Transformator ohne Verluste

[dominik91]

Hi,

Ich habe hier eine Klausuraufgabe und ich komme nicht auf die Lösung.

Gegeben ist ein Trafo ohne Verluste (Bild im Anhang).

U1 eff = 106V
U2 eff = 354 V
B max = 0,4 T
Permebealität = 2000

a) Berechne die Windungszahl n1 der Primärwicklung damit es die maximale Flussdichte erreicht
b) Der Trafo ist nun im Leerlauf mit einer sinusförmigen Spannung mit f=50kHz. Zeichne das Ersatzschaltbild und berechne die enthaltenen Elemente.
c)Zeichnen Sie den Primärstrom und dessen Spitzwert.
d) Der Trafo wird sekundärseitig mit 600 Ohm belastet. Berechnen Sie den Primärstrom zu den in der Tabelle aufgeführten Zeitpunkten und zeichnen Sie mit diesen Werten den zeitlichen Verlauf des Primärstromes (1A=2cm).


Meine Ansätze:

a) Ich habe im Internet folgende Formel gefunden:
Ueff = Wurzel2 * Pi * Bmax * Afe * N
Mit Werten aus der Aufgabe wäre das
106V = Wurzel2 * Pi * 0,4T * (15*8)mm * N
Wenn ich nach N umstelle erhalte ich den Wert 497 für die Anzahl der Wicklungen auf der Primärseite.

b) Im ESB eines Trafos hat man U1, jXh und Rfe.
Rfe müsste wegfallen, denn man hat keine Verluste(?).
Leider weiß ich nicht wie ich ohne den Strom zu kennen die Werte für die Bauteile herausfinden soll.

Bei c) und d) fehlt mir jeglicher Ansatz.


Ich hoffe jemand kann mir helfen.

Gruß
Dominik


Edit: Leider konnte ich den Link mit den Skizzen nicht mit den Codes einfügen, deswegen füge ich ihn einfach normal ein:
http://s14.directupload.net/file/d/3357 ... wn_png.htm

 

[goon]

zu b) du kennst aber die Flussdichte und die Geometrie des Trafos


B=(I*N)/A

 

[dominik91]

Hi goon,

Worauf bezieht sich denn das A in der Formel, auf den Querschnitt des Eisenkerns?

Dann wäre das ja (vorausgesetzt mein N ist richtig):

(0,4T / 497) * (15*8)mm = I = 9,65x10^-5 A

Habe ich etwas falsch gemacht, weil der Wert kann doch nicht stimmen?

 

[patois]

.
Vielleicht mal über die Größeneinheit des Querschnitts des Eisenkerns nachdenken?

 

[dominik91]

Die Größenordnung habe ich bedacht.

Ich habe sowohl bei a) als auch bei b) (15*8)*10^-3 m gerechnet. Das hätte ich vielleicht hinschreiben müssen.

Sind die Rechnungen denn Richtig, weil der wert ist doch sehr klein?

Wenn ich mit meiner Annahme richtig liege dass Rfe wegfällt weil man keine Verluste hat dann würde das ESB im Leerlauf doch folgendermaßen aussehen, nur ohne Rfe:
http://www.stefan-schenke.de/joomla/ima ... afo_ll.jpg

L wäre dann mit dem Ohmschen Gesetz auszurechnen.

L = U/I = 106V / 9,65*10^-3A = 10984 Ohm

jL = 10984Ohm e^j90

Meine Rechnung kann doch hinten und vorne nicht stimmen

 

[patois]

:!:

Ist dir schon aufgefallen, dass du bisher die Frequenz vollkommen aus dem Spiel gelassen hast?

L ist kein Widerstand, sondern die Induktivität.

Hingegen Widerstand XL ist gleich ω * L,

voilà, da kommt auch die Frequenz ins Spiel, denn ω = 2 * π * f
.

 

[dominik91]

Also habe ich mit U/I = 10984Ohm xL ausgerechnet?

Dann wäre also

L = xL / 2*n*f = 10984 / 2*497*50*10^3 = 2,21*10^-4 H


EDIT:
Du meintest 2*Pi*f oder?

L = xL / 2*Pi*f = 0,035 H

 

[patois]

.
Momentan sieht es leider so aus, als ob dein Ansatz für a) einen Fehler enthalten würde.

Hauptverdächtiger ist die Formel, die du im Internet gefunden hast.

Deshalb hier ein LINK zu einer Seite mit der Formel, wie sie meines Erachtens lauten sollte:

www.hgaechter.ch/elmaschinen/trafo/trafoprinzip.htm

(in der von dir für den Ansatz zu a) notierten Formel fehlt das "f", also die Frequenz.)
.