Technologie 2. Klasse VL. Ing Heinz Holler 3. Turnus 2014/15

TE 2.Klasse Kompetenzbereich 1 Einführung 5 GS-Aufbau 9 Univ- Mot. 13 T im Leerl. 2 2 Unfallverh. 6 GS- RS 10 Einf. Trafo 14 T- Belast. 3 GL Masch 7 NS-F err. M 11 Wickl. Aufb. 15 Wandler VL. Ing Heinz Holler 4 GL-Mo Gen 8 RS- Mot 12 1. u. 2 Trafog. 16 Trafoarten 17 Zusammenfassen 18 Test

TE 2.Klasse Kompetenzbereich 2 19 Übers. Halbl. 23 Brückengl. 27 Stabilisier. 20 Diode Aufb. 24 Glätt. Sieb. 28 LED VL. Ing Heinz Holler 21 Diode Kennz 25 Netzgerät 29 Zusammenf. 22 Einw. Gleich. 26 Z Diode 30 TEST

TE 2.Klasse Kompetenzbereich 3 31 Gesetze. 37 Erdausbr. W 43 Nullung 49 Feuchte R. 55 Explosionsb. 32 ESK 38 Spez. B. Wid 44 Nullung 50 Brandgef. R 56 Sauna 33 Netzsysteme 39 Schutzisol. 45 Nullung 51 Baustellen 57 H. Anschluss VL. Ing Heinz Holler 34 Sicherungen 40 Schutzisol 46 FI 52 Zusammenf. 58 Zusammenf. 35 Fehler Z Sch 41 Riso 47 FI 53 Test 59 36 Erder 42 Überpr. Ger. 48 FI 54 Önorm 8002 60

TE 2.Klasse Kompetenzbereich 4 59 Grundl. Licht 63 L. Zündv. 67 Zusammenf. 71 Wärmete. H 60 Lichterz. 64 L. EVG 68 Wärmete. 72 Wärmebed. VL. Ing Heinz Holler 61 Leuchst. Auf. 65 Quecks. 69 Wärmete. S 73 Zusammenf. 62 L. Betriebsv. 66 TEST 70 Wärmete. W 74 Prüfung

Thema: UE14_Kompetenzbereich 1 Wiederholung allgemein Transformator VL Ing. Heinz Holler Transformator unter Belastung

Transformator Aufgaben- Fragestellungen Wie verhält sich die Ausgangsspannung bei folgenden Belastungen? Ohmsche Belastung Induktive Belastung Kapazitive Belastung Was versteht man unter der Kurzschlussspannung? Wie wird die Kurzschlussspannung in der Praxis festgestellt? Was versteht man unter der transformatorischen Rückwirkung? VL Ing. Heinz Holler

Transformator bei Belastung Sekundärseitig kommt ein Strom I2 zum Fließen. I2 erzeugt einen magnetischen Fluss, der dem Hauptfluss entgegen wirkt. Das Hauptfeld wird geschwächt. Damit die Schwächung des Hauptfeldes ausgeglichen wird, wird der Primärstrom höher. Ѳ2 Ѳ1 VL Ing. Heinz Holler Φ I1+ I10 I2 Es wird eine Spannung primärseitig angelegt. Diese Spannung verursacht einen Strom I10 Der Strom I10 verursacht einen magnetischen Fluss Phi, dessen Richtung sich mit der Spulenregel bestimmen lässt. Dieser magnetische Wechselfluss induziert in der Primärspule die Spannung UQ1 und in der Sekundärspule eine Spannung UQ2 welche die Leerlaufspannung U2 hervorruft. Lenzsche Regel: Der durch die Induktionsspannung hervorgerufene Induktionsstrom ist stets so gerichtet, dass sein Magnetfeld der Ursache der Induktion entgegen gerichtet ist. Da sich die magnetischen Feldlinien nicht ausschließlich im Eisenkern ausbreiten, kommt es zum Streufluss über die Luft. N1 N2 U1 U2

Induktionsgesetz Induzierte Spannung Änderung des magnetischen Fluss Ф in bestimmter Zeit VL Ing. Heinz Holler -Ui (weil die induzierte Spannung der ursprünglichen Spannung entgegen wirkt)

Induktionsgesetz ∆φ=(-3)-0= -3 ∆t=28-22=6 -3/6= -0,5 ∆φ=1-5= -4 VL Ing. Heinz Holler ∆φ=1-5= -4 ∆φ=4-1= 3 ∆t=6-2=4 ∆t=14-8=6 ∆φ=(-3)-4= -7 -4/4= -1 3/6= 0,5 ∆t=20-16=4 -7/4= -1,75

Transformator bei Belastung Erklärung: 𝜃 1 = 𝜃 2 𝐼 1 ∗ 𝑁 1 = 𝐼 2 ∗ 𝑁 2 𝑁 1 𝑁 2 = 𝐼 2 𝐼 1 = ü VL Ing. Heinz Holler Ü Übersetzungsverhältnis 𝜃 1 , 𝜃 2 magn. Durchflutung in A 𝐼 1 , 𝐼 2 Primär- bzw. Sekundärstrom 𝑁 1 , 𝑁 2 Primär- bzw. Sekundärwindungszahl

𝐼 2 𝐼 1 = 𝑁 1 𝑁 2 2. Transformatorgesetz Die Anzahl der Windungen verhalten sich umgekehrt proportional wie die zugehörigen Ströme. An der Spule mit der höheren Windungszahl fließt immer der geringere Strom. 𝐼 2 𝐼 1 = 𝑁 1 𝑁 2 VL Ing. Heinz Holler

Ausgangsspannung bei Belastung Belastungsart Sekundärspannung U2 im Vergleich zur Leerlaufspannung U20 ohmsch Sinkt nur wenig induktiv Sinkt stark kapazitiv Kann über Nennspannung ansteigen VL. Ing Heinz Holler

Kurzschlussspannung Entspricht dem inneren Spannungsabfall des Trafos in V. 𝑈 𝐾𝑁 = 𝑈 𝑅 ²+ 𝑈 𝑋𝐿 ² Wird meist als uKN in % der Nennspannung angegeben. 𝑢 𝐾𝑁 = 100× 𝑈 𝐾𝑁 𝑈 𝑁 Ist ein Maß für die Spannungsfestigkeit eines Trafos. Niedrige Kurzschlussspannung = Geringer Spannungseinbruch bei Belastung. VL. Ing Heinz Holler

Kurzschlussstrom Kann mit Hilfe der Kurzschlussspannung ermittelt werden 𝐼 𝐾= 100 ∗ 𝐼 𝑁 𝑢 𝐾𝑁 Trafos mit niedriger Kurzschlussspannung sind nicht Kurzschlussfest! VL. Ing Heinz Holler

Betriebseigenschaften Unterscheiden wird zwischen Trafos mit hoher und niedriger Kurzschlussspannung. Niedrige UKN Hohe UKN Ausgangsspannung relativ konstant lastabhängig Innenwiderstand sehr klein hoch Kurzschlussstrom sehr groß! gering VL. Ing Heinz Holler

Leistung Aufgenommene Primärleistung = Abgegebene Sekundärleistung + Verlustleistung. Verlustleistungen: Eisenverluste (Magnetisierungsverluste) Kupferverluste (Wicklungswiderstand) Je geringer die Verlustleistungen, desto höher ist der Wirkungsgrad η. 𝜂= 𝑃 𝑎𝑏 𝑃 𝑎𝑏 + 𝑃 𝑉 VL. Ing Heinz Holler

Transformatoren Weitere Informationen finden Sie im Grundlagenbuch auf Seite 102 VL. Ing Heinz Holler