7Aufgaben

Aufgabe 1:

In einem Schaltschrank (siehe Abb. A-1) soll mit einem geeigneten Messgerät die Wechselstromstärke in elektrischen Leitern gemessen werden. Die einzelnen Stromkreise sind mit jeweils 16 A abgesichert.

Welche Art von Transformator ist wahrscheinlich im Messgerät verbaut?

Abb. A-1 : Bestückter Schaltschrank — **Abb. A-1**: Bestückter Schaltschrank

Zum Schutz vor hohen Spannungen und Strömen sind in derartigen Messgeräten Trenntransformatoren verbaut. Diese bieten eine zusätzliche Isolierung und schützen die messende Person, da sie den zu messenden Stromkreis vom Messgerät trennen.
Um hohe, teils lebensgefährliche Stromstärken messen zu können, werden in sogenannten Stromzangen Messtransformatoren (auch Messwandler genannt) eingesetzt. Diese reduzieren die zu messende Stromstärke auf einen Wert, welcher für die Messelektronik optimal ist. Die Stromkreise müssen zudem für die Messung nicht getrennt werden.
Hohe Spannungen und hohe Ströme bedeuten hohe Leistungen. Es werden folglich in den Messgeräten sogenannte Leistungstransformatoren eingesetzt.

Aufgabe 2:

In einem AKW (Atomkraftwerk) wird elektrische Energie in großer Menge erzeugt,

siehe die Darstellung in Abb. A-2

Diese soll über eine oberirdisch geführte Überlandleitung über eine längere Strecke möglichst verlustfrei geführt und übertragen werden.

Welche Art von Transformator vor der Übertragungsstrecke ist hierfür geeignet?

Abb. A-2 : Schematische Darstellung Energieerzeugung und Energieübertragung — **Abb. A-2**: Schematische Darstellung Energieerzeugung und Energieübertragung

Zur Aufbereitung für die Übertragung muß ein Leistungstransformator eingesetzt werden. Insbesondere solche, welche sekundärseitig hohe Ströme erzeugen. Schließlich muß eine hohe Menge an Energie übertragen werden.
Zur Aufbereitung für die Übertragung muß ein Leistungstransformator eingesetzt werden. Insbesondere solche, welche sekundärseitig hohe Spannungen erzeugen. Nur damit ist eine Übertragung möglichst verlustarm möglich.

Aufgabe 3:

Transformatoren werden in vielfältiger Art und Weise auch in der industriellen Produktion eingesetzt. In der Metallverarbeitung, z.B. in der Autoindustrie, ist elektrisches Schweißen siehe Abb. A-3 (oft auch Widerstandsschweißen genannt), eine übliche Methode um Metalle fest und dauerhaft miteinander zu verbinden.

In Schweißgeräten sind Transformatoren verbaut. Welcher grundsätzlichen Art sind diese?

Hochspannungs- oder Hochstromtransformatoren?

Abb. A-3: Elektrisches Schweißen — **Abb. A-3:** Elektrisches Schweißen

Es muß zwischen den Metallen ein Lichtbogen entstehen. Dies ist nur bei entsprechender Spannung möglich. In Schweißgeräten werden deshalb Hochspannungstransformatoren verbaut.
Es muß zwischen den Metallen ein Lichtbogen entstehen. Dies ist nur bei entsprechender Hitze und damit Stromstärke möglich. In Schweißgeräten werden deshalb Hochstromtransformatoren verbaut.

Aufgabe 4:

Quellen:

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Bilder in Eigenkonstruktion

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