Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
DER TRANSFORMATOR und andere Transformatoren
F. Herrmann, Karlsruher Institut für Technologie
www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de
Modul 13: Analogie – das Herz des Denkens
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
Der elektrische Transformator
Andere Transformatoren
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
Metall
++
++
++
++
--
--
--
--
!E ϕe = const
Weich- eisen
NN
NN
NN
NN
SS
SS
SS
SS
!H ϕm = const
Der elektrische Transform
ator
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
Metall
++
++
++
++
--
--
--
--
!E ϕe = const
Weich- eisen
NN
NN
NN
NN
SS
SS
SS
SS
!H ϕm = const
Der elektrische Transform
ator
Unterricht:Benutze in der Magnetostatik nicht B, sondern H.
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
elektrische Feldstärke E magnetische Feldstärke H D
er elektrische Transformator
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
Energiestrom E x H
elektrische Feldstärke E magnetische Feldstärke H D
er elektrische Transformator
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
primär sekundär
Hdr = n ⋅I!∫
Der elektrische Transform
ator
Energiestrom E x H
elektrische Feldstärke E magnetische Feldstärke H
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
primär sekundär
Der elektrische Transform
ator
Energiestrom E x H
elektrische Feldstärke E magnetische Feldstärke H
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
primär sekundär
Der elektrische Transform
ator
Energiestrom E x H
elektrische Feldstärke E magnetische Feldstärke H
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
primär sekundär
Der elektrische Transform
ator
Energiestrom E x H
elektrische Feldstärke E magnetische Feldstärke H
Unterricht:Frage immer nach dem Weg der Energie, und beantworte die Frage.
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
Der elektrische Transformator
Andere Transformatoren
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
Elektro-motor
ENERGIE ENERGIE
elektr. Strom Drehimpulsstrom
φ hoch
φ niedrig ω niedrig
ω hoch
Andere Transformatoren
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
P = U · I
Elektro-motor
ENERGIE ENERGIE
⎫⎬⎭
ΔωU ⎧⎨⎩
I M
P = Δω · M
U · I = Δω · M
Andere Transformatoren
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
Trans-formator
ENERGIE ENERGIE
⎫⎬⎭
U2U1 ⎧⎨⎩
I1 I2
P = U1 · I1
U1 · I1 = U2 · I2
P = U2 · I2
Andere Transformatoren
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
Flaschen-zug
ENERGIE ENERGIE
⎫⎬⎭
Δv 2Δv1 ⎧⎨⎩
F1 F2
P = Δv1 · F1
Δv1 · F1 = Δv2 · F2
P = Δv2 · F2
Andere Transformatoren
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
P = Δω1 · M1
Δω1 · M1 = Δω2 · M2
P = Δω2 · M2
⎫⎬⎭
Δω2
GetriebeENERGIE ENERGIE
Δω1 ⎧⎨⎩
M1 M2
Andere Transformatoren
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
P = Δω1 · M1
Δω1 · M1 = Δω2 · M2
P = Δω2 · M2
⎫⎬⎭
Δω2
GetriebeENERGIE ENERGIE
Δω1 ⎧⎨⎩
M1 M2
Andere Transformatoren
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
P = ΔT1 · IS1
ΔT1 · IS1 = ΔT2 · IS2
P = ΔT2 · IS2
Andere Transformatoren
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
Andere Transformatoren
TUmgebung
TUmgebung
Tniedrig
Thoch
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
Andere Transformatoren
Thoch
T0
T0
Tniedrig
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
MitochondrienENERGIE ENERGIE
2CO , H O2
O2Zucker, ATP, H O2
ADP, Phosphorsäure
⎫⎬⎭
Δµ2Δµ1 ⎧⎨⎩
P = Δμ1 · In1
Δμ1 · In1 = Δμ2 · In2
P = Δμ2 · In2
Andere Transformatoren
Analogie – das Herz des Denkens Februar 2015
MitochondrienENERGIE ENERGIE
2CO , H O2
O2Zucker, ATP, H O2
ADP, Phosphorsäure
⎫⎬⎭
Δµ2Δµ1 ⎧⎨⎩
P = Δμ1 · In1
Δμ1 · In1 = Δμ2 · In2
P = Δμ2 · In2
Andere Transformatoren
Unterricht:Zeige allgemeine Strukturen, Ähnlichkeiten, Analogien auf.
