Wie funktioniert ein Stromwandler?

Summary

In diesem Video wird das grundlegende Funktionsprinzip eines induktiven Stromwandlers erklärt. Der Prozess beruht auf elektromagnetischer Induktion, bei der ein wechselnder Magnetfluss in einer Spule eine Spannung induziert. Ein ferromagnetischer Kern konzentriert das Magnetfeld und ermöglicht die Umwandlung von großen Primärströmen in kleinere, standardisierte Sekundärströme. Diese Transformation wird durch die Anzahl der Windungen in der Primär- und Sekundärwicklung beeinflusst. Stromwandler sind essenziell in der Energieversorgung, besonders zur Messung und Regelung in dreiphasigen Stromsystemen.

Takeaways

• 😀 Der Induktive Stromwandler dient der Transformation von großen Primärströmen in kleinere, standardisierte Sekundärströme.
• 😀 Elektromagnetische Induktion ist das grundlegende physikalische Prinzip der Stromwandlung.
• 😀 Durch ein pulsierendes magnetisches Wechselfeld wird eine elektromotorische Kraft (EMK) erzeugt, die eine Spannung in einer Sekundärwicklung induziert.
• 😀 Wechselstrom, der durch eine Spule fließt, erzeugt ein magnetisches Feld, dessen Richtung sich mit der Stromrichtung ändert.
• 😀 Der Einsatz eines ferromagnetischen Werkstoffs (z.B. Eisenkern) bündelt das magnetische Feld und verstärkt die Magnetflussänderung.
• 😀 Ein magnetischer Fluss, der sich periodisch ändert, induziert eine Spannung in einer Sekundärwicklung, die wiederum einen Sekundärstrom erzeugt.
• 😀 Der Strom und das magnetische Feld des Eisenkerns wirken einander entgegen, um die Stromtransformation zu regulieren.
• 😀 Bei gleichen Windungszahlen auf der Primär- und Sekundärseite fließen gleich große Ströme.
• 😀 Das Verhältnis von Primär- und Sekundärwindungen bestimmt das Verhältnis der Ströme auf beiden Seiten des Wandlers.
• 😀 In der Energieversorgung werden Induktive Stromwandler verwendet, um die drei Phasen eines Stromsystems zu messen und zu kontrollieren.

Q & A

Was ist das grundlegende Funktionsprinzip eines induktiven Stromwandlers?

Das grundlegende Funktionsprinzip eines induktiven Stromwandlers basiert auf elektromagnetischer Induktion, bei der ein pulsierendes magnetisches Wechselfeld innerhalb einer Leiterschleife eine elektromotorische Kraft oder Spannung induziert.

Wie wird ein magnetisches Wechselfeld erzeugt?

Ein magnetisches Wechselfeld wird durch das Anlegen einer Wechselspannung oder das Einspeisen eines Wechselstroms in eine Spule erzeugt. Der durch den Leiter fließende Wechselstrom erzeugt ein radikales Magnetfeld entlang des Leiters.

Wie verändert sich das Magnetfeld der Spule?

Das Magnetfeld der Spule verändert periodisch seine Richtung aufgrund des Wechselstroms, der durch den Leiter fließt.

Welche Rolle spielt der Eisenkern im Stromwandler?

Der Eisenkern bündelt das magnetische Feld der Spule und verstärkt den magnetischen Fluss, wodurch eine stärkere Induktion und damit eine größere Spannung in der sekundären Wicklung erzeugt wird.

Wie wird die Spannung in der sekundären Wicklung induziert?

Der sich periodisch ändernde magnetische Fluss, der durch den Eisenkern geleitet wird, induziert eine Spannung in der sekundären Wicklung, die einen sekundär fließenden Wechselstrom antreibt.

Wie hängt der magnetische Fluss mit dem resultierenden Strom zusammen?

Der magnetische Fluss des Eisenkerns wirkt dem magnetischen Fluss des sekundär fließenden Stroms entgegen, was zu einem Gleichgewicht zwischen den Strömen in der primären und sekundären Wicklung führt.

Was passiert, wenn die Bindungszahl der primären Wicklung verändert wird?

Wenn die Bindungszahl der primären Wicklung erhöht wird, vergrößert sich auch der sekundär fließende Strom. Wenn sie verringert wird, sinkt auch der resultierende Strom in der sekundären Wicklung.

Wie hängt die Anzahl der Windungen in der primären und sekundären Wicklung mit dem Strom zusammen?

Das Verhältnis der Windungszahlen in der primären (mp) und sekundären Wicklung (ns) bestimmt das Verhältnis der primären und sekundären Ströme. Eine höhere Windungszahl auf der primären Seite führt zu einem höheren sekundären Strom.

Warum ist das Verhältnis zwischen den Primär- und Sekundärströmen für den Stromwandler wichtig?

Das Verhältnis zwischen den Primär- und Sekundärströmen ist wichtig, um große normierte Primärströme in kleinere, standardisierte Sekundärströme umzuwandeln, die dann für die Mess- und Schutzsysteme in der Energieversorgung verwendet werden können.

Wie wird der Strom in einem dreiphasigen Stromsystem gemessen?

In einem dreiphasigen Stromsystem wird für jede Phase ein individueller Stromwandler eingesetzt, um den Strom zu messen und zu überwachen.