Need Help Physik: Wirkungsgrad eines Trafo

[Thrawen]

Also wir haben eine ziehmlich große Hausaufgabe bekommen über den Wirkungsgrad eines Transformators.

90% der Hausaufgabe hab ich rausgefunden aebr an folgender aufgabe scheitere ich:

Der Wirkungsgrad des Transformators kannn nährungsweise berechnet werden nach der Gleichung:

n=U2*I2/(U1*I1)

Leiten sie diese Gleichung aus der Definitionsgleichung des Wirkungsgrades ab! Gehen sie davon aus, dass soviel Energie genutzt bzw. aufgewendet wird, wie es der vom elektrischem Strom verrichteten Arbeit entspricht.
Für die elektrische Arbeit gilt auch im Wechselstromkreis W=P(el)*t. Es darf angenommen werden, dass die Leistungsfaktroen im Primär- und Sekundärkreis gleich groß sind.

ich hab keinen Schimmer was ich da machen soll bzw. wie es geht.

[LordMordred]

An sich relativ einfach

Der Wirkungsgrad ist der Quotient aus der verrichteten Arbeit zu der eingespeissten Arbeit.

Die Gleichung für die Arbeit ist dir mit W=P(el)* t gegeben, da du davon ausgehen darfst das keine Ummagnetisierungsverluste und Sättigungseffekte auftreten, setzt du jetzt für P = U*I und dann alles einmal rückwärts einsetzen t rauskürzen und alles ist gut

[Thrawen]

Wenn ich das einsetze dann bin ich ja praktisch bei

W= U*I*t


was genau ist jetzt die definitionsgleichung des wirkungsgrades darunter hab ich im Tafelwerk nichts gefunden.

logischerweise müsste diese gleichung ja heißen

n=W/W nur eben mit irgendwas im index aber was? und ist das so jetzt richtig?

edit:
ok habs doch gefunden:

im TW steht n=W(ab)/W(zu)
wobei ab für abgegebene energie steht also sekundärkreis und zu für zugeführte energie also primärkreis



edit2:

Also ich habe jetzt folgende herleitung aufgeschrieben:

5.Definitionsgleichung des wirkungsgrades n
n = W(ab)/W(zu) wobei ab für abgegebene Arbeit also für die Arbeit des Sekundärkreises steht und zu für zugeführte Energie, also für die Arbeit des Primärkreises. Der Einfachheit halber: W(ab)=W2 W(zu)=W1
Also gilt: n=W2/W1

Des weiterem gilt: P(el) = U*I
eingesetzt in W = P(el)*t ergibt sich W = U*I*t
W = U*I*t eingesetzt in n=W2/W1 ergibt n=(U2*I2*t)/(U1*I1*t)
t kürzt sich raus also ergibt sich n=(U2*I2)/(U1*I1) q.e.d.

evtl werd ichs nochmal handschriftlich aufschreiben da das besser aussieht(wegen brüchen und so).

[LordMordred]

ich dachte ich hätte es verständlich geschrieben, verzeih einem kleinem Doktoranten , so versuche ich es nochmal zu übersetzen, damit du siehst, dass es von dir vollkommen richtig nachvollzogen wurde.

Jup, wie gesagt ist der Wirkungsgrad:

Zitat von Michse

Der Wirkungsgrad ist der Quotient aus der verrichteten Arbeit zu der eingespeissten Arbeit.

also n= W(ab)/W(zu)

Zitat von Michse

Die Gleichung für die Arbeit ist dir mit W=P(el)* t gegeben, da du davon ausgehen darfst das keine Ummagnetisierungsverluste und Sättigungseffekte auftreten, setzt du jetzt für P = U*I und dann alles einmal rückwärts einsetzen

mit W(el)=P*t
und P=U*I

ergibt sich W(ab)=U2*I2*t
und für W(zu)=U1*I1*t

zurück zum Anfang n=W(ab)/W(zu) = {U2*I2*t}/{U1*I1*t}

Zitat von Michse

t rauskürzen und alles ist gut

n={U2*I2}/{U1*I1} q.e.d

[Chriss]

was er ja richtig gemacht hat. lomo?

Kleine anmerkung noch, die bei dir wohl nicht wichtig ist: Hier geht's um Wechselstrom mit Induktivitäten (Spulen) und Kapazitäten - da es dabei im regelfall zu einer Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom kommt gibt es eine sogenannte Scheinleistung und eine Wirkleistung. Konkret: Wenn du die Stromstärken nachmisst, dann kann es durchaus sein, daß durch die Spule Primärseitig bei 230V 4A Fließen - aber so gut wie keine Leistung umgesetzt wird. Leistung wird ja nur Umgesetzt wenn auf der Sekundärseite auch Leistung entnommen wird. Das ist dann so, daß beim ausrechnen der Leistung (P ist ja U * I) in dem Moment, wo die Spannung den Maximalwert erreicht hat, die Stromstärke minimal ist. (das wären dann 90° Phasenverschiebung, und eine Leistung von 0 wenn ich mich nicht irre) Es gibt dann bereiche, wo U negativ ist, I aber nicht, und umgekehrt. Will man dann eine Durchschnittsleistung angeben, so ist diese null. Allerdings - Ich hab das im Physik-"LK" in Baden Württemberg nicht gemacht, erst jetzt beim Studium. Wobei es als Wahlfach durchaus dran kommen kann.

Ist halt lustig im ersten Moment: Das Fließen 4 A und da soll keine Leistung verbraten werden? Aha...?

[LordMordred]

Jup, hab ich ihm doch gesagt, gleich im ersten Satz das er es richtig nachvollzogen hat

Das mit deiner Scheinleistung, verwirr doch den armen Mann nicht so, da bekommt doch jeder nicht E-techniker Angst . So bekommen wir im E-technikbereich nie einen vernünftigen Nachwuchs
Und ich weiß das die Theorie das besagt, aber ich würde trotzdem nicht hinlangen, denn es funktioniert, wenn ich mich jetzt recht entsinne
a) nur bei idealen Bauteilen.
b) nur bei Sinusfunktionen, und schon mal ins Netz geschaut

[EEBKiller]

Zitat von Chriss

daß durch die Spule Primärseitig bei 230V 4A Fließen - aber so gut wie keine Leistung umgesetzt wird.

Dann hasst du aber ein ganz schlechtes Messgerät, welches mit Blindleistung nicht anfangen kann (eben das rein kapazitive oder induktive) Man sollte im Wechelspannungsnetz nie versuchen, Wirkleistung zu messen (was du ja in dem Fall tust) da du (bei Idealen Bauteilen ) bei nem cos φ von 0 ja keine Wirkleistung hast, aber eben trotzdem Strom fließt.

Zitat von Chriss

Ist halt lustig im ersten Moment: Das Fließen 4 A und da soll keine Leistung verbraten werden? Aha...?

Häng den Trafo an Gleichspannung (nicht zuviel ! ) und du verbrätst sekundärseitig tatsächlich nichts, aber Primärseitig fließen 4A

[Shady]

Boh ich hasse Physik ...


Aber falls wer nen Trafo braucht ... ich mach faire Preise

[screamISback]

Weißt du jetzt genau wie das mit dem Transformator funktioniert??

Wir haben jetzt die selbe Aufgabe in Physik... und ich versteh das überhaubt nicht

[ccdx21]

Jetzt mal für dummies.

Wenn doch bei Transformieren von einer grossen Spannung auf eine kleine Spannung, der Storm auf der Sekundärseite ansteigt und wir ideale Bauteile haben, ist da der Wirkungsgrad nicht einfach gleich 1 ?

Schön das man hier nur eine Gleichung herleiten soll aber abgesehen davon ist die Aufgabe doch eher so... naja.


Wenn Physik warum nicht sowas?

Für eine Walzstraße soll Kupfer, das bereits auf 30°C abgekühlt ist, wieder erwärmtwerden.

a) Auf welche Temperatur kann eine Tonne Kupfer mit 18 kWh erwärmt werden?
b) Welche Leistung muss der elektrische Ofen haben, wenn das Kupfer 4 Minuten erwärmt werden soll?

C= 0,39 kj / kg * K

Und wehe es verhaut sich wer mit Kelvin und Celsius