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Netzgerät

Netzgeräte arbeiten nach dem physikalischen Prinzip von Transformatoren. Sie dienen zur Versorgung von elektrischen Geräten, die mit anderen Betriebsspannungen als der Netzspannung von 230 V arbeiten.

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Netzgeräte arbeiten nach dem physikalischen Prinzip von Transformatoren. Sie dienen zur Versorgung von elektrischen Geräten, die mit anderen Betriebsspannungen als der Netzspannung von 230 V arbeiten.

Netzgeräte sind häufig fest mit dem Gehäuse elektrischer Geräte verbunden. Dann werden sie als Netzteil bezeichnet. Hauptbestandteil eines jeden Netzgerätes oder Netzteiles ist ein Transformator, der sich durch eine relativ kompakte Bauweise auszeichnet. Dies wird durch eine Mantelkonstruktion erreicht. Bei Manteltransformatoren befinden sich die Spulen platzsparend innerhalb eines Eisenringes. Durch diese enge Bauweise kommt es allerdings mitunter zu relativ starken Erwärmungen von Netzteilen.
Da moderne elektronische Geräte wie Fernseher oder CD-Spieler aus unterschiedlichen Baugruppen bestehen, die gesonderte Spannungsversorgungen mit unterschiedlichen Spannungswerten benötigen, haben Netzteile an der Sekundärspule verschiedene Abgriffsmöglichkeiten. Je nachdem, wie groß die Windungszahl zwischen den Abgriffpunkten ist, lässt sich dadurch die aus dem Transformator entnommene Spannung einstellen.
Universalnetzgeräte arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Auch sie stellen verschiedene Spannungswerte zur Verfügung, mit denen man unterschiedliche Geräte betreiben kann.

  • Netzteil in Mantelkonstruktion

    L. Meyer, Potsdam

Bei der Verwendung von Netzteilen oder Netzgeräten hat sich in den letzten Jahren zunehmend eine Energieverschwendung bemerkbar gemacht: Auch wenn das betreffende elektrische Gerät gar nicht genutzt wird, lässt man es häufig im so genannten Stand-By-Betrieb weiter laufen. In diesem Fall liegt natürlich an der Primärspule des Netzteils ständig eine Spannung an. Gleiches gilt für ein Netzgerät in der Steckdose. Das magnetische Wechselfeld der Primärspule induziert im Spulenkern Wirbelströme, die letztlich in Wärme umgewandelt werden. Deshalb nimmt jedes Netzteil immer einen gewissen Teil an elektrischer Energie auf, auch wenn das zu versorgende Gerät selbst gar nicht eingeschaltet ist. Da die Haushalte immer mehr elektrische Geräte betreiben, summiert sich die nutzlos in Wärme umgewandelte wertvolle elektrische Energie auf merkliche Beträge, die auch in einer gestiegenen Stromrechnung zum Ausruck kommen.
Daher gilt: Ziehe ein nicht benutztes Netzgerät aus der Steckdose! Lasse keine elektrischen Geräte über längere Zeiten im Stand-By-Betrieb laufen! Moderne Geräte trennen übrigens nach einiger Zeit im Stand-By-Betrieb das Netzteil selbsttätig von der Stromversorgung.
Gelegentlich entstehen Wohnungsbrände, weil die Kühlschlitze, die viele elektrische Geräte in der Nähe ihrer eingebauten Netzteile besitzen, durch Tischdecken, sonstige "Verzierungen" oder Aufkleber verschlossen werden. Durch solches Handeln gefährdet man leichtsinnig die Betriebssicherheit der Geräte und gefährdet möglicherweise sogar sein Leben.

  • Netzadapter

    H. Mahler, Fotograf, Berlin

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Netzgerät." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/netzgeraet (Abgerufen: 20. May 2025, 10:41 UTC)

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  • Eisenring
  • Netzgerät
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Generatoren

Generatoren dienen der Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie. Dabei wird das Induktionsgesetz genutzt. Fast alle Generatoren arbeiten nach dem Rotationsprinzip: Durch ein rotierendes Magnetfeld werden in fest stehenden Induktionsspulen Spannungen induziert (Innenpolmaschine) oder in rotierenden Induktionsspulen werden durch ein fest stehendes Magnetfeld Spannungen induziert (Außenpolmaschine).
Für die Elektroenergieversorgung nutzt man zumeist sinusförmigen Wechselstrom, dessen Entstehung für den elementaren Fall der gleichförmigen Rotation einer Leiterschleife in einem homogenen Magnetfeld leicht aus dem Induktionsgesetz ableitbar ist.

Grundversuche zur elektromagnetischen Induktion

Die elektromagnetische Induktion ist ein Vorgang, bei dem durch Bewegung eines elektrischen Leiters im Magnetfeld oder durch Änderung des von einem Leiter umschlossenen Magnetfeldes eine elektrische Spannung und ein Stromfluss erzeugt werden. Umfassend wird dieser Vorgang durch das Induktionsgesetz erfasst. Aus historischer Sicht wesentlich sind eine Reihe von Versuchen, die man als Grundversuche zur elektromagnetischen Induktion bezeichnet und mit denen gezeigt werden kann, unter welchen Bedingungen überhaupt eine Induktionsspannung entsteht und durch welche Faktoren der Betrag der Induktionsspannung beeinflusst wird. In dem Beitrag sind die wichtigsten Grundversuche zusammengestellt und erläutert. Sie waren letztlich die empirische Grundlage für die Formulierung des Induktionsgesetzes, das MICHAEL FARADAY 1831 fand.

Entdeckung der elektromagnetischen Induktion

Ausgangspunkt für die Entdeckung der Induktion waren Vorstellungen von der Einheit der Naturkräfte und vermutete Zusammenhänge zwischen Elektrizität und Magnetismus.
1820 bemerkte OERSTED in einem Versuch, dass eine Magnetnadel in der Nähe eines elektrischen Leiters abgelenkt wird, wenn man den Strom einschaltet. Andere Wissenschaftler, wie AMPÈRE und FARADAY, bauten die Versuche von OERSTED nach und entwickelten sie weiter. Dabei fand FARADAY 1831 die elektromagnetische Induktion.
Innerhalb von drei Monaten entwickelte er alle Grundversuche der Induktion und eine Urform eines elektrischen Generators.

Lenzsches Gesetz

HEINRICH FRIEDRICH EMIL LENZ (1804-1865) entdeckte 1833 bei seinen Untersuchungen zum elektrischen Strom und zu der von MICHAEL FARADAY (1791-1867) erforschten elektromagnetischen Induktion, dass die Richtung des Induktionsstromes nicht zufällig ist. Sie steht vielmehr in ursächlichem Zusammenhang mit der jeweiligen Ursache für das Entstehen einer Induktionsspannung. Es gilt:

Der Induktionsstrom ist stets so gerichtet, dass er der Ursache seiner Entstehung entgegenwirkt.

Dieses Gesetz, das nichts anderes ist als der Energieerhaltungssatz für die elektromagnetische Induktion ist, wird nach seinem Entdecker als lenzsches Gesetz oder lenzsche Regel bezeichnet.

Selbstinduktion und Induktivität

Eine stromdurchflossene Spule wird von einem Magnetfeld durchsetzt und ist auch von diesem Feld umgeben. Bei konstanter Stromstärke ist dieses Feld zeitlich konstant. Verändert sich die Stromstärke, so verändert sich auch die Stärke des Magnetfeldes, das von der Spule umschlossen wird. Damit wird nach dem Induktionsgesetz in der felderzeugenden Spule selbst eine Spannung induziert. Diese Erscheinung wird als Selbstinduktion, die entstehende Spannung als Selbstinduktionsspannung bezeichnet. Der Bau der Spule, der für den Betrag der Induktionsspannung eine erhebliche Rolle spielt, wird durch die Größe Induktivität charakterisiert.

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