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Masse Kupferdraht

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Tags: Elektrotechink, Physik

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17:55 Uhr, 22.07.2014

Hallo,
folgende Aufgabe versuche ich zu lösen:

Die Erregerwicklung eines Gleichstrommotors ist bei Raumtemperatur

ϑ = 20

Grad

C

für einen Erregerstrom von I_e

= 1,5 A

und eine Spannung von

U_{e} = 220 V

ausgelegt. Die Stromdichte in der Wicklung betrage

S = 4

A/mm^2.

a)

Welchen Widerstand

R_{e}

hat die Erregerwicklung bei

20

Grad C?

b)

Mit welchem Drahtdurchmesser d_Cu ist die Wicklung ausgeführt?

c)

Wie viele Meter Kupferdraht wurden verarbeitet und welche Masse m_Cu hat die Wicklung?

d)

Nach einer mehrstündigen Betriebszeit bei konstanter Spannung

U_{e}

ist der Erregerstrom I_e auf

80 %

gesunken. Worauf ist das zurückzuführen? Berechnen Sie die mittlere Temperatur

ϑ

in der Erregerwicklung.

Mit den Teilaufgaben a und

b

hatte ich wenig Probleme, da die Raumtemperatur und die in der Teilaufgabe gegebene Temperatur gleich sind, ist der Unterschied 0 Grad

C

und dann habe ich das Ohmsche Gesetz angewendet

- R = \frac{U}{I},

Lösung

146,7 Ω

. Bei

b

habe ich die Formel

S = \frac{I}{A}

umgeformt, danach die Formel für die Kreisfläche angewendet und bin auf das Ergebnis

0,375

mm^2 gekommen.

c)

ist für mich aber zu schwierig - die Länge konnte ich dank der Formel

R = ρ \cdot \frac{l}{A}

zwar berechnen, was aber die Masse angeht, da komme ich nicht weiter. Mir fehlt ein Parameter, der den "Sprung" von Widerstand, bzw. Länge auf die Masse ermöglichen würde. Die einzige Idee die ich hatte, war dies mittels der Formel für Energie berechnen - da 1 Ws die gleiche Menge an Energie wie 1 Nm ist, dafür fehlt mir aber die Zahl von Sekunden (da diese in der Formel für Ws steht).

d)

Ist es darauf zurückzuführen, dass die Temperatur gestiegen ist und somit der Widerstand größer wurde?

MfG
Markus

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."

anonymous

21:44 Uhr, 22.07.2014

a)

passt.

Zu

b) :

0,375 m m^{2}

ist nicht das Ergebnis, da nach dem Durchmesser gefragt ist.
Wie du bereits selbst geschrieben hast, kann man die Formel für den Kreisflächeninhalt verwenden.

A_{K r e i s} = r^{2} \cdot π

d_{C u} = 2 \cdot r = 2 \cdot \sqrt{\frac{A_{K r e i s}}{π}} = 2 \cdot \sqrt{\frac{0,375 m m^{2}}{π}} \approx 0,69 m m

c) :

l = \frac{R_{e} \cdot A_{K r e i s}}{ρ} = ... \approx 3,2 k m

Die Masse erhält man mit der Dichte

ρ_{m, C u} = 8,92 \frac{k g}{d m^{3}} :

m = ρ_{m, C u} \cdot V = ρ_{m, C u} \cdot A_{K r e i s} \cdot l = ... \approx 10,7 k g

d) :

Sehe ich auch so. Gestiegener Widerstand durch größere Temperatur.

Diese Frage wurde automatisch geschlossen, da der Fragesteller kein Interesse mehr an der Frage gezeigt hat.

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