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volker Torgau

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29.06.2014,
08:29
 

Frequenzabhängigkeit Trafo (Elektronik)

Induktionsherde funktionieren mit Frequenzen um 30 kHz. Durch die schnelle Ummagnetisierung des ferromagnetischen Bodens kommt es zur Erwärmung. Schaltnetzteile oder das Ladegerät der Zahnbürste arbeiten mit ähnlichen Frequenzen. Wer kann dies genauer erklären. Und gilt die allgememeine Trafoformel nur bis 50 Hz?

Offroad GTI(R)

29.06.2014,
08:45

@ volker Torgau

Frequenzabhängigkeit Trafo

» Schaltnetzteile oder das Ladegerät der Zahnbürste arbeiten mit ähnlichen
» Frequenzen.
"Ähnlich" kann ja alles oder nichts heißen...

» Wer kann dies genauer erklären.
Bis jetzt habe ich noch keine Frage gesehen.
Schaltnetzteile arbeiten mit (sehr) großen Schaltfrequenzen, weil dann die Transformatoren (sehr) klein werden können und dennoch die gleiche Leistung übertragen können, wie ein 50Hz Netztrafo.

» Und gilt die allgememeine
» Trafoformel nur bis 50 Hz?
Wenn du mit allgemeine Trafoformel U1/U2=n1/n2 meinst, dann ja.

Volker Torgau

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29.06.2014,
09:46

@ Offroad GTI

Frequenzabhängigkeit Trafo

Ich benötige eine Erklärung oder Formel für den Trafo, wo die Frequenz enthalten ist. Wo sind die 50 Hz für die allgemeine Trafogleichung festgelegt. Wie sieht es bei kleineren Frequenzen aus.

schaerer(R)

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Kanton Zürich (Schweiz),
29.06.2014,
09:49

@ volker Torgau

Frequenzabhängigkeit Trafo

» Induktionsherde funktionieren mit Frequenzen um 30 kHz. Durch die schnelle
» Ummagnetisierung des ferromagnetischen Bodens kommt es zur Erwärmung.

Ist das denn wirklich so?

Ist der Boden nicht einfach nur eine Kurzschlusswindung durch die ein relativ hoher Sekundärstrom fliesst und die Erwärmung erfolgt bedingt durch den Verlust, verursacht durch ohm'schen Widerstands-Anteil des Metallboden?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Volker Torgau

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29.06.2014,
10:00

@ schaerer

Frequenzabhängigkeit Trafo

» » Induktionsherde funktionieren mit Frequenzen um 30 kHz. Durch die
» schnelle
» » Ummagnetisierung des ferromagnetischen Bodens kommt es zur Erwärmung.
»
» Ist das denn wirklich so?
»
» Ist der Boden nicht einfach nur eine Kurzschlusswindung durch die ein
» relativ hoher Sekundärstrom fliesst und die Erwärmung erfolgt bedingt durch
» den Verlust, verursacht durch ohm'schen Widerstands-Anteil des Metallboden?
Stimmt schon die Ummagnetisierung macht 30 %, die anderen 70 % sind durch die Widerstandserwärmung. Ich habe dazu mal ein Arbeitsblatt erstellt. Da war ich vorhin oberflächlich.

Offroad GTI(R)

29.06.2014,
10:32

@ Volker Torgau

Frequenzabhängigkeit Trafo

» Ich benötige eine Erklärung oder Formel für den Trafo
Welchen /den/ Trafo?

» Wo sind die 50 Hz für die allgemeine Trafogleichung
» festgelegt.
Nirgends, sonst wäre sie ja nicht allgemeingülig. Oder hast du schon mal beim ohmschen Gesetz eine Angabe der Frequenz gefunden ;-)

schaerer(R)

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Kanton Zürich (Schweiz),
29.06.2014,
11:01

@ Volker Torgau

Frequenzabhängigkeit Trafo

» » » Induktionsherde funktionieren mit Frequenzen um 30 kHz. Durch die
» » schnelle
» » » Ummagnetisierung des ferromagnetischen Bodens kommt es zur Erwärmung.
» »
» » Ist das denn wirklich so?
» »
» » Ist der Boden nicht einfach nur eine Kurzschlusswindung durch die ein
» » relativ hoher Sekundärstrom fliesst und die Erwärmung erfolgt bedingt
» durch
» » den Verlust, verursacht durch ohm'schen Widerstands-Anteil des
» Metallboden?

» Stimmt schon die Ummagnetisierung macht 30 %, die anderen 70 % sind durch
» die Widerstandserwärmung. Ich habe dazu mal ein Arbeitsblatt erstellt. Da
» war ich vorhin oberflächlich.

Ist doch prima so. Jetzt weiss ich Bescheid.

Was mich dabei noch interessiert, falls Du das gerade weist:

Frage 1: Schaltet sich der Generator aus, wenn keine Pfanne auf dem Herd ist?

Wenn das nicht der Fall ist, ist nämlich das magnetische Wechselfeld recht stark, das abgestrahlt wird. Schliesslich muss eine volle Pfanne möglichst schnell kochheiss werden...

Frage 2: Wie hoch ist die relative (prozentuale) Streuleistung des magnetischen Wechselfeldes in die Umgebung, wenn die Pfanne Herd-Kontakt hat?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Volker Torgau

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29.06.2014,
11:34

@ schaerer

Frequenzabhängigkeit Trafo

Ja der Topfsensor ist zum Abschalten da. Man stellt es zwar als nützliche Einrichtung dar. Es ist aber sogar vorgeschrieben, damit das Feld nicht abgestrahlt wird. Ich vermute auch, dass der ferromagnetische Topfboden zur Feldreduzierung vorgeschrieben ist. Infos findet man hier:
http://www.hea.de/service/fachwissen/elektroherde/kochstellen/kochzonen.php#induktionsbeheizung und http://www.udo-leuschner.de/basiswissen/SB130-05.htm und Grenzwerte hier:
http://www.elektrobiologie.com/html/induktionsherd.html

Ich musste auch lange suchen und die Firmen rücken kaum etwas heraus. Aus der Schweiz habe ich noch eine PDF gefunden.

Volker Torgau

E-Mail

29.06.2014,
11:35

@ Offroad GTI

Frequenzabhängigkeit Trafo

» » Ich benötige eine Erklärung oder Formel für den Trafo
» Welchen /den/ Trafo?
»
» » Wo sind die 50 Hz für die allgemeine Trafogleichung
» » festgelegt.
» Nirgends, sonst wäre sie ja nicht allgemeingülig. Oder hast du schon mal
» beim ohmschen Gesetz eine Angabe der Frequenz gefunden ;-) der ist ja auch nicht frequenzabhängig, der Trafo schon, also bitte:-(

Volker Torgau

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29.06.2014,
11:50

@ schaerer

Frequenzabhängigkeit Trafo

Ich arbeite gerade einer schülergerechten Aufbereitung des Themas. Deshalb brauche ich eure Hilfe zu der Frequenzabhängigkeit von Trafos. Die Antworten müssen einfach sein.
Schaut bitte hier:
http://www.dgtb.de/technikunterricht/unterrichtsmaterialien/haushaltsgeraete-zum-garen/

schaerer(R)

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Kanton Zürich (Schweiz),
29.06.2014,
12:39

@ Volker Torgau

Frequenzabhängigkeit Trafo

» Ja der Topfsensor ist zum Abschalten da. Man stellt es zwar als nützliche
» Einrichtung dar. Es ist aber sogar vorgeschrieben, damit das Feld nicht
» abgestrahlt wird. Ich vermute auch, dass der ferromagnetische Topfboden zur
» Feldreduzierung vorgeschrieben ist. Infos findet man hier:
» http://www.hea.de/service/fachwissen/elektroherde/kochstellen/kochzonen.php#induktionsbeheizung

Da liest man etwas das nicht stimmt. Siehe Bild "Funktionsschema einer Induktions-Kochstelle". Da steht beim Koppelfeld 'elektromagnetisches Wechselfeld'.

Im Nahbereich kann es immer nur ein magnetisches oder elektrisches Feld geben. In diesem Fall, weil eine Induktion, ist es ein magnetisches Feld.

Erst ab einer Distanz von einer oder zwei Wellenlängen (ich weiss das nicht so genau) werden beide Feldarten gleichwertig und man spricht vom elektromagnetischen Feld. Bei 30 kHz entsteht dieser Effekt erst ab einer minimalen Distanz von 10 km... ;-)

» und http://www.udo-leuschner.de/basiswissen/SB130-05.htm

Hier liest man den Satz:
"Man kann sich die Energieübertragung beim Induktionsherd auch nach dem Sender-Empfänger-Prinzip vorstellen: Schließlich liegt die Frequenz von 25 Kilohertz nicht allzuweit vom Rundfunkbereich, der bei 30 Kilohertz mit den Langwellen beginnt. In diesem Bereich verschmelzen elektrisches und magnetisches Feld zur elektromagnetischen Welle, die nicht mehr auf einen elektrischen Leiter angewiesen ist und sich frei im Raum ausbreiten kann."

Es gibt (gab) ja sogar Längstwellensender im kHz-Breich. Bei z.B. 5 kHz wäre diese oben genannte minimale Distanz vom Sender sogar 60 km. Da kann ein Empfänger vom Sender schon ganz schön weit weg entfernt sein, und er empfängt nur die elektrische oder magnetische Komponente, - je nach dem.

» und Grenzwerte hier:
» http://www.elektrobiologie.com/html/induktionsherd.html

Aus den hier beschriebenen Unsicherheiten betreffs Gesundheitsrisiko, die ja leider auch immer nur die SAR-Werte berücksichtigen, habe ich bisher auf einen Induktionsherd bewusst verzichtet und ich werde auch dabei bleiben.

» Ich musste auch lange suchen und die Firmen rücken kaum etwas heraus. Aus
» der Schweiz habe ich noch eine PDF gefunden.

Kannst Du das in einem Link hier reinstellen?

Uebrigens, vielen Dank für Deinen Einsatz hier. :ok: :cool:

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Offroad GTI(R)

29.06.2014,
13:04

@ Volker Torgau

Frequenzabhängigkeit Trafo

» Ich arbeite gerade einer schülergerechten Aufbereitung des Themas. Deshalb
» brauche ich eure Hilfe zu der Frequenzabhängigkeit von Trafos. Die
» Antworten müssen einfach sein.
» Schaut bitte hier:
» http://www.dgtb.de/technikunterricht/unterrichtsmaterialien/haushaltsgeraete-zum-garen/
Ich komme nicht mehr mit. Willst du jetzt anhand "der" Formeln eines "normalen" Trafos ein Induktionskochfeld erklären?

gast jbe

29.06.2014,
21:56

@ volker Torgau

Frequenzabhängigkeit Trafo

» Induktionsherde funktionieren mit Frequenzen um 30 kHz. Durch die schnelle
» Ummagnetisierung des ferromagnetischen Bodens kommt es zur Erwärmung.
» Schaltnetzteile oder das Ladegerät der Zahnbürste arbeiten mit ähnlichen
» Frequenzen. Wer kann dies genauer erklären. Und gilt die allgememeine
» Trafoformel nur bis 50 Hz?

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=179024

mein royer arbeitet in etwa wie ein induktionsherd.

so arbeiten induktionsöfen zum schmelzen von stahl usw.

ein Induktionsherd arbeitet auf Resonanzbasis, sie werden so zu sagen weich geschalten.

normale schaltnetzteile arbeiten mit pulsweiten (rechtecksignale) hart geschalten.
billigteile.

die zahnbürste arbeitet nach dem royer prinzip zur energieübertragung.

die ferrite unter der spule dienen zur bündelung und führung der elektromagnetischen wellen, damit keine abstrahlung nach unten folgt, diese haben auch einfluss auf die (leerlauf)resonanzfrequenz.

Tranformatorenhaupgleichung gilt für Sinusform.

für andere formen, muss diese geändert werden.

wer mäckert :-D solls behalten.