Gegenseitige Induktivität

Bringt man zwei Drahtspulen so nah aneinander, dass sich das Magnetfeld der einen mit der anderen verbindet, so entsteht in der zweiten Spule eine Spannung. Dies nennt man Gegeninduktivität :Wenn eine Spannung an einer Spule angelegt wird, induziert eine Spannung in einer anderen.

Ein Gerät, das speziell entwickelt wurde, um den Effekt der Gegeninduktivität zwischen zwei oder mehr Spulen zu erzeugen, wird als Transformator bezeichnet .

Das oben abgebildete Gerät ist eine Art Transformator mit zwei konzentrischen Drahtspulen. Es ist eigentlich als Präzisionsstandardgerät für Gegeninduktivität gedacht, aber um das Wesen eines Transformators zu veranschaulichen, reicht es aus.

Die beiden Drahtspulen sind farblich voneinander zu unterscheiden:Der größte Teil der Rohrlänge ist mit grünisoliertem Draht (erste Spule) umwickelt, während die zweite Spule (Draht mit bronzefarbener Isolierung) in der Mitte der Röhre steht Länge. Die Aderenden laufen nach unten zu den Anschlussklemmen an der Geräteunterseite. Die meisten Transformatoren werden nicht so gebaut, dass ihre Drahtspulen so freigelegt sind.

Weil magnetisch induzierte Spannung nur auftritt, wenn sich der magnetische Feldfluss ändert in Bezug auf den Draht kann eine Gegeninduktivität zwischen zwei Spulen nur bei Wechselspannung (wechselnd – Wechselspannung) auftreten und nicht bei Gleichspannung (konstanter – Gleichspannung).

Die einzige Anwendung für Gegeninduktivität in einem DC-System besteht darin, dass einige Mittel zum Ein- und Ausschalten der Spule verfügbar sind (wodurch ein Pulsen entsteht Gleichspannung), die bei jedem Impuls induzierten Spannungsspitzen.

Eine sehr nützliche Eigenschaft von Transformatoren ist die Fähigkeit, Spannungs- und Strompegel entsprechend dem Verhältnis von Eingangs- und Ausgangsspulenwindungen zu transformieren. Wenn die erregte Spule eines Transformators durch eine Wechselspannung gespeist wird, ist der Betrag der in der nicht mit Energie versorgten Spule induzierten Wechselspannung gleich der Eingangsspannung multipliziert mit dem Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangsdrahtwindungen in den Spulen. Umgekehrt folgt der Strom durch die Wicklungen der Ausgangsspule im Vergleich zur Eingangsspule dem umgekehrten Verhältnis:Wenn die Spannung von der Eingangsspule zur Ausgangsspule erhöht wird, wird der Strom im gleichen Verhältnis verringert.

Diese Wirkung des Transformators ist analog zu der von mechanischen Getrieben, Riemenscheiben oder Kettenradübersetzungen:

Ein Transformator, der mehr Spannung ausgibt, als er über seine Eingangsspule empfängt, wird als "Aufwärtstransformator" bezeichnet, während ein Transformator, der das Gegenteil bewirkt, als "Abwärtstransformator" bezeichnet wird. Der Strom durch jede jeweilige Spule folgt natürlich genau dem umgekehrten Verhältnis.

RÜCKBLICK:

• Bei der Gegeninduktivität induziert das von einer Drahtspule erzeugte Magnetfeld Spannung in einer benachbarten Drahtspule.
• Ein Transformator ist ein Gerät, das aus zwei oder mehr Spulen in unmittelbarer Nähe zueinander aufgebaut ist, mit dem ausdrücklichen Zweck, eine gegenseitige Induktivität zwischen den Spulen zu schaffen.
• Transformatoren funktionieren nur mit Änderung Spannungen, keine Dauerspannungen. Daher können sie als Wechselstromgerät und nicht als Gleichstromgerät klassifiziert werden.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Arbeitsblatt für Step-up-, Step-down- und Isolationstransformatoren
• Arbeitsblatt zur gegenseitigen Induktivität