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Aufbau und Wirkungsweise eines Transformators I
Zum Betrieb von elektrischen Spielgeräten wie einer Modellbahn oder von Klingel und Türgong benötigt man
ungefährliche Spannungen von etwa 10 V bis 20 V. Als Spannungsquelle verwendet man keine Batterien,
sondern man setzt einen Transformator („Trafo“) ein. Der Trafo formt die Netzspannung von 230 V in eine
Nieder-Wechselspannung um. Ein Transformator besteht aus zwei Spulen, die nicht miteinander verbunden
sind, aber auf einen gemeinsamen, geschlossenen Eisenkern gewickelt wurden. Die Quelle, die die Ausgangsspannung liefert, wird mit der sogenannten „Primärspule“ verbunden. An den Anschlüssen der
„Sekundärspule“ kann die transformierte Spannung abgegriffen werden.
1. Ergänze in der Schaltskizze im Primärstromkreis
die Wechselspannungsquelle und im Sekundärstromkreis eine Glühlampe. Zeichne außerdem
Messgeräte für die Eingangsspannung U1 und für
die transformierte Spannung U2 ein!
2. Beschreibe möglichst genau das Magnetfeld, das in der Primärspule erzeugt wird.
Im Inneren der Spule entsteht ein Magnetfeld mit achsenparallelen Feldlinien. Die Stärke des Feldes ändert
sich periodisch mit der Wechselspannung: Sie steigt bis zum Maximalwert an, sinkt auf Null ab, steigt mit
umgekehrter Magnetfeldrichtung wieder bis zum Maximum an und sinkt erneut auf Null.
3. Welche Wirkung hat der geschlossene Eisenkern auf das Magnetfeld?
a) Er verstärkt das Magnetfeld.
b) Er „führt“ das Feld durch die Sekundärspule.
4. Was bewirkt das Magnetfeld in der Sekundärspule?
Da das Magnetfeld der Sekundärspule durchsetzt und sich periodisch ändert (sowohl hinsichtlich seiner
Stärke als auch hinsichtlich seiner Richtung), entsteht eine Induktionsspannung, die an den Spulenenden
abgegriffen werden kann.
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© Als Kopiervorlage freigegeben. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2008