230 V 400 V
L1
L2
L3
N
NLLL UU = 121 3
Sternschaltung Dreieckschaltung
Motoren
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Elektromotoren
Stator
Rotor, Lufer Anker
Mehrere Wicklungen,Drehmoment konstant
StromwendermotorRumlich konstantes Magnetfeld im Stnder
Magnetfeld im Lufer durch stromfhrende Spulen erzeugt
Drehstrommotor
Rumlich und zeitlich vernderliches Magnetfeld im Stnder (erzeugt
durch stromfhrende Spulen) Magnetfeld im Lufer durch stromfhrende
Spulen oder durch Permanentmagnet erzeugt