Basiswissen

Die wichtigsten Transformatorformeln

• N2/N1 = U2/U1
  

• N2/N1 = I1/I2
  

• U2/U1 = I1/I2
  

Legende zu den Transformatorformeln

• N1 = An der Primärspule die Wicklungszahl [als Zahl] ↗
  

• N2 = An der Sekundärspule die Wicklungszahl [als Zahl] ↗
  

• N1 = An der Primärspule die elektrische Spannung [z. B. in Volt] ↗
  

• N2 = An der Sekundärspule die Wicklungszahl [z. B. in Volt] ↗
  

• N1 = An der Primärspule die Stromstärke [in Ampere] ↗
  

• N2 = An der Sekundärspule die Stromstärke [in Ampere] ↗
  

• Die Formeln gelten für einen verlustfreien Transformator.
  

• Mehr unter Transformatorformel ↗
  

Zweck eines Transformators

• Transformieren heißt auf deutsch: umformen.
  

• Transformatoren funktionieren nur mit Wechselstrom.
  

• Ein Transformator formt Stromspannung und Stromstärke um.
  

• Er kann aus hoher Spannung (Volt) niedrige Spannung machen.
  

• Er kann aus hoher Stromstärke (Ampere) niedriege Stromstärke machen.
  

• Er kann aus niedriger Spannung hohe Spannung machen.
  

• Er kann aus niedriger Stromstärke hohe Stromstärke machen.
  

• Wozu das gut ist ist erklärt unter Transformator Sinn ↗
  

Aufbau eines Transformators

• Erklärt wird der übliche Aufbau eines Transformators.
  

• Ein Transformator kann kleiner als eine Haselnuss sein.
  

• Es gibt aber auch Transformatoren in der Größe eines Hauses.
  

• Transformatoren haben normalerweise einen große Eisenring.
  

• Der Ring ist oft auch rechteckig oder quadratisch gebaut.
  

• An zwei verschiedenen Stellen um den Ring sind dann Drahtwicklungen angebracht.
  

• Die Wicklungen sind gedanklich dasselbe wie Spulen um den Eisenring gewickelt.
  

• Die Wicklungen können nebeneinander, gegenüber oder sogar übereinander sein.
  

• Die Wicklungen haben normalerweise eine unterschiedliche Anzahl von Wicklungen.
  

• Eine der Wicklungen nennt man die Primärseite, die andere die Sekundärseite.
  

Funktionsweise eines Transformators

• Die Wicklung der Primärseite hat zwei Drahtenden.
  

• Diese Enden verbindet man mit einer Wechselstromquelle.
  

• Wecheltrom heißt: die Stromteilchen (Elektronen) ändern dauernd ihre Richtung.
  

• Einmal fließen die Elektronen schnell in eine andere, dann halten sie an ...
  

• und danach fließen sie schnell in die andere Richtung. Wichtig ist:
  

• Durch den Wechselstrom ändert der Strom auch ständig seine Stärke in Ampere.
  

• Nun gilt das Gesetz, dass ein fließender Strom immer eine Magnetfeld aufbaut.
  

• Der Sinn des Eisenringes ist es, dieses Magnetfeld zu verstärken und zu führen.
  

• Sonst hat der Eisenring keine weitere Funktion. Er verstärkt den Effekt nur.
  

• Der Trafo ist so gebaut, dass das Magnetfeld immer auch die Sekundsspule erfasst.
  

• Nun ändert sich die ganze Zeit die Stromstärke und dadurch auch die Magnetfeldstärke.
  

• Die Magnetfeldstärke wird oft auch magnetischer Fluss B genannt.
  

• Die wechselnde Stromstärke in der Primärspule bewirkt also ...
  

• eine sich ständig ändernde magnetische Flussdichte in der Sekundspule.
  

• Nun kommt ein weiteres Gesetz zum Tragen: wo sich die magnetische Flussdichte B ...
  

• ändert, kanns ich auch der magnetische Fluss Phi durch eine Fläche ändern.
  

• Und wenn sich Phi durch eine Fläche ändert, wird am Flächenrand ...
  

• eine Spannung induziert. Immer. Das passiert auch bei der Sekundärspule.
  

• Und wenn die Sekundärspule Teil eines Stromkreises ist, fließt auch ein Strom.
  

• Fazit: die ständig sich ändernde Stromstärke in der Primärspule ...
  

• bewirkt einen Strom in der Sekundspule.
  

Berechnung eines Transformators

• Wichtig für alle Rechnungen ist die Anzahl der Wicklungen.
  

• N1 bezeichnet meist die Anzahl der Wicklungen in der Primärspule.
  

• N2 bezeichnet meist die Anzahl der Wicklungen in der Sekundärspule.
  

• Analog gibt es U1, U2 und I1 und I2 für Spannung und Stromstärke.
  

• Es gilt die Formel: N2/N1 = U2/U1 = I1/I2
  

• Mehr unter Transformatorformel ↗