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Übungsaufgaben
Dreißig Übungen, fortlaufend nummeriert: Aufgaben zum Klicken, Ziehen und Knobeln wechseln sich mit Rechen- und Eingabeaufgaben ab. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps.
A1
Modelltransformator einstellen
AFB IIm Schulversuch werden Steckspulen auf einen Eisenkern gesetzt. Stelle die drei verlangten Transformatoren am Modell dar, indem du die Windungszahlen einstellst.
Stelle mit den Tasten unter den Spulen die Windungszahlen ein — oder ziehe auf einer Spule nach oben bzw. unten. Mit der Tastatur: Tab zur Windungszahl, ↑/↓ ein Schritt, Bild↑/Bild↓ ein großer Schritt, Enter prüft.
Primärspule n₁
Sekundärspule n₂
Jedes Mal zählt nur das Verhältnis: 15 V : 6 V = 2,5, also n₂ = 2,5 · 600 = 1500; 3 V : 12 V = ¼, also n₁ = 4 · 150 = 600; 9,2 V : 230 V = 0,04, also z. B. n₁ = 250 und n₂ = 10 oder n₁ = 1000 und n₂ = 40.
Teile die gewünschte Spannung durch die vorhandene – dieses Verhältnis muss auch n₂ : n₁ haben.
Auftrag 1: n₂ = 2,5 · 600; Auftrag 2: n₁ = 4 · 150; Auftrag 3: n₂ muss 4 % von n₁ sein, z. B. 40 von 1000.
A2
Hoch, herunter oder gar nichts?
AFB IIMixDeute jede Situation: Wird die Spannung hochtransformiert, heruntertransformiert oder entsteht nach dem Einschalten gar keine Sekundärspannung?
Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
| Situation | U₂ größer als U₁ | U₂ kleiner als U₁ | U₂ = 0 V |
|---|---|---|---|
| n₁ = 250, n₂ = 5000, an Wechselspannung | |||
| n₁ = 2000, n₂ = 100, an der Steckdose | |||
| n₁ = 100, n₂ = 2000, dauerhaft an einer 9-V-Blockbatterie | |||
| n₁ = 800, n₂ = 1200, an einem Fahrraddynamo | |||
| n₁ = 600, n₂ = 300, hinter einem Netzteil mit Brückengleichrichter und Glättungskondensator |
Ein Dynamo ist ein Generator und liefert Wechselspannung. Hinter dem Glättungskondensator liegt dagegen (fast) konstante Gleichspannung – dort nützt auch das schönste Windungsverhältnis nichts.
Frage zuerst: Ändert sich der magnetische Fluss ständig? Erst dann zählt das Windungsverhältnis.
Batterie und geglättetes Netzteil liefern Gleichspannung, der Dynamo Wechselspannung.
A3
Blitzrechnung
AFB IEin Klingeltransformator macht aus U₁ = 230 V eine Spannung von U₂ = 8,0 V. Die Primärspule hat n₁ = 1150 Windungen. Berechne die Windungszahl der Sekundärspule.
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
n₂ = n₁ · U₂/U₁ = 1150 · 8/230 = 40 Windungen. Kopfrechen-Trick: 230 V : 8 V ist rund 28,75 — durch genau diesen Faktor muss man auch 1150 teilen.
Setze die Transformatorgleichung U₁ : U₂ = n₁ : n₂ an und stelle nach n₂ um.
n₂ = n₁ · U₂ : U₁ = 1150 · 8,0 V : 230 V – rechne zuerst 1150 : 230.