Was wird passieren?
Hier zeige ich euch, dass die Spannungen Up und Us gegenphasig sind. Das werden wir im nächsten Post erklären.
Bei sehr kleinen Frequenzen stimmt das mit der Gegenphasigkeit nicht mehr perfekt (allerdings kommen Frequenzen im Hz - Bereich in der Praxis nicht vor, unser Wechselstrom hat 60 Hz).
Der Grund für das etwas andere Spannungsverhalten bei niedrigen Frequenzen liegt daran, dass der Transformator eigentlich ein richtig komplexes rückgekoppeltes System ist.
Einige Ideen dazu will ich vorstellen, da ihr daran gut Vieles wiederholen könnt und euch auch überprüfen könnt, ob ihr die Inhalte früher verstanden habt.
Jede Stromentnahme auf der Sekundärseite führt dazu, dass auf der Primärseite genau diese entnommene Leistung in die Primärspule durch einen Wirkstrom hineinfließt.
Wenn man also einem Trafo auf der Sekundärseite Strom entnimmt, steuert man damit die Stromzufuhr auf der Primärseite!
(Können wir nicht hier erklären, klingt aber sinnvoll, oder? Und für so ein einfaches Gerät: Irre!)
Ein Trafo im Leerlauf (kein Sekundärstrom) wird aber trotzdem warm, er verbrät Leistung, da jede Spule auch immer einen ohmschen Widerstand hat.
Packt mal an das Netzteil eures Laptops..., da sind noch echte Trafos drin, merkt man am Gewicht... (wo kommt das her???)
Bei einer Spule ohne ohmschen Widerstand (Induktivität) ist die Phasenverschiebung zwischen U und I genau 90°. Da gibt es keine Wirkleistung. Die Spule wird nie warm.
Je größer der ohmsche Widerstand relativ zur Induktivität wird, desto mehr nimmt die Phasenbeziehung von 90° ab zu kleineren Winkeln.
Seht euch das alles in den früheren Posts noch mal an.
Und das ist der Grund für die Erklärung des letzten Versuchs: Bei sehr kleinen Frequenzen ist der induktive Widerstand sehr klein, vielleicht in der gleichen Größenordnung wie der ohmsche Widerstand. Und dann stimmen die "idealen" Phasenverschiebungnen nicht mehr.
Mehr wollen wir zum realen Trafo nicht machen...
Im nächsten Post kommt jetzt die Erklärung für den einfachen Idealfall, danach noch einige Experimente zur Anwendung und zum Schluss die Bedeutung für unser Stromnetz.
Was werden wir erklären:
- Wieso bestimmt das Verhältnis der Windungszahlen die Spannung auf der Sekundärseite?
- Was gilt für die Stromstärken?
- Wie kommt es zur Gegenphasigkeit?
Vielleicht habt ihr schon Ideen?
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