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Aufgabe

Schweißtransformator

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Andreas Berner [Public domain], vom Wikimedia Commons
Schweißtransformator

Zum elektrischen Schweißen (vgl. Elektroschweißen) werde eine Stromstärke von \(100{\rm{A}}\) benötigt.

a)Erläutere, warum man mit der Schweißanordnung (Werkstück; Schweißelektrode) nicht direkt an die Steckdose unseres Haushaltsnetzes gehen kann.

b)Auf der Sekundärseite eines Schweißtransformators soll die Spannung \({23{\rm{V}}}\) betragen. Das Haushaltsnetz sei mit \(16{\rm{A}}\) abgesichert.

Untersuche, ob es unter den genannten Bedingungen möglich ist, aus dem Transformator \(100{\rm{A}}\) zu entnehmen, wenn der Wirkungsgrad des Transformators \(90\% \) beträgt.

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a)In der Regel ist das Haushaltsnetz mit \(16{\rm{A}}\) abgesichert. Die Sicherung würde den Stromkreis sofort abschalten.

b)Für den Wirkungsgrad \(\eta \) des Transformators gilt\[\eta  = \frac{{{P_{\rm{S}}}}}{{{P_{\rm{P}}}}}\]Mit dieser Beziehung kann man den notwendigen Primärstrom ausrechnen:\[\eta  = \frac{{{P_{\rm{S}}}}}{{{P_{\rm{P}}}}} \Leftrightarrow {P_{\rm{P}}} = \frac{{{P_{\rm{S}}}}}{\eta } \Leftrightarrow {U_{\rm{P}}} \cdot {I_{\rm{P}}} = \frac{{{U_{\rm{S}}} \cdot {I_{\rm{S}}}}}{\eta } \Leftrightarrow {I_{\rm{P}}} = \frac{{{U_{\rm{S}}} \cdot {I_{\rm{S}}}}}{{\eta  \cdot {U_{\rm{P}}}}}\]Einsetzen der gegebenen Werte liefert\[{I_{\rm{P}}} = \frac{{23{\rm{V}} \cdot 100{\rm{A}}}}{{0,90 \cdot 230{\rm{V}}}} = 11{\rm{A}}\]Da das Haushaltsnetz mit \(16{\rm{A}}\) abgesichert ist, kann man den Schweißtransformator unter den gegebenen Bedingungen betreiben.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Transformator - Fernübertragung