Induzierte Spannung in einer Spule (Induktion der Ruhe)

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1

RE 2.96 21

Induzierte Spannung in einer Spule (Induktion der Ruhe)

Eine Spule hat 630 Windungen. Ihr magnetischer Fluss ist momentan mWb

40 , sinkt aber in 2,5s auf 18mWb. Berechnen Sie die induzierte Spannung!

V 544 , 5

Selbstinduktion Der Begriff der Selbstinduktion kommt im Zusammenhang mit Spulen und Relais vor. Wird der durch eine Spule fließende Strom

abgeschaltet, baut sich das Magnetfeld im Eisenkern ab. Wenn

diese Energie in Form eines Stroms nicht abfließen kann, dann entsteht kurzzeitig eine viel höhere Spannung als vorher an der Spule angelegt war. Diese Spannung wird Selbstinduktionsspannung

genannt.

Der Effekt der kurzzeitigen Span- nungserhöhung durch die Strom- kreisunterbrechung nennt man

Selbstinduktion.

Die Selbstinduktionsspannung wirkt immer der Änderung des elektrischen Stroms entgegen.

Die Selbstinduktionsspannung hat verheerende Folgen für die anderen Bauteile im Stromkreis der

Spule. Zum Beispiel Transistoren, die Relais schalten, werden durch die Selbstinduktionsspannung zerstört. Um den Transistor zu schützen, wird eine Diode parallel

zur Relaisspule in Sperrrichtung geschaltet.

Die Diode wird als Freilaufdiode bezeichnet.

Freilaufdiode Freilaufdiode, Zenerdiode

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2

RE 1.1521

22

Induzierte Spannung (Induktion der Ruhe), Trafoformel Berechnen Sie die Leerlaufspannung (induzierte Spannung) einer Trafowicklung von 34 Windungen bei 50Hz, wenn der Eisenquer- schnitt 205mm² misst und eine magnetische Flussdichte von 1,45T anzunehmen ist!

V 4 , 224

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3

RE 1.1542

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Einphasentransformator (Induktion der Ruhe)

Ein Handlampentrafo hat sekundär eine Spannung von 38V bezie- hungsweise ¹²⁸ Windungen. Wie gross ist primär die Windungszahl, wenn mit 230V zu rechnen ist?

7 , 774

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TG 9 6 101

Frage

Wie bezeichnet man die Induktion bei den Transformatoren auch noch?

Vorschrift

Literatur Antwort

Induktion der Ruhe

TG

9 6 102

Frage

Wie lauten die Übersetzungen beim Trans- formator?

2

1 S

S =

Vorschrift

N ü N U

U = =

2 1 2 1

2 1 1 2

N N I I =

TG

9 6 103

Frage

Wie lautet die Transformatorenformel? Vorschrift

N f B A

U =4,44⋅ _Fe⋅ ˆ⋅ ⋅

TG

9 6 104

Frage

Wie viel Strom fliesst auf der Sekundärseite, wenn der Stromwandler mit 120/5 A bezeichnet ist und der aktuelle Primärstrom 60 A beträgt.

Vorschrift

2,5 A

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TG

9 6 105

Frage

Wo werden Spannungswandler hauptsäch- lich eingesetzt?

Vorschrift

Bei der Energiemessung in Hochspannungs- anlagen.

TG 9 6 107

Frage

Warum werden Stromwandler in Nieder- spannungsanlagen hauptsächlich eingesetzt?

Vorschrift

Bei der Energiemessung zum Messen gros- ser Ströme.

TG

9 6 108

Frage

Welche Sekundären Nennwerte werden bei Mess-Wandlern für die Energiemessung normalerweise transformiert, bei:

a) Spannungswandlern b) Stromwandlern

Vorschrift

a) 100 V b) 1 A, 5 A

TG

9 6 109

Frage

a) Welche maximale Leistung haben Strom- und Spannungswandler?

b) Wie werden Die Messwandler auch noch bezeichnet?

Vorschrift

a) <100 VA

b) Präzisionstransformatoren, Messtrans- formatoren

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TG

9 6 110

Frage

Darf man den Sekundärstromkreis von Stromwandlern im Betrieb öffnen? Begrün- den Sie Ihre Antwort.

Vorschrift

Nein.

Der Sekundärstromkreis muss vorgängig geerdet werden.

Unzulässige Spannungserhöhungen führen zur Überhitzung des Eisenkerns.

TG 9 6 111

Frage

Warum wird die Sekundärseite der Mess- Wandler geerdet?

Vorschrift

Damit ein Durchschlag von der Primär- zur Sekundärwicklung keinen Personen- oder Sachschaden verursachen kann.

TG

9 6 112

Frage

Was ist die Bürde eines Messwandlers? Vorschrift

Bemessungsbürde Zn (früher Nennbürde) Die Bürde ist der Scheinwiderstand der se- kundär angeschlossenen Geräte, einschließ- lich der Zuleitungen. Die Bemessungsbürde ist die Bürde, auf welche die festgelegten Bestimmungen über die Fehlergrenzen bezogen sind. Die Bürde wird üblicherweise als Scheinleistung in VA angegeben.

TG

9 6 113

Frage

Was ist ein Summenstromwandler? Vorschrift

Summenstromwandler ermöglichen die Summierung mehrer synchroner Wechsel- ströme gleicher Phasenlage, jedoch unter- schiedlicher Lastphasenverschiebung. Eben- falls ist die Summierung von Strömen bei unterschiedlichen Nennspannungen gleicher Phasenlage möglich. Diese Messungen kön- nen jedoch nicht für Verrechnungszwecke genutzt werden, da die vorhanden Span- nungsdifferenzen voll als Fehler in die Mes- sung eingehen.

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TG

9 6 114

Frage

Was ist der Vorteil von Durchfädelwandlern?

Vorschrift

Durchfädel - Stromwandler können bei klei- nen Strömen (< 50A) eine preiswerte Alterna- tive sein.

Bei der Übersetzung kleiner Ströme kann eine Kostenersparnis erzielt werden, indem man den Primärleiter mehrmals durch die Primärschienen-Durchführung gewickelt (gefädelt) wird.

Z.B. entsteht aus einem Aufsteckwandler 150/5A durch dreimaliges fädeln des Primär- leiters ein Stromwandler mit der Übersetzung 50/5A.

TG 9 6 115

Frage

Wie gross ist die Bemessungsübersetzung des vorhandenen Stromwandlers?

Vorschrift

Die Bemessungsübersetzung ist das Ver- hältnis des Primär - Nennstromes zum Se- kundär - Nennstrom. Die Nennübersetzung wird auf dem Leistungsschild (Typenschild) als ungekürzter Bruch angegeben. (Beispiel:

A 300/5)

Bemessungsübersetzungist auch das Ver- hältnis der Primärwicklung : Sekundärwick- lung. Im Regelfall ist die Primärwicklung 1.

TG

9 6 116

Frage

Was bedeutet die Güteklasse bei Mess- wandlern?

Vorschrift

Messwandler gehören zur Gruppe elektrischer Messgeräte.

„Die Güteklasse oder auch Genauigkeitsklasse ist eine Klasse von Messgeräten, die vorgegebene messtechnische Forderungen erfüllen, so dass Messabweichungen dieser Messgeräte innerhalb der festgelegten Grenze bleiben.“

Z.B. 0,5% Messfehler des Angegebenen Sekundären Messtromes.

TG

9 6 117

Frage

Was wird an der Sekundärwicklung eines Stromwandlers angeschlossen?

Vorschrift

- Amperemeter

- Stromspule Wattmeter und/oder Zähler - Schutzrelais

- Schutzgeräte

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TG

9 6 118

Frage

Bezeichnen Sie an einem Transformator alle Teile und Grössen (Machen Sie eine Skizze eines Einphasentransformators).

Vorschrift

U1 U₂

N1 N₂ I1 I₂

Primär Sekundär

U1 U₂

N1 N₂ I1 I₂

TG 9 6 119

Frage

Was versteht man unter dem Wirkwider- stand einer Spule?

Vorschrift

Es ist der elektrische Widerstand des Wicklungsdrahtes.

A R ⋅l

=ρ

[ ]

Ω

R

d d N A

i a

=

⋅ +

⋅ ⋅

ρ π

2

d_i d_a d_m

TG

9 6 120

Frage

Was versteht man unter den Begriff Selbst- induktion?

Vorschrift

Die Veränderung des Eigenfeldes verursacht in der Spule eine Selbstinduktion.

u L I

s = ± ∆t

∆

Die Selbstinduktionsspannung ist stets so gerichtet, dass sie der Änderung des Stromes entgegenwirkt.

TG

9 6 121

Frage

Wie wird die induzierte Spannung berech- net?

Vorschrift

N t ui

∆

± ∆Φ

=