Thema: Physik spulen xD

Hi,

ich hab mal ein paar wichtige Fragen

1. Was ist eine Spule ?
2. die Primärspule hat 100 Windungen. an ihr liegt eine Spannung von 50 Volt an. wie viele Windungen muss die sekundär spule haben, wenn an ihr 250 Volt abgegriffen werden?

War lange krank und hab die Lehrerin gefragt ob sie mir das erklären kann... Sie sagt informiere dich bei deinen mit Mitschülern. Die haben es aber auch nicht so ganz verstanden. Was ich bis jetzt verstanden habe.

Eine Spule ist ein Leiter mit mehreren Windungen. Die Spule wickelt man um ein Gegenstand ( welche weiß ich nicht ) und dann baut sich ein Magnetfeld auf.

Stimmt das bzw. was fehlt dort noch?

Schau dir mal den Artikel an da steht schon viel drin was du brauchst.
Spule (Elektrotechnik) – Wikipedia

Wenn noch was unklar ist dann frage nochmal.

Verstehe bei Wikipedia eigentlich garnichts xD
Deswegen frag ich ya hier, vielleicht kann mir das einer anders erklären ^^
Und dann brauch ich noch ne Antwort auf die 2te Frage !

ich beantworte mal die zweite Frage
Es liegt ein Transformator vor.
Nun gelte für die Primärspule n1=100 und U1=50V
Für die Sekundärspule muss gelten U2=250V
n2 ist gesucht.

Für den Trafo gilt
n2/n1=U2/U1
nach n2 aufgelöst folgt
n2=U2/U1*n1
jetzt müssen nur noch die gegebenen Werte eingesetzt werden und man hat die Lösung
n2=250V/50V*100=500
Die Sekundärspule muss also 500 Windungen haben.

Was eine Spule ist, lässt sich einfach nachlesen.

OmegaPirat

ich beantworte mal die zweite Frage
Es liegt ein Transformator vor.
Nun gelte für die Primärspule n1=100 und U1=50V
Für die Sekundärspule muss gelten U2=250V
n2 ist gesucht.

Für den Trafo gilt
n2/n1=U2/U1
nach n2 aufgelöst folgt
n2=U2/U1*n1
jetzt müssen nur noch die gegebenen Werte eingesetzt werden und man hat die Lösung
n2=250V/50V*100=500
Die Sekundärspule muss also 500 Windungen haben.

Was eine Spule ist, lässt sich einfach nachlesen.

Danke für die Antwort

Nun muss ich noch herausbekommen was eine Sekundäre Spule ist xD
was n2 ist U2 usw xD

KenOne

Danke für die Antwort :D

Nun muss ich noch herausbekommen was eine Sekundäre Spule ist xD
was n2 ist U2 usw xD

n1 offensichtlich die Windungen der 1.Spule, n2 die gesuchten Windungen der anderen (sekundaeren) Spule, U1 und U2 die jeweiligen Spannungen.

Omega

bist du dir sicher mit dem Ergebnis? Denn bei doppelter Windungszahl, vervierfacht sich doch die Induktive Spannung.

Hätte ich jetzt gedacht, bin mir aber nimmer sicher.

Schu_mi

Omega

bist du dir sicher mit dem Ergebnis? Denn bei doppelter Windungszahl, vervierfacht sich doch die Induktive Spannung.

Hätte ich jetzt gedacht, bin mir aber nimmer sicher.

Ja ich bin mir sicher, da die windungszahl bei der selbstinduktion zum Quadrat mit einfließt. In diesem Falle handelt es sich allerdings um keine Selbstinduktion. In der Primärspule fließt der variable Erregerstrom durch den ein variables B-Feld bedingt ist. Dieses variable B-Feld befindet sich im gesamten Eisenkern und induziert in der Sekundärspule eine Induktionsspannung.
nun gilt nach dem induktionsgesetz U=-n*d(phi)/dt
mit phi als magnetischer Fluss phi=B*A
dabei entspricht dieses n der windungszahl der seukundärspule.
Das B-Feld einer schlanken Spule ist proportionale zum Erregerstrom und zur Windungszahl. Dort fließt die Windungszahl der Primärspule mit ein.
Es fließen also jeweils die Windungszahlen jeder Spule linear mit ein.
Daraus folgt auch unmittelbar die Beziehung U1/U2=n1/n2=I2/I1
Bei der Selbstinduktion dagegen induziert das variable B-Feld innerhalb der Spule in derselben Spule eine Spannung. In diesem Fall ist die Induktionsspannung proportional zum Quadrat der Windungszahl. Das musst du wohl im Hinterkopf gehabt haben, tut hier allerdings nichts zur Sache



Edit: Ich nehme mir noch kurz vor die Herleitung zu umreißen, um auf Nummer sicher zu gehen. Jedenfalls kann man bei der aufgabe davon ausgehen, dass es sich um einen Trafo handelt, also zwei Spulen sind über einen geschlossenen Eisenkern miteinander verbunden. Wenn man nur zwei Spulen in einem gewissen Abstand nebeneinander hätte, so würden auch die Angaben in der Aufgabe nicht genügen, da man Angaben bzw. des zeitlichen Verhaltens des Wechselstroms haben.

Ein idealen Transformator ist definiert durch einen Metallkern, der eine relative Permeabilität nahezu
unendlich hat. Eisen hat eine sehr hohe relative Permeabilität, so dass es in hinreichender Genauigkeit gegen unendlich streben kann.
nun gilt für den magnetischen Fluss einer Spule mit variablen B-Feld
phi=my_0*my_r*n/l*A*I
Als Durchflutung definiert man
Theta=N*I
Nun ergibt sich die Gesamtdurchflutung aus der Summe der Einzeldurchflutungen
Es ist
Theta=N1*I1-N2*I2
Der Strom I2 ist nämlich nach Lenz entgegen gesetzt zu I1 gerichtet.
Nun folgt daraus
phi=my_0*my_r*theta/l*A
nach theta aufgelöst folgt
theta=phi*l/(my_0*my_r*A)
wegen my_r->unendlich folgt
theta=0
es ist also
N1*I1-N2*I2=0 =>
N1*I1=N2*I2
<=>
I1/I2=N2/N1
Nun noch für die spannungen
man geht von einem sinusförmigen Fluss der Form phi(t)=phi0*sin(wt)
aus
für die spannung folgt nach U=n*d(phi)/dt)=n*w*phi0*cos(wt)
daraus folgt die Scheitelspannung zu U0=n*w*phi0
Für den Effektivwert der Spannung gilt U=U0/WURZEL(2)=n*w*phi0/WURZEL(2)
Es gilt also
U1=N1*w*phi0/WURZEL(2)
und U2=N2*w*phi0/WURZEL(2)
Devision beider gleichungen ergibt
U1/U2=N1/N2

Also ich glaube ja immer noch das du zu kompliziert bei dieser einfachen Aufgabe denkst, lieber Omega, aber ich lasse mich gerne eines besseren belehren.

Wäre nett von KenOne wenn er uns dann sagt was das Ergebnis war.

Schu_mi

Also ich glaube ja immer noch das du zu kompliziert bei dieser einfachen Aufgabe denkst, lieber Omega, aber ich lasse mich gerne eines besseren belehren.

Wäre nett von KenOne wenn er uns dann sagt was das Ergebnis war.

Die eigentliche Aufgabe basiert auch nur auf Verwendung der Formel
U1/U2=N1/N2
Dabei sind drei Dinge gegeben und man muss Viertes berechnen. Das dürfte nicht zu viel verlangt sein. Die Formel wird entweder in der Schule gegeben oder experimentell überprüft worden sein. Mir begegnete diese Formel jedenfalls zum ersten Mal in der Mittelstufe.
Der ganze Rest war nur eine theoretische Überlegung, um dir den linearen Zusammenhang aufzeigen, was als solches nich in der Aufgabe gefordert wird.

Es gibt keine denkbare Alternative aus den Angaben der Aufgabe die Windungszahl der Sekundärspule zu berechnen

Ich bin mir zu 100% sicher, dass das Ergebnis 500 Windungen ist. Zumal das eine wirklich einfache Aufgabe ist.


Edit:
Falls du mir immer noch nicht glaubst. Auf wikipedia lässt sich folgendes Beispiel nachlesen

Ein Transformator mit 1.000 Windungen auf der Primärwicklung, 100 Windungen auf der Sekundärwicklung und 220 Volt Primärspannung erzeugt in der Sekundärwicklung eine Leerlaufspannung von 22 Volt. Diese Spannungen entstehen im Leerlauf-Betrieb des Transformators.

Quelle: Transformator – Wikipedia

Überprüf die Angaben und du wirst feststellen, dass sie der beziehung U1/U2=N1/N2 folgen.