Transformator
Elektrik
Basiswissen
Ein Transformator kann für Wechselstrom die Spannung in Volt oder auch die Stromstärke in Ampere verändern. Grundprinzip und Formeln sind hier kurz erklärt.
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 ↗
