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Kap.11 Elektrizität und Magentismus 1 Kapitel 11 Elektrizität und Magnetismus.

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Präsentation zum Thema: "Kap.11 Elektrizität und Magentismus 1 Kapitel 11 Elektrizität und Magnetismus."—  Präsentation transkript:

1 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 1 Kapitel 11 Elektrizität und Magnetismus

2 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Elektrizität und Magnetismus 11.1 Magnetismus Wiederholung der bereits bekannten Phänomene des Magnetismus. Magnetische Stoffe: Eisen, Kobalt, Nickel. Magnetpole; Anziehung und Abstoßung Gleichnamige stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an.

3 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 3 Untersuchung der Pole Versuch: Wir bringen zwei Ringmagnete auf zwei verschiedene Arten zusammen. Ergebnis: Ungleichnamige Pole ziehen sich an, gleichnamige Pole stoßen sich ab. Die Pole heißen Nordpol (rot) und Südpol (grün)

4 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 4 Magnetische Influenz Versuch: Eisen Magnet In der Nähe eines Magneten wird ein Eisenstück selbst magnetisch. = Magnetische Influenz

5 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 5 Bringt man eine Stricknadel in die Nähe eines Magneten, bleibt ein Restmagnetismus (Remanenz)

6 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 6 Weitere Untersuchungen: Versuch: 1.Laubsägeblatt magnetisieren, anschließend mit Kompass untersuchen. Ergebnis: Es entsteht Nord- und Südpol. 2. Laubsägeblatt teilen: Ergebnis: Teilt man einen Magneten immer wieder, erhält man stets wieder Magneten mit Nord- und Südpol. Dies kann man fortsetzen bis zu einer Größe von 0,01 bis 1 µm. (Größe der Elementarmagnete) Diese Elementarmagnete sind in jedem ferromagnetischen Stoff vorhanden. Magnetisieren bedeutet also das Ausrichten der Elementarmagnete.

7 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 7

8 8 Ein Magnet kann durch Erschüttern oder durch Erhitzen über eine bestimmte Temperatur wieder unmagnetisch werden. Curietemperatur (Fe 769°C, Ni 356°C, Co 1075°C)

9 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 9 Versuch: versch. Stoffe Magnet Ergebnis: Magnetismus geht durch Papier, Glas etc.. Durch Eisen lässt sich der Magnetismus abschirmen.

10 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Wirkungsbereich eines Magneten – Magnetfeld Den Raum um den Magneten bezeichnet man als Magnetdfeld. Wirkungsbereich einer magnetischen Kraft. Darstellung durch Kraftlinien. Ermittle die verschiedenen Magnetfelder für Stabmagnete (auch zwei mit gleichen Polen einander gegenüber), Hufeisenmagnete

11 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Magnetfeld der Erde Das Magnetfeld der Erde gleicht dem eines Stabmagneten. (Stimmt allerdings weiter außerhalb nicht mehr. (Sonnewind) Kompass zeigt in Nord- Südrichtung. Im geographischen Norden befindet sich ein magnetischer Südpol, im geogr. Süden ein magnetischer Nordpol.

12 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 12 Die Pole befinden sich weit unterhalb der Erdkruste. Ursache des Erdmagnet- feldes liegt in Kreisströmen. Für Permanentmagnet wäre es im Erdinneren zu heiß. Die Magnetischen Pole stimmen nicht mit den geographischen überein. Im Norden: 73° nö. Breite 100° westl. Länge (nördl. von Kanada) 1831 von Kapitän Ross auf Insel Boothia felix entdeckt. Im Süden: 69° südl. Breite, 143° östl. Länge (südl. von Australien) (1909 von Shakleton) Die Pole wandern jährlich um einige (ca. 7,5 km) km

13 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 13 Deklination: Abweichung der Magnetnadel von der geographischen N-S-Richtung. Diese ist ortsabhängig. Bregenz Bregenz 0° 8,2’ westl. Dekl. Inklination: Abweichung der Magnetnadel von der Horizontalen. (Bei uns ca. 60°)

14 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Magnetische Wirkung elektrischer Ströme Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters Versuch: 1820 entdeckte Oersted: Eine Magnetnadel in der Nähe eines stromdurchflossenen Leiters erfährt eine Auslenkung. Ein stromdurchflossener Leiter ist von einem Magnetfeld umgeben. Die magnetischen Feldlinien bilden konzentrische Kreise um den Leiter. Die Richtung der Feldlinien wird mit der Rechtsschraubenregel bestimmt.

15 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 15

16 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Magnetfeld einer Spule Versuch dazu mit kleinen Kompassnadeln auf Overhead oder Eisenfeilspäne Es gleicht dem Magnetfeld eines Stabmagneten. Die Richtung des Magnetfeldes wird mit der Rechte-Hand-Regel bestimmt. (Rechte Hand mit Zeigefinger in Stromrichtung, Daumen zeigt dann den Nordpol.)

17 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 17

18 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 18 Wovon hängt die Stärke des Magnetfeldes einer Spule ab? Versuch 1: Spule mit 600 Windungen ohne Eisenkern Kompassnadel wird in der Nähe aufgestellt. Wir variieren die Stromstärke. Je höher die Stromstärke, desto stärker das Magnetfeld Versuch 2: Drei Spulen (300W., 600W., 1200W) werden in Serie geschaltet. Vor alle wird im gleichen Abstand eine Magnetnadel angebracht. N S Je höher die Windungszahl, desto stärker das Magnetfeld

19 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Elektromagnete Versuch: 1.Ohne Eisenkern 2.Wir schieben einen Eisenkern in die Spule Ergebnis: Mit dem Eisenkern wird die magnetische Wirkung um ein Vielfaches verstärkt. Begründung: Im Weicheisenkern werden die Elementarmagnete ausgerichtet. Eine stromdurchflossene Spule mit einem Eisenkern wird als Elektromagnet bezeichnet. Elektromagnete haben den Vorteil, dass sie sich in ihrer Stärke durch Verändern der Stromstärke regeln lassen.

20 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 20 Überlege Aufgaben 7.1 und 7.2 Seite : Antwort: Er muss entgegengesetzt gerichtet sein. 7.2: Antwort: Wenn alle Elementarmagnete ausgerichtet sind, kommt es zur Sättigung Lies Zusammenfassung Seite 11 unten!

21 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Anwendungen von Elektromagneten Stoffsammlung: Elektr. Türöffner, Weichen,.... Unterbrechungseinrichtung heißt Wagnerscher Hammer. Elektrische Klingel Beim Schließen des Schalters fließt Strom durch die Spule. Die Spule wird zum Magneten. Der Eisenanker wird von der Spule angezogen, er schlägt auf den Klangkörper. Der Kontakt K wird durch die Anziehung des Ankers unterbrochen. Durch die Spule fließt kein Strom mehr. Der Anker wird nicht mehr angezogen und schwingt zurück. Der Kontakt K wird wieder geschlossen. usw.

22 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 22 Klingel Versuchsaufbau: Die Spule steckt auf zwei Doppelsteckerstiften, die direkt in die Schaltplatte eingesetzt werden. Gleichspannung 10V unstabilisiert. Die Blattfeder in der Klemm- buchse mit Schlitz soll den Kontaktstift leicht berühren und dabei etwa mm vom Eisenkern, der in die Spule eingeschoben wird, entfernt sein. Versuch: Schalter schließen. An der Kontaktstelle der Blattfeder erkennt man starke Warum ist gutes Kontaktmaterial erforderlich? Wir verfolgen den Weg des Stromes! Warum schwingt die Blattfeder? Fachausdruck für diese Schaltung: Funkenbildung Wagnerscher Hammer

23 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 23 Schülerversuch zu Klingel

24 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 24

25 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 25 Elektrisches Relais: Es enthält zwei getrennte Stromkreise: Laststromkreis. Steuerstromkreis Mit einem relativ kleinen Strom kann ein großer Stromkreis geschaltet werden.

26 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 26 Relais Wir erkennen zwei Stromkreise: Der Stromkreis für die Relaisspule (800W) wird mit 10V nichtstabilisiert versorgt. Er wird durch den Schalter aus- und eingeschaltet. An den zweiten Stromkreis wird eine Gleichspannung von 6V (stabilisiert) angelegt. Die Blattfeder wird auf den linken "Ruhe"-kontakt gelegt. Spule wie bei Klingel schalten. Ruhekontakt R und Arbeitskontakt A sind Steckstifte mit ganz oben montierten Muttern in einem Baustein mit Unterbrechung.

27 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 27 Relais Ruhekontakt Arbeitskontakt Versuch: Der in die Spule eingeschobene Eisenkern ist so zu lagern, dass die Blattfeder beim Einschalten auf den rechten "Arbeits" - Kontakt aufschlägt, ohne vom Eisenkern daran gehindert zu werden. Er muss andererseits aber die Blattfeder auch anziehen können. Mehrmals ein- und ausschalten.

28 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 28 Relais Steuerstromkreis

29 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 29 Relais Laststromkreis

30 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 30 Erkenntnis: Das Relais besteht aus einer Spule, die bei Stromfluss einen beweglichen Anker anzieht und dabei den Kontakt schließt. Ohne Stromfluss ist der Kontakt geschlossen. Mit Hilfe des Spulenstromes bzw. seines Magnetfeldes kann man also einen anderen Stromkreis öffnen oder schließen. Arbeits Ruhe

31 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 31 Das Drehspulinstrument Der zu messende Strom wird über die Spiralfedern durch die Spule geschickt. Dadurch wird ein Magnetfeld erzeugt, das sich im Magnetfeld des Hufeisenmagneten je nach Stromstärke ausrichtet. Der mit der Drehspule verbundene Zeiger dreht sich. Das Drehspulinstrument kann als Strommessgerät und als Spannungsmessgerät eingesetzt werden.

32 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Der Elektromotor Versuch: Leiterschaukel Ergebnis: Auf einen stromdurchflossenen Leiter, der sich in einem Magnetfeld befindet, wirkt eine Kraft. Der Leiter bewegt sich senkrecht zu den magn. Feldlinien. Die Kraftrichtung ändert sich, wenn man die Stromrichtung umkehrt oder das Magnetfeld umkehrt. Zur Leiterschaukel:Leiterschaukel

33 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 33 U V W Die Richtung der Kraft wird mit der U V W - Regel bestimmt. U... Ursache (Daumen): Stromrichtung V... Vermittlung (Zeigefinger): Richtung des Magnetfelds W... Wirkung (Mittelfinger): Richtung der Kraft

34 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 34 Technische Stromrichtung Richtung des Magnetfeldes (Nord-Süd) Richtung der Kraft U rsache V ermittlung W irkung

35 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 35 Der Elektromotor Wir wollen die Bewegung in eine Drehbewegung verwandeln. Schülerversuch mit Elektromotor. Permanentmagnet und eine drehbare Spule (Anker) 1.Wir schließen einen Gleichstrom an die beiden Schleifringe an. Der Anker dreht sich ein Stück und bleibt dann stehen. (Die beiden Magnete (Feldmagnet und Elektromagnet ziehen sich an. )) Wir erkennen: Man muss die Stromrichtung umkehren.

36 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 36 Wir erkennen: Man muss die Stromrichtung umkehren. 2. Wir verwenden den Kommutator statt der Schleifringe. Nun läuft der Motor. ( Vielleicht muss man ihn etwas anwerfen.) Polwender bei Elektromotor

37 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 37 Wiederholung Elektromotor

38 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 38

39 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 39

40 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 40

41 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 41 Bei welcher Stellung des Ankers muss der Strom durch den Anker umgepolt werden?

42 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 42 Die Zuleitung erfolgt über Kohlebürsten. Diese sind leitend und schmieren gleichzeitig. Im Anker befindet sich ein Weicheisenkern. Der Anker wird auch als Rotor bezeichnet, während der Feldmagnet als Stator bezeichnet wird. Häufig wird ein Doppel-T-Anker verwendet. Für einen ruhigeren Lauf verwendet man Vierfach – T – Anker oder Trommelanker. Dementsprechend oft muss die Stromrichtung umgekehrt werden. (Kommutator wird in weitere Segmente unterteilt. Zur Verbesserung wird der Feldmagnet als Elektromagnet ausgebildet.

43 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 43 Gleichstrommotor mit Elektromagnet

44 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Der Wechselstrommotor Dreht man im Anker die Stromrichtung um, so ändert sich die Drehrichtung des Motors. Dreht man aber gleichzeitig auch die Stromrichtung durch den Feldmagneten um, so dreht sich der Motor in dieselbe Richtung. Das heißt, wenn wir einen Wechselstrom verwenden funktioniert der Motor auch. Dabei müssen Anker und Feldmagnet Elektro- magnete sein und vom selben Strom betrieben werden. Weil sie mit Gleich- und Wechselstrom betrieben werden können, bezeichnet man sie als Allstrommotoren. Diese Motoren haben ein großes Anwendungsgebiet: Haushaltsgeräte, Elektrowerkzeuge,... ~

45 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 45 Für Motoren mit hohen Leistungen verwendet man meist andere Motoren (Drehstrommotoren). Lies Zusammenfassung Seite 16. Führe die Aufgaben 10.1 und 10.2 (Buch S. 16) aus!

46 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Elektromagnetische Induktion Prinzip der Induktion Versuch: Leiterschaukel Wir erinnern uns: Auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld wirkt eine Kraft. Ursache war der Strom. Wirkung war die Kraft. Können wir Ursache und Wirkung vertauschen?

47 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 47 Versuch: Leiterschaukel Statt der Batterie bauen wir ein Messgerät ein. Bewegen wir den Leiter, zeigt das Messgerät einen Ausschlag. Ergebnis: Durch die Bewegung eines Leiters in einem Magnetfeld wird eine elektrische Spannung induziert. Sie heißt Induktionsspannung, der von ihr hervorgerufene Strom Induktionsstrom.

48 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 48 Versuch: Wir bewegen den Leiter parallel zu den magnetischen Feldlinien. Ergebnis: Kein Ausschlag. In einer Leiterschleife wird nur dann eine Spannung induziert, wenn sich die Anzahl der umschlossenen magnet. Feldlinien ändert. Versuch: rascheres Bewegen des Leiters: Die Induktionsspannung ist umso größer, je schneller sich die Anzahl der umschlossenen Kraftlinien ändert.

49 Kap.11 Elektrizität und Magentismus W600W 1200W Induktion in einer Spule Versuch: Drei Spulen werden in Serie geschaltet. Wir schieben nacheinander einen Stabmagneten in die Spule. Induktion in Spulen Ergebnis: Die induzierte Spannung ist umso größer, je größer die Anzahl der Windungen ist, je stärker der Magnet ist und je rascher der Magnet bewegt wird

50 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Der Generator Permanentmagnet Schleife Schleifringe Abgriff über Kohlebürsten Bei der Drehung der Schleife ändert sich die Anzahl der umschlossenen Feldlinien. Der Zeiger des Messgeräts bewegt sich zunächst nach rechts, dann nach links; d. h. die Stromrichtung wird nach einer halben Umdrehung umgekehrt. Animation Animation (Fend)

51 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Wechselstromgenerator Technischer Wechselstrom: Pro Sekunde erreicht er 50 mal einen Höchst- und einen Tiefstwert (50Hz). Er wird in Kraftwerken durch Generatoren erzeugt, welche durch Turbinen angetrieben werden.

52 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 52 Technische Ausführung: Da bei den Bürsten hohe Ströme auftreten würden, baut man Innenpolmaschinen. D. h. Das Magnetfeld dreht sich. Der Magnet ist meist ein Elektromagnet, der von einem Gleichstrom gespeist wird. Vergl. Gleichstromgenerator! Die Induktionsspule ist im Stator. Dadurch kann man die Spannung leichter abgreifen.

53 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Der Gleichstromgenerator Der so entstehende Strom wird pulsierender Gleichstrom genannt. Ersetzt man beim vorigen Generator die Schleifringe durch einen Kommutator, so wird nach einer halben Umdrehung die Stromrichtung umgekehrt. Simulation

54 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 54 Dynamoelektrisches Prinzip: Ein kleiner Restmagnetismus reicht aus, dass eine kleine Spannung induziert wird. Der Induktionsstrom verstärkt den Magneten, größere Spannung wird induziert, größerer Strom, stärkerer Magnet,.... Der Erfinder dieses „dynamoelektrischen Prinzips“ war Siemens Dabei wird der Permanentmagnet durch eine Elektromagnet ersetzt. Heute verwendet man in Kraftwerken oft Gleichrichter um den Erregererstrom für die Elektromagneten bereitzustellen. Gleichstromgeneratoren verwendet man für die Speisung des Elektro- magneten in einem Wechselstromgenerator.

55 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Der Dreiphasenwechselstrom Drehstromgenerator Lies im Buch Seite 22

56 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 56 Dreiphasenwechselstrom

57 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 57 Dreiphasenwechselstromgenerator: 3 Statorwicklungen sind gegeneinander jeweils um 120° versetzt. L1, L2, L3... Phasenleiter N... Neutralleiter (Nullleiter) er wird meist geerdet. In allen 3 Wicklungen wird eine Wechselspannung induziert.

58 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 58 Phasen Die drei Wechselspannungen sind gegeneinander versetzt.

59 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 59 Dreiphasenwechselstrom Zwischen Phase und Nullleiter haben wir in Österreich eine Spannung von 230 V. Zwischen zwei Phasen haben wir eine Spannung von 400 V. Mit Hilfe des Dreiphasenwechselstromes kann man sehr einfache Motoren betreiben. (Sogenannte Drehstrommotoren)

60 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Induktion durch Elektromagnetismus Wir haben gelernt: Für die Induktion muss sich das magnetische Feld ändern. Versuch: Schließen des Schalters in I → Spannungsstoß in II Öffnen des Schalters in I → Spannungsstoß in II I und II sind nicht leitend verbunden. Beim Ein und Ausschalten des Stromes in I ändert sich die Stromstärke und dadurch die Stärke des Magnetfelds, das auch die Spule II durchsetzt. Fließt ein gleichmäßiger Strom (Gleichstrom), so ändert sich das Magnetfeld nicht  keine Spannung wird induziert.

61 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 61 Jede Änderung der Stromstärke in der Primärspule führt zu einer Änderung des Magnetfeldes und damit zur Induktion einer Spannung.

62 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Die Selbstinduktion Um eine Glimmlampe zum Leuchten zu bringen ist eine Zündspannung von ca. 170 V erforderlich. Versuch: Beim Einschalten leuchtet die Lampe nicht, beim Ausschalten schon. Änderung des Spulenstroms bewirkt eine Induktionsspannung. Da die Induktion hier in derselben Spule auftritt, spricht man von Selbstinduktion. Anwendung bei der Zündspule für Mopeds und Autos.

63 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Wirbelströme Versuch: Bei Bewegung eines massiven leitenden Körpers in einem Magnetfeld treten Wirbelströme auf. Nach der Lenzschen Regel sind sie so gerichtet, dass die darauf wirkende Kraft die Bewegung hemmt. Anwendung: Wirbelstrombremse in E-Motoren. Zusatzbremse bei LKWs Unangenehme Eigenschaft: Wirbelströme führen zu starker Erwärmung. Bei Eisenkernen von Elektromagneten würde dies zur Schwächung des Magneten führen. Daher Lamellierung des Eisenkerns.

64 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 64 Führe den Schülerversuch zum Transformator durch! Der Transformator und seine Anwendungen Wir verwenden einen Wechselstrom !!! Da sich die Stromstärke dauernd ändert, wird in der Sekundärspule ständig eine Spannung induziert.

65 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 65 Führe den Schülerversuch zum Transformator durch! Der Transformator und seine Anwendungen Wir verwenden einen Wechselstrom !!! Da sich die Stromstärke dauernd ändert, wird in der Sekundärspule ständig eine Spannung induziert. Beide Messgeräte sind auf Wechselspannung zu stellen! Messbereich 30V !!! Eisenkern mit geschlossenem Joch Versuch 1: Primärspule: N 1 = 1600W Sekundärspule: N 2 = 800W

66 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 66 Spannungsverhältnis: U 1 : U 2 = N 1 : N 2 Primärspannung U 1 6 V10 V15 V Sekundärspannung U 2 Versuch 2: Primärspule: N1 = 800W Sekundärspule: N2 = 1600W Versuch 1: Primärspule: N 1 = 1600W Sekundärspule: N 2 = 800W Primärspannung U 1 6 V10 V15 V Sekundärspannung U 2 Die Spannungen primärseitig und sekundärseitig verhalten sich wie die Windungszahlen.

67 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 67 Wie funktioniert der Trafo? Wenn im Primärkreis ein Wechselstrom fließt, entsteht im Eisenkern ein sich dauernd änderndes Magnetfeld. Dieses induziert in der Sekundärspule eine Spannung. Mit Gleichstrom funktioniert also ein Trafo nicht !!!!

68 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 68 Anwendungen des Transformators: Mit dem Trafo lassen sich also beliebige Spannungen sekundärseitig erzielen. Bei einem guten Transformator gilt etwa: Leistung primärseitig = Leistung sekundärseitig Wird auf der Sekundärseite kein Strom entnommen, fließt auch primärseitig fast kein Strom.

69 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 69 Versuch: Ergebnis: Schließt man im Sekundärkreis Verbraucher an, steigt die Stromstärke auch im Primärkreis. Je heller die Lämpchen in II leuchten, desto höher die Stromstärke in I.

70 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 70 Schweisstrafo Primärseitig viele Windungen. Sekundärseitig: Wenig, aber dicke Windungen. Die Stromstärke im Sekundärkreis ist sehr hoch. Rechne mit der Leistungsformel nach! Ergebnis: Der Nagel kommt zum Glühen und schmilzt dann durch.

71 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 71 Induktionsofen. Versuch mit der Schmelzrinne: Die Schmelzrinne kann als eine Windung aufgefasst werden. Die Spannung ist sehr klein, daher I sehr groß. Modell des Elektroschmelzofens.

72 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 72 Prinzip des Hörnerblitzableiters: Es lassen sich auch sehr hohe Spannungen herstellen. Bringt man die beiden Hörner nahe zueinander, bildet sich ein Funken der nach oben klettert und abreißt. Stellt man Kerze unter die engste Stelle, so bildet sich bereits bei größerem Abstand ein Funken. Auf diesem Prinzip beruht der Hörnerblitzableiter.

73 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 73 Anwendung bei Freileitungen. Ein Horn geerdet, das andere am Leiterseil angeschlossen. Bei einem Blitzschlag (Überspannung) springt ein Funke über. Dadurch wird die überschüssige Ladung zur Erde abgeleitet. Hohe Spannungen benötigt man auch bei Fernsehröhren, Röntgenapparaten. Dort verwendet man Hochspannungstrafos.

74 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 74 Anwendungen des Transformators: Versuch: Lange Leitung Die beiden Widerstände simulieren den Leitungswiderstand Ergebnis: Der Hochspannungstrafo Ergebnis: Die Lampe leuchtet nicht. Die Lampe leuchtet.

75 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 75 Berechne jeweils die Stromstärke, wenn die Leistung gleich bleibt! Spannung UStromstärke ILeistung P=U∙I Kraftwerk10 kV1000 A Hochspan- nungstrafo 200 kV" Umspannwerk20 kV" Ortstrafo230 V" Spannung UStromstärke ILeistung P=U∙I Kraftwerk10 kV1000 A10 MW Hochspan- nungstrafo 200 kV50 A" Umspannwerk20 kV500 A" Ortstrafo230 V43478 A"

76 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 76 In Fernleitungen wird die elektrische Energie bei hohen Spannungen und verhältnismäßig geringen Stromstärken übertragen.

77 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Stromversorgung Arbeite die Arbeitsblätter „Vom Kraftwerk zum Verbraucher“ durch!

78 Kap.11 Elektrizität und Magentismus Sicherheitsmaßnahmen, Arbeite die Arbeitsblätter „Sicherheit im Haushalt“ durch!

79 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 79

80 Kap.11 Elektrizität und Magentismus 80 Wechselstromgenerator Zur Leiterschaukel:Leiterschaukel Polwender bei Elektromotor Induktion verschiedene Spulen


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