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Versuchsdurchführung
a) Leerlauf
Spannungsübersetzung:
\(\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}\)
- Zuerst wird über einen Mittelabgriff n1=250, n2=5 gewählt; die Sekundärspannung beträgt dann 2V
- Es wird n1=500, n2=5 gewählt; die Sekundärspannung beträgt nun 1V
- Es wird n1=500, n2=4,3,2,1 gewählt; die Sekundärspannung beträgt dann 0,8V; 0,6V; 0,4V; 0,2V
Die Phasenverschiebung zwischen der Primär- und Sekundärspannung beträgt im Leerlauf 180° und kann mit einem Oszilloskop vorgeführt werden:
\(I_1=I\cdot e^{i\omega t}\)
\(U_1=Z\cdot I_1=I\cdot e^{i\omega t}\cdot i\omega L=I\cdot e^{i\omega t}e^{i\frac{\pi}{2}}=I\cdot e^{i\left(\omega t+\frac{\pi}{2}\right )}\)
\(U_2\propto -\dot{B} \propto -ie^{i\omega t}=\omega e^{i\omega t}e^{-i\frac{\pi}{2}}=\omega e^{i\left(\omega t+\frac{\pi}{2}\right )}\)
b) Kurzschluss
Stromübersetzung:
\(\frac{I_1}{I_2}=\frac{n_2}{n_1}\)
Der Sekundärstrom I2 wird auf 6A eingestellt. Auf der Primärseite fließt dann ein Strom I1 von 0,14A
\(\frac{n_2}{n_1}=\frac{5}{500}=10^{-2}\)
Aber
\(\frac{I_1}{I_2}=\frac{0,14A}{6A}=2,3\cdot 10^{-2}\)
Die Diskrepanz erklärt sich aus Wärmeverlusten in den Kupferwindungen und im Eisenkern.
c) Belastung mit einem variablen Widerstand
Es wird hier die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung für den Trafo im Leerlauf (Schalter geöffnet) oder mit Belastung mithilfe eines Oszilloskops gezeigt.
Hier wird anstelle eines Regeltrafos zur Spannungsversorgung ein Funktionsgenerator mit zusätzlichen Verstärker verwendet, da die Sinus-Form der Spannung am Regeltrafo bereits stark verzerrt ist.
d) Belastung mit einer Glühlampe (40W/220V~)
Für verschiedene Schalterstellungen und Transformator-Typen ergibt sich folgende Tabelle für die Konfigurationen:
