Transformatoren und elektrische Energie – Probleme und Lösungen
1. Die Primärspule eines idealen Transformators ist mit einer Spannungsquelle verbunden und die Sekundärspule ist mit der Lampe verbunden, wie unten dargestellt.
A. Die Lampe wird dunkler, wenn die primären Schleifen reduziert werden.
B. Die Lampe wird heller, wenn die Anzahl der Sekundärschleifen erhöht wird.
C. Die Lampe wird dunkler, wenn die Primärspannung erhöht wird.
D. Die Lampe wird leichter, wenn die Primärschleifen reduziert werden.
E. Das Licht bleibt gleich, wenn die Schleifen geändert werden.
Lösung
Die Änderung der Windungszahl beeinflusst lediglich den Transformatortyp . Wird die Anzahl der Windungen auf der Primärseite reduziert, sodass die Anzahl der Windungen auf der Sekundärseite zunimmt, entsteht ein Aufwärtstransformator, der die Spannung erhöht. Umgekehrt wird ein Abwärtstransformator, der die Spannung verringert, wenn die Windungen auf der Sekundärseite gekoppelt werden.
Beachten Sie, dass bei steigender Spannung die Stromstärke abnimmt, sodass die elektrische Leistung konstant bleibt (P = U × I). Elektrische Leistung ist die Änderung der elektrischen Energie in einem bestimmten Zeitintervall. Wenn die Eingangsleistung der Ausgangsleistung entspricht, ist auch die verbrauchte Energiemenge gleich.
Helles oder schwaches Licht hängt davon ab, wie viel elektrische Energie in Lichtenergie umgewandelt wird. Je mehr elektrische Energie in Lichtenergie umgewandelt wird, desto heller ist das Licht; je weniger elektrische Energie umgewandelt wird, desto schwächer ist das Licht. Da die elektrische Leistung konstant ist, bleibt auch die elektrische Energie konstant, und somit ist auch die Lichtstärke gleich.
Die richtige Antwort ist E.
2. Die Abbildung unten zeigt den idealen Transformator. Die Primärspule ist an eine Spannungsquelle und die Sekundärspule an eine Lampe (L) angeschlossen. Der Zustand der Lampe ist dann…
A. Normale Helligkeit bei Änderung der primären Schleifen
B. Dimmbar bei steigender Primärspannung
C. Heller, wenn die sekundären Schleifen verstärkt werden
D. Verdunkelt sich, wenn die Sekundärschleifen verstärkt werden
E. Heller, wenn die primären Schleifen reduziert werden.
Lösung:
Eingangsleistung = P = VI = (200 Volt)(2 Ampere) = 400 Watt = Ausgangsleistung
Der Transformator reduziert lediglich die Spannung, nicht aber die elektrische Leistung. Die elektrische Leistung bleibt konstant; daher steigt der Strom, wenn die Spannung sinkt (P = U × I). Die zugeführte elektrische Leistung entspricht der abgegebenen Leistung, sodass die in einem bestimmten Zeitintervall verbrauchte elektrische Energie ebenfalls gleich bleibt. Somit ist die Lichtstärke normal bzw. unverändert.
Die richtige Antwort ist A.
3.
Die Sekundärspule ist mit einer Glühbirne verbunden, die Primärspule mit einer Spannungsquelle. Die Glühbirne leuchtet auf...
A. heller, wenn die Anzahl der primären Schleifen erhöht wird
B. heller, wenn die Anzahl der sekundären Schleifen erhöht wird
C. heller, wenn die Anzahl der Sekundärschleifen gleich der Anzahl der Primärschleifen ist.
D. wird gedimmt, wenn die Primärspannung erhöht wird
E. wird gedimmt, wenn die Primärspannung und die Anzahl der Sekundärschleifen erhöht werden
Lösung
Es gibt keine richtige Antwort.
