Transformatoren
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Lernkarten
Was ist der Sinn eines Transformators, wenn er elektrische Energie aufnimmt und auch wieder elektrische Energie abgibt?
Die Spannung am Ausgang ist gegenüber der Eingangsspannung meist verändert. Dies ist wichtig für Schutzzwecke, Energieübertragungen, Widerstandsanpassungen etc.
Nennen Sie einige Beispiele für den Einsatz von Transformatoren!
Niedervoltbeleuchtung, Neztgeräte (z.B. Handy etc), Energieübertragung (Umspannwerke), Energiemessung (Stromwandler), Spielzeugtransformatoren.
Welche Spannungsarten lassen sich Transformieren? Begründen sie ihre Antwort
Wechselspannung
In einer Spule wird eine Spannung induziert, wenn sich die Anzahl der von der Spule umfassten Feldlinien, also der umfasste magnetische Fluss ändert. Dies erfolgt nur bei einem Wechselstrom.
Beschreiben sie den Aufbau eines Einphasentransformators
Besteht aus zwei Spulen auf einem gemeinsamen Kern (Eisen oder Elektroblech)
Was sagt das Überzeugungsverhältnis eines Transformators aus?
Das ist das verhältnis zwischen eingangsspannung und ausgangs Spannung
Was wäre nötig um eine Gleichspannugn Transformieren zu können
Gleichspannugn auf Wechselspannung umrichten und dann transformieren und dann wieder au Gleichspannung umrichten.
Welche Verluste treten beim Trafo auf?
Wärmeverluste, Eisenverluste
Wozu werden in der Praxis Stromwandler eingesetzt? Wie werden die Klemmen bezeichnet?
Stromwandler dienen zum Anschluss von Strommessern und Strompfaden, z.B. beim Elektrizitätszähler.
Die Eingangswicklung (Klemmen P1 [K] und P2 [L]) wird wie ein Strommesser in den Leiter geschaltet, dessen Strom gemessen wird.
An die Ausgangswicklung (Klemmen s1 [k] und s2 [I]) wird z.B. ein Strommesser angeschlossen.
Wie sind diese Verluste zu erklären?
Die Spulen sind aus Cu-Drähten ev. aus Cu-Bändern gewickelt und haben einen ohmschen Widerstand. Je nach Strom ergeben sich merh oder weniger Verluste (Wärmeverluste) Durch die Ummagnetisierung des Kerns und durch Wirbelstromverluste, da sich der Kern im Wechselfeld befindet.
Erklären sie den Begriff Eisenverluste.
Im Eisenkern ist unabhängig von der Belastung ein magnetischer Fluss vorhanden. Die durch die Wechselspannung erzeugten Ummagnetisierungsverluste und die Wirbelstromverluste werden als Eisenverluste bezeichnet. Sie werden im Leerlauf gemessen
Warum spricht man bei einem Transformator von Wicklungsverlusten?
Der Drahtwiderstand der Wicklungen verursacht durch den Stromfluss Verluste werden als Wicklungsverluste bezeichnet. Sie nehmen quadratisch mit der Belastung zu. (I x R)
Was bedeutet der Begriff Jahreswirkungsgrad
Der Jahreswirkungsgrad (Jahresarbeitsgrad) eines Transformators ist das Verhältnis der in einem Jahr abgegebenen Arbeit zur aufgenommenen Arbeit (jeweils in kWh)
Was ist ein Trenntransformator
Trenntransformatoren sind Transformatoren mit elektrisch (galvanisch) getrennten Wicklungen und dienen zur Schutztrennung Die Eingangswicklung von Trenntransformatoren muss besonders sicher gegen unbeabsichtigte Verbindung mit der Ausgangswicklung sein,
z.B. durch getrennte Spulenkörper oder Spulenkörper mit Trennwand.
Was ist ein Spartransformator
Ein Spartrafo hat keine getrennten Wicklungen. Bei Belastung fliesst in dem für Primär- und Sekundärstromkreis gemeinsamen Wicklungsteil
nur die Differenz vom primär- und Sekundärstrom. Dies ermöglicht
einen kleineren Leiterquerschnitt. Man spart nicht nur Werkstroff, sondern erhält auch geringere Stromwärmeverluste.
Was sind Sicherheitstranformatoren? Nenne einige Anwendungsbeispiele
Sicherheitstransformatoren (Schutztransformatoren) liefern ausgangsseitig Kleinspannung für SELV- und PELV-Stromkreise. Die Bemessungsspannung der Ausgangsseite beträgt bis zu 50 V. Sie müssen kurzschlussfest oder bedingt kurzschlussfest gebaut sein.
Spielzeugtransformator, Klingeltransformator, Handleuchtentrafo etc.
Wozu werden in der Praxis Spannungswandler eingesetzt?
Sie transformieren hohe Spannungen oder Ströme in messbare Werte. In Hochspannungsanlagen trennen sie die Messeinrichtung vom Hochspannungsnetz und ermöglichen gefahrlose Messungen.
Wie gross ist die Sekundärspannung bei Spannungwandlern?
Meistens beträgt die Sekundärspannung 100V
Was muss auf der Sekundärseite bei Spannungswandlern beachtet werden um den Messkreis zu schützen?
Um die Messstromkreise zu schützen, müssen bei Hochspannungswandlern die Sekundärseite sowie das Gehäuse des Wandlers geerdet werden
Wozu werden in der Praxis Stromwandler eingesetzt? Wie werden die Klemmen bezeichnet?
Stromwandler dienen zum Anschluss von Strommessern und Strompfaden, z.B. beim Elektrizitätszähler.
Die Eingangswicklung (Klemmen P1 [K] und P2 [L]) wird wie ein Strommesser in den Leiter geschaltet, dessen Strom gemessen wird.
An die Ausgangswicklung (Klemmen s1 [k] und s2 [I]) wird z.B. ein Strommesser angeschlossen.
Welcher Strom fliesst sekundär in einem Stromwnadler, wenn primärseitig der Bemessungsstrom fliesst?
1 oder 5 Ampére
Warum werden Stromwandler mit kurzgeschlossener oder niederohmiger Ausganswicklung berieben?
Der in der Eingangswicklung fließende Netzstrom würde im Wandlerkern einen zu großen magnetischen Fluss hervorrufen, weil in der stromlosen Ausgangswicklung kein Gegenfluss entsteht. In der unbelasteten
Ausgangswicklung kann eine gefährlich hohe Spannung induziert werden, welche die Isolierung durchschlägt.
Wie gross sind die gebräuchlichen Bemessungsleistungen von Drehstromtransformatoren?
etwa 10 kVA bis 1000 MVA
Wie werden Drehstromtransformatoren gekühlt?
Drehstromtransformatoren großer Leistung haben meist einen Ölkessel, in dem Kern und Wicklung untergebracht sind (Bild 1). Das Öl kühlt besser als Luft, es isoliert besser und verhindert Feuchtigkeitszutritt.
