50Ω Lernplattform für Amateurfunk

Lösungsweg: AD306

Frage: Wie groß ist die Spannung am Siebkondensator $C_{\textrm{S}}$ im Leerlauf, wenn die Netzwechselspannung von 230 V anliegt und das Windungsverhältnis 8:1 beträgt?

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit horizontalen Leitern und mit jeweils zwei Anschlusspunkten links („~ 230 V“) und rechts (unbeschriftet), dazwischen ein Transformator, ein Brückengleichrichter und eine Spule mit zwei Kondensatoren.

2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Schaltkreis mit horizontalen Leitern. Links gibt es oben und unten jeweils einen Anschlusspunkt, dazwischen die Beschriftung „~ 230 V“. Beide horizontalen Leiter sind mit der Primärwicklung eines Transformators verbunden, dessen Kern durch zwei parallele vertikale Striche angedeutet wird. Die Sekundärwicklung des Transformators endet in einem Brückengleichrichter aus vier Dioden mit dem Dreieck nach rechts und einem vertikalen Strich an der Spitze. Die beiden Wechselstromeingänge der Brücke sind mit „~“ gekennzeichnet, die beiden Gleichspannungsausgänge mit „–“ (links) und „+“ (rechts). Von beiden Ausgängen geht nach rechts jeweils ein horizontaler Leiter ab. Beide Leiter sind über einen Kondensator vertikal miteinander verbunden. Im oberen Leiter folgt eine Spule (Halbbögen nach oben gerichtet), danach eine weitere vertikale Verbindung mit dem unteren horizontalen Leiter, diesmal über einen mit „C_S“ gekennzeichneten Siebkondensator. Beide horizontalen Leiter enden rechts an einem Anschlusspunkt.

Lösung: etwa 40 V

Um die Spannung am Siebkondensator $C_S$ zu bestimmen, sollten wir wissen, dass die Kondensatoren sich auf die Spitzenspannung $\hat{U}$ der Sekundärspannung $U_{\mathrm{sek}}$ des Trafos aufladen.

$$\hat{U}=U_{\mathrm{eff}}\cdot\sqrt{2}$$

Weiterhin müssen wir beachten, ob der Trafo ein Übersetzungsverhältnis $ü$ aufweist. In unserem Beispiel hat der Trafo $ü = \frac{8}{1}$ und somit können wir mit der Formel $\frac{8}{1} = \frac{U_{\mathrm{prim}}}{U_{\mathrm{sek}}}$ nach $U_{\mathrm{sek}}$ umstellen. Wir kommen somit auf folgende Gleichung:

$$U_{\mathrm{sek}} = \frac{U_{\mathrm{prim}}}{8} = \frac{U_{\mathrm{eff}} \cdot \sqrt{2}}{8} = \frac{\qty{230}{\volt} \cdot 1,414}{8} = \frac{\qty{325,22}{\volt}}{8} = \qty{40,65}{\volt}$$