Spule an Wechselspannung

(1)

1

RE 1.429

Spule an Wechselspannung

Wie gross ist der Strom (in mA), der in einer Spule von 21,2V Spannung und Ω

k 56 ,

1 Impedanz fliesst?

Ω 59 , 13

(2)

2

RE 1.439

Reale Spule an Wechselspannung

Die Spannungsspule eines Zählers hat einen Ohmschen Widerstand von 1800Ω. Bei 230V Wechselspannung fliessen 16mA.

a) Wie gross ist die Spulenreaktanz?

b) Ergänzen Sie die zwei fehlenden Angaben des Induktionszählers!

Ω k 46 , 14

L

N 3

1

2

4

5

6

Messwerk des Induktionszählers

Spannungsspule

Bremsmagnet

Stromspule

Al-Scheibe

Polleiterklemmen

Neutralleiterklemmen

(3)

TG

9 4 101

Frage

Wie sind Drosselspulen im Prinzip aufge- baut?

Vorschrift

Literatur Antwort

Drosselspulen sind Spulen mit Eisen- kern, also wie normale Spulen aufge- baut.

TG

9 4 102

Frage

Wie verhält sich eine Drosselspule gegen- über Gleichstrom?

Vorschrift

Drosselspulen sind gegenüber Gleichstrom, wie ein ohmscher Widerstand.

TG

9 4 103

Frage

Wird eine Drosselspule mit 1 H an 48 V Gleichspannung angeschlossen, fliesst ein Strom von 4,5 A. Wie ändert er, wenn die Spule an eine gleich grosse Wechselspan- nung 50 Hz angeschlossen wird?

=

= Z

I U =

Ω 34 , 314

48V 0,1527A

Vorschrift

=

= I

R U =

A V 5 , 4

48

10 , 67 Ω

=

⋅

= f L

X

_L

2 π

=

⋅

= Hz H

X

_L

2 π 50 1

314,2Ω

= +

=

² _L²

L

R X

Z

= Ω +

Ω

= (10,67 )² (314,2 )² ZL

Ω

=314,34 ZL

TG

9 4 104

Frage

Wie heissen die drei Widerstände, die bei einer Drosselspule unterschieden werden?

Vorschrift

- Impedanz

- Ohmscher Widerstand - Induktiver Blindwiderstand,

Reaktanz

(4)

TG

9 4 105

Frage

Welcher Widerstand in der Drosselspule ist für die Erwärmung der Spule verantwortlich?

Vorschrift

Der ohmsche Widerstand erwärmt die Drosselspule.

TG

9 4 606

Frage

Wovon ist der induktive Blindwiderstand ab- hängig?

Vorschrift

Von den Spulendaten, also von der Induktivität und von der Frequenz.

L f X

_L

= 2 ⋅ π ⋅ ⋅

TG

9 4 107

Frage

Wie ändert der induktive Blindwiderstand, wenn die Frequenz zunimmt?

Vorschrift

Der induktive Blindwiderstand wird grösser.

TG

9 108

Frage

Wie heisst der Widerstand, der aus ohm- schem und induktivem Widerstand zusam- mengesetzt ist?

Vorschrift

Impedanz

(5)

TG

9 4 109

Frage

Eine Spule hat eine Induktivität von 1 H. Es fliesst ein Strom von 2 A. Wie gross ist ihr induktiver Widerstand bei einer Frequenz von 50 Hz und welche Blindleistung tritt auf?

Vorschrift

=

⋅

= f L

X

_L

2 π

=

⋅

= Hz H

X

_L

2 π 50 1

314,2Ω

=

⋅

= _L

L I X

Q ²

= Ω

⋅

=(2A)² 314,2 Q_L

VAr Q_L =444,3

TG

9 4 110

Frage

Welcher Zusammenhang besteht zwischen Schei-, Wirk- und Blindwiderstand?

Vorschrift

2

2 X

R Z = +

Z XL

R ϕ

TG

9 111

Frage

Zeichnen Sie das Vektordiagramm das den Zusammenhang zwischen Schei-, Wirk- und Blindwiderstand darstellt!

Vorschrift

Z XL

R ϕ

2

2 X

R Z = +

TG

9 4 112

Frage

Eine Drosselspule hat einen ohmschen Wi- derstand von 125 Ω und bei einer bestimm- ten Frequenz einen Blindwiderstand von 45 Ω. Zeichnen Sie das Widerstandsdreieck und tragen Sie den Winkel ϕ ein. Wie gross wird der cos

ϕ

?

= +

= R² X² Z

= Ω + Ω

= (125 )² (45 )²

Z Z =132,8Ω

Vorschrift

Z XL

R ϕ

=

= Z

ϕ

R

cos =

Ω Ω 8 , 132

125 0,9409

(6)

TG

9 4 113

Frage

Welche Phasenverschiebung ergibt sich, wenn

X

_L gegenüber R sehr gross ist?

Vorschrift

Es ergibt sich eine

Phaseverschiebung von annähernd 90°.

Der Strom eilt der Spannung um annähernd 90° nach.

TG

9 4 114

Frage

Ist der Strom in einer Drosselspule vor- oder nacheilend?

Vorschrift

Der Strom eilt der Spannung bei einer idealen Spule um 90° nach.

-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2

0 1530 45 607590 105 120135 150165180 195 210225 240255 270285 300315 330345 360375 390405 420435 450

TG

9 4 115

Frage

Welchen Vorteil hat die Drosselspule als

„Vorwiderstand“ im Wechselstromkreis ge- genüber einem ohmschen Widerstand?

Vorschrift

Die Strombegrenzung wird mit einem geringen Leistungsverlust erreicht.

TG

9 4 116

Frage

Wie kann der induktive Widerstand ange- passt, d.h. reguliert werden?

Vorschrift

- Frequenz - Eisen, Luftspalt

- Windungszahl beeinflusst auch den ohmschen Widerstand

(7)

TG

9 4 117

Frage

Eine Drosselspule hat 5Ω Widerstand und eine Induktivität von 0,1H. Sie wird an 230V / 50 Hz angeschlossen. Bestimmen Sie:

a) die Kreisfrequenz

b) den induktiven Widerstand c) den Scheinwiderstand d) die Stromstärke

e) die Phasenverschiebung zwischen U und I f) die Selbstinduktionsspannung

g) die Blindleistung

Vorschrift

TG

9 4 118

Frage

Wozu werden Drosselspulen verwendet?

Vorschrift

- Strombegrenzung - Zündspannung von FL

TG

9 4 119

Frage

Aus welchen Angaben lässt sich die Schein- leistung einer Spule berechnen? Zeichnen Sie das Leistungsdreieck auf!

Vorschrift

I U S = ⋅

2

S

P S = +

ϕ

cos S = P ,

ϕ

sin S = Q

S QL

P ϕ

TG

9 4 120

(ET02-A) Frage

Ist der Strom bei einem induktiven Verbrau- cher vor- oder nacheilend?

Machen Sie eine Skizze mit den Liniendia- grammen für Strom und Spannung.

Vorschrift

Nacheilend (Strom kleinere Amplitude)!

-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2

0 1530 45 607590 105 120135 150165180 195 210225 240255 270285 300315 330345 360375 390405 420435 450

(8)

TG

9 4 221

(16-4) (19-2) (ET02-A)

Frage

Wie kann induktive Blindleistung kompen- siert werden? Zeichnen Sie das Vektordia- gramm!

Vorschrift

Durch zuschalten von kapazitiver Blindleistung.

Bild 7.4.2

cosϕ sinϕ

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

0 P

Q

P S1

Q1

Q2

S2

QC

TG

9 4 122

Frage

Zwei Spulen sind parallel an 220 V,50 Hz geschaltet. Die erste Spule hat den ohmschen Widerstand 7Ω und die lnduktivität 0.06H, die Werte der zweiten Spule sind 16Ω und 0,12H. Berechnen Sie

a) den Strom in jeder Spule.

b) den Gesamtstrom

c) die Impedanz der Parallelschaltung.

d) Kontrollieren Sie die Berechnung der lmpedanz grafisch.

Vorschrift

TG

9 4 123

Frage

Eine Spule mit der Induktivität 1,8H wird parallel zu einem 400Ω-Widerstand an 230V/50 Hz angeschlossen. Berechnen Sie a) den Blindwiderstand der Spule

b) den Strom in der Spule c) den Strom im Widerstand d) den Gesamtstrom

e) die lmpedanz der Parallelschaltung f) Zeichnen Sie das Vektordiagramm der

Strome

Vorschrift

TG

9 4 124

Frage

Eine Spule hat die Induktivität 4,2H.

a) Wie gross ist der induktive Blindwider- stand beim Anschluss an das 50Hz-Netz?

b) Weichen Strom nimmt sie auf, wenn die Netzspannung 225 V beträgt? (Der ohmsche Widerstand kann vernachlässigt werden.)

Vorschrift

(9)

TG

9 4 125

Frage

Eine Drosselspule, deren ohmscher Wider- stand vernachlässigt werden darf, nimmt bei 220 V/50 Hz den Strom 0,12A auf. Wie gross sind

a) der induktive Blindwiderstand?

b) die Induktivität der Spule?

Vorschrift

TG

9 4 126

Frage

Eine Schützspule für 220V/50Hz hat einen Widerstand von 529Ω und die Induktivität 19,1H. Berechnen Sie

a) den induktiven Widerstand b) die Impedanz (Scheinwiderstand) c) die Stromaufnahme

d) Zeichnen Sie ein Vektordiagramm

Vorschrift

TG

9 4 126

Frage

Eine Spule hat den Widerstand 15Ω und nimmt bei 380V/50Hz den Strom 8,3A auf.

Berechnen Sie a) die Impedanz b) den Blindwiderstand c) die Induktivität der Spule

d) Zeichnen Sie das Widerstandsdreieck

Vorschrift

TG

9 4 128

Frage

Eine Drosselspule mit einem ohmschen Wi- derstand von 40Ω nimmt bei 220V/50Hz 2,4A auf. Wie gross ist der Strom bei glei- cher Spannung und bei Frequenzen von a) 60Hz?

b) 162 3 Hz?

Vorschrift