Aufgabe
a) gesucht: Windungszahl Sekundärspule n2
gegeben: Windungszahl Primärspule n1=250, Primärspannung:
U1 = 12V, Sekundärspannung: U2=250V
Für den Transformator gilt:
n2/ n1 = U2/U1
=> n2 = n1 U2/U1=250 230V/12V =
4792
b) gesucht: Maximaler Strom Imax
gegeben: Windungszahlen n1=250; n2=4792; Primärstrom
I1 = 0,2A
Mit der Stromgleichung am Transformator gilt:
Imax = I1 n1/n2 = 0,2A 250/4792 =
10,4 mA
c) gesucht: n2
gegeben: n1=250; I1=0,2A ; I2= 2A
Mit der Stromgleichung am Kondensator gilt:
n2 = I1/I2 n1 = 0,2A/2A 250 = 25
d) gesucht Umax
gegeben n1=250; n2=25 ; U1=12V
Mit der Spannungsgleichung am Transformator gilt:
Umax = U1 n2/n1 = 12V 25/250 = 1,2
V
e) gesucht: Leistungen P1 und P2
gegeben: U1 = 12V; U2 = 0,9V; I1 = 0,2A;
I2 = 2,5A
Für die elektrische Leistung P gilt:
U1I1= 12V 0,2A = 2,4W
U2I2 = 0,9V 2,5A = 2,25W
Daraus ergibt sich ein Wirkungsgrad von 93,75%
f) Wir erhalten die jeweiligen Ströme aus der Leistungsgleichung:
I1= P1/U1=600W/230V = 26,09A
I2= 6000W/40.000V = 0,15A
Bei diesen Strömen gehen wegen des ohmschen widerstandes in den Kabeln folgende
Spannungen verloren:
ΔU1 = R I1 = 133Ω 18,75A = 3.469,6V > 230V
(ursprüngliche Spannung) => Es kommt keine Spannung oder Leistung mehr
an.
ΔU2 = 133Ω 0,15A = 19,95V => Es kommt nur noch
folgende Leistung an: P2 = 0,15A (40.000V-19,95V) = 5997W
Der Wirkungsgrad beträgt damit: μ=5997W/6000W *100% = 99,95%