Fragen und Antworten zu Transformatoren

Die folgenden Informationen beantworten einige der am häufigsten gestellten Fragen über Transformatoren, darunter die verschiedenen Arten, ihre Anwendungsbereiche und ihr Aufbau. Transformatoren ermöglichen die Erhöhung und Verringerung von Strom und Spannung auf verschiedene Werte.

Einer der Grundsätze von Transformatoren ist, dass Strom und Spannung immer im Zusammenhang stehen. Wird z. B. die Spannung hochtransformiert, wird der Strom heruntertransformiert. Transformatoren erzeugen keine Energie. Wie ihr Name besagt, transformieren, d. h. wandeln sie diese einfach.

Was sind die wesentlichen Teile eines Transformators?

Die wesentlichen Teile eines Transformators sind die zwei Wicklungen, die im Inneren des Bauelements zu finden sind. Diese werden als Primär- und Sekundärwicklung bezeichnet. Die Wicklungen im Transformator können sehr klein sein, wie die in den Netz-Adaptern, mit denen Elektrogeräte an Wandsteckdosen angeschlossen werden, oder können Tonnen wiegen, wie dies bei Transformatoren der Fall ist, die in Umspannwerken und Kraftwerken zum Einsatz kommen.

Einige Transformatoren sind mit hoch entwickelten Kühlungssystemen ausgelegt. Sie werden gewöhnlich in Hochspannungsanwendungen, wie Starkstromleitungen, eingesetzt. Die zylinderförmigen Geräte, die sich an den Seiten von Strommasten befinden, sind Transformatoren, mit denen die Leitungsspannung auf Haushaltsspannungen heruntertransformiert wird.

Was ist die Primärimpedanz eines Transformators?

Elektrische Impedanz ist das Maß des Widerstands, den ein Stromkreis beim Anlegen einer Spannung dem Durchfluss eines Stroms entgegengesetzt. Die Primärimpedanz ist die Impedanz der Primärseite des Transformators.

Was ist der Leistungsfaktor eines Transformators?

Der Leistungsfaktor in elektrischen Anlagen wird als Zahl zwischen -1 und 1 ausgedrückt. Der Leistungsfaktor misst die Fähigkeit einer elektrischen Anlage, Arbeit über einen festgelegten Zeitraum zu verrichten.

Was ist ein idealer Transformator?

In jeder elektrischen Anlage gibt es immer Ineffizienzen. Ein idealer Transformator ist ein imaginäres System, in dem keine Verluste auftreten. Verlust entsteht in einem Transformator, wenn der magnetische Fluss nicht durch den Kern des Transformators gelangt und von der Isolierung absorbiert wird. Dieser verlorene magnetische Fluss wird als Streufluss bezeichnet. Bei einem idealen Transformator haben außerdem die Wicklungen keine Impedanz. In realen Anwendungen liegt jedoch immer eine gewisse Impedanz in den Wicklungen des Transformators vor.

Was sind die zwei Grundausführungen von Transformatoren?

Es kommen verschiedene Arten von Transformatoren zum Einsatz, sie können jedoch in zwei Grundausführungen eingestuft werden. Aufspanntransformatoren geben die anliegende Eingangsspannung als eine hochtransformierte Spannung aus. Abspanntransformatoren geben die Eingangsspannung als eine heruntertransformierte Spannung aus. Abspanntransformatoren werden häufig in Anwendungen mit Haushaltsgeräten eingesetzt, wenn das Gerät zum einwandfreien Betrieb eine niedrigere Spannung als die Netzspannung benötigt. Sie werden ebenfalls in Computernetzteilen eingesetzt, bei denen die 220-V- Netzspannung auf die 5 V und 12 V heruntertransformiert werden muss, welche die Hauptplatinen des Computers benötigen.

Transformatoren sind ebenfalls in Drehstromausführung, in verschiedenen Bauformen erhältlich.

Warum bleibt die Frequenz bei der Wandlung elektrischer Energie in einem Transformator gleich?

Transformatoren arbeiten mit Wechselstrom. Die Stromversorgung an sich bestimmt die Frequenz, mit der der Transformator arbeitet, und der Transformator selbst kann dies nicht ändern. Um mit höheren Frequenzen arbeiten zu können, benötigen Transformatoren weniger Eisen im Kern. Für niedrigere Frequenzen wird mehr Eisen benötigt. Damit ist es einem Transformator unmöglich, die Ein- oder Ausgangsfrequenz zu beeinflussen.

Was ist das Übersetzungsverhältnis eines Transformators?

Das Übersetzungsverhältnis der Spannungen in einem Transformator wird durch Vergleich der Spannung der Primärwicklung mit der Spannung der Sekundärwicklung gemessen. Das Übersetzungsverhältnis wird durch die Anzahl Windungen bestimmt und ist zu dieser Zahl direkt proportional. Die Spannung kann in Stelltransformatoren geändert werden, für gewöhnlich durch Drehen eines Drehreglers, wie bei einem Lichtdimmer.

Was ist ein Audiotransformator?

Audiotransformatoren sind speziell für den Einsatz in Audioschaltungen bestimmt. Sie bieten eine Möglichkeit, die Signalverstärkung in einigen Anwendungen zu verbessern und in anderen Signalabschwächung zu induzieren. Zusätzlich bieten sie eine Funktion mit der Bezeichnung Impedanzanpassung. Sie kommen bereits seit sehr langer Zeit in Audioanlagen und Telefonen zum Einsatz. Audiotransformatoren sind häufig sehr kompakt aufgebaut, damit sie die Masse der Geräte, an die sie angeschlossen sind, nicht wesentlich erhöhen.

Audiotransformatoren gelangen ebenfalls zur Anwendung, um Geräte von der Netzversorgung zu trennen. Dies dient hauptsächlich dem Schutz der Geräte und des Bedieners. Geräte ohne Transformator sind häufig weniger störanfällig und werden manchmal auch als solche angeboten, da dies sie attraktiver für Kunden macht.

Was ist ein Spartransformator?

Bei Standardtransformatoren haben die Primär- und Sekundärseite ihre eigenen Wicklungen. Bei einem Spartransformator teilen beide Seiten sich einen Teil der Wicklung. Diese Transformatoren werden häufig eingesetzt, da sie günstig in der Herstellung und im Endergebnis häufiger leichter und kompakter als ein Standardtransformator sind.

Wie wird die Wicklung bezeichnet, an der die Versorgung für Verbraucherabgegriffen wird?

Die Versorgung wird an der Sekundärwicklung des Transformators abgegriffen. Die Primärwicklung ist die Wicklung, welche die Versorgungsspannung empfängt. Die Sekundärwicklung ist die Wicklung, welche die transformierte Energie liefert, also eine erhöhte oder verringerte Spannung oder einen verringerten oder erhöhten Strom.

Was ist ein Transformator zur Chassismontage?

Ein Transformator zur Chassismontage ist so ausgeführt, dass er einfach in die Einschübe (Chassis) eingebaut werden kann, die zur Montage von elektrischen Baugruppen dienen. Sie sind in vielen standardisierten Ausführungen und in allen Leistungsklassen erhältlich. Diese werden in vielen verschiedenen Größen gefertigt, sodass sie in großen und kleinen Geräten eingebaut werden können. Sie sind ebenfalls in modularer Bauform erhältlich.

Was ist ein Balun (Symmetrierübertragern in Chipform)?

Baluns, eine Kombinationsform aus den englischen Begriffen „BALanced“ und „UNbalanced“, werden verwendet, um die Impedanz in einer Schaltung zu transformieren. Sie haben einen symmetrischen und zwei asymmetrische Anschlüsse. Damit können Stromkreise vor Störspannungen geschützt werden und ebenfalls andere Funktionen erfüllen. Baluns in Chipform sind auf einer integrierten Schaltung enthalten.

Was sind die Vorteile der Verwendung eines Transformators in einer Wechselstromversorgung?

Ein Transformator ist eine bequeme und erschwingliche Möglichkeit, Spannung und Strom zu manipulieren. Sie benötigen keine beweglichen Teile, können sehr lange halten und weisen sehr geringe Verluste im System auf, sofern sie von hoher Qualität sind.

Mithilfe von Transformatoren können Elektrotechniker Geräte entwickeln, die ganz unterschiedlichen Strom- und Spannungsbedarf haben, und können sie so über die gleiche Netzspannung betreiben. Als nur ein Beispiel für ihre Vielseitigkeit können wir die Netzspannung betrachten, die einen Computer versorgt. Hauptplatinen benötigen für ihre Funktion in der Regel 5 V und 12 V. Durch Verwendung von Transformatoren kann das Computernetzteil die Netzspannung reduzieren, sodass sie dem Computer mit beiden dieser Spannungswerte zur Verfügung steht.

Was ist ein Stromwandler?

Transformatoren können sowohl Strom als auch Spannung wandeln. Wenn Spannung heruntertransformiert wird, wird der Strom hochtransformiert und umgekehrt. Ein Stromwandler ist ein Transformator, der dazu dient, den Strom in einem Stromkreis zu ändern. Alle Transformatoren haben einen gewissen Einfluss auf den Strom in einem Stromkreis, diese Wirkung steht jedoch manchmal in keinem Zusammenhang mit ihrem Hauptzweck in diesem Stromkreis.

Was wird als Schenkel eines Transformators bezeichnet?

Der Schenkel eines Transformators ist eine andere Bezeichnung für den Kern. Er besteht gewöhnlich aus Eisen und stellt die Wicklungsfläche für die Spule bereit. Die Schenkel sind der Teil, durch den der magnetische Fluss im Transformator verläuft. Der Strom fließt durch die Außenschenkel und kommt im Mittelschenkel des Transformators zusammen. Der Mittelschenkel ist in der Regel doppelt so breit wie die Außenschenkel.

Was ist ein LAN Ethernet-Übertrager?

Ein LAN Ethernet-Übertrager wird am häufigsten eingesetzt, um Sprach- und Datenkommunikation über die gleichen Leitungen zu ermöglichen. Sie sind speziell ausgeführt, um die Anforderungen dieser Systeme zu erfüllen, und sind in verschiedenen Bauformen erhältlich.

LAN Ethernet-Übertrager sind in der Regel modular aufgebaut und häufig als Teil von LAN-Geräten eingeschlossen.

Welcher Strom fließt in die Primärseite des Transformators, wenn die Sekundärseite offen ist?

Wenn die Sekundärseite in einem Transformator unbelastet ist, ist der Strom auf der Primärseite auf Null reduziert. Es ist zu beachten, dass dies ein abgeschlossenes System ist, das keinen eigenen Strom erzeugt. Es transformiert allein Strom und Spannung auf verschiedene Ampere- oder Voltwerte.

Was ist das Windungsverhältnis eines Transformators?

Das Windungsverhältnis ist Relation zwischen den Windungen der Primärwicklung zu den Windungen in der Sekundärwicklung. Dies bestimmt die tatsächliche Funktion des Transformators, z. B. ob er ein Aufspann- oder Abspanntransformator ist.

Einige Transformatoren sind einstellbar ausgeführt, sodass der Benutzer die Anzahl von Windungen in den Wicklungen manuell ändern und die Ausgangsspannung erhöhen oder verringern kann. Gute Beispiele hierfür sind Dimmerschalter, die in der Lichttechnik eingesetzt werden.

Woraus bestehen Spulenträger?

Spulenträger bestehen typisch aus leistungsfähigen Kunststoffen oder anderen Nichteisenwerkstoffen. Sie können abhängig von der Anwendung und den Betriebsbedingungen des betreffenden Transformators aus einer Vielzahl verschiedener Materialien sein.

Was ist mit einem Beleuchtungstransformator gemeint?

Ein Beleuchtungstransformator ist ein Transformator, der speziell in Anwendungen der Lichttechnik eingesetzt wird. Diese sind häufig in Dimmerschaltern zu finden. Sie werden in Innenräumen und im Außenbereich verwendet und sind in einer Vielzahl unterschiedlicher Ausführungen erhältlich.

Beleuchtungstransformatoren sind in der Regel nur für Niederspannungsanwendungen geeignet. Ähnliche Geräte kommen jedoch zuweilen zur Anwendung, um die Spannung oder den Strom, zu anderen Niederspannungsverbrauchern, wie Modelleisenbahnen oder anderen Elektrogeräten, die mit verschiedenen Geschwindigkeiten oder Intensitäten funktionieren können, zu ändern.

Was ist ein Ringkerntransformator?

Ringkerntransformatoren sind rund. Sie bestehen aus verschiedenen Werkstoffen, darunter Eisen, das häufig in Transformatoren zum Einsatz gelangt. Diese Transformatoren sind besonders wegen ihrer geringen Größe nützlich. Sie sind leicht zu montieren und können einfach in Geräten eingebaut werden, die kompakt sein müssen. Sie haben jedoch auch ihre Nachteile, wie z. B. eingeschränkte Leistung oder höhere Kosten als andere Transformatoren.

Was ist die Isolationsspannung eines Transformators?

Die Isolationsspannung eines Transformators ist die maximale Spannung, die dauerhaft angelegt werden kann. Diese Spannung liegt zwischen Eingang und Ausgang oder zur Gehäusemasse.

Trenntransformatoren sind Transformatoren, die speziell dazu dienen, einen Verbraucher von dem Netz zu trennen (isolieren), sehr häufig aus Sicherheitsgründen. Isolationsspannung bezieht sich auf die oben angegebene Messgröße, Trenntransformator bezeichnet eine Anwendung.

Wie ist das Dimmverfahren eines Beleuchtungstransformators?

Mit dem Dimmen von Lampen kommt die Hauptfähigkeit eines Transformators zum Tragen. Die Dimmfunktion bei Leuchtmitteln wird durch einen Transformator realisiert, um die Spannung, die aus dem Netz kommt, herunterzutransformieren. Wenn Sie z. B. eine Lampe auf 50 % ihrer Leuchtstärke bei 12 V dimmen möchten, könnten Sie den Dimmerschalter so drehen, dass die Lampe mit 6 V versorgt wird. Dies ist eines der gebräuchlichsten Beispiele für den Einsatz von Transformatoren im Alltag.

Wie wird Magnetstreuung in einem Transformator reduziert?

Ein Ineinanderwicklung genanntes Verfahren dient dazu, den Gesamtwert der Magnetstreuung in Transformatoren zu reduzieren. Die Ineinanderwicklung hilft, die Größe des Luftspalts zwischen den beiden verschiedenen Spulen zu verringern. Der magnetische Fluss kann Luft nicht effizient durchdringen. Eine Lage magnetischer Werkstoffe in einer ineinandergreifenden Anordnung hilft sicherzustellen, dass der Fluss so wenig Verlust wie möglich unterliegt und damit der Gesamtwirkungsgrad des Geräts erhöht wird.

Transformatoren sind heute sehr effizient und arbeiten häufig mit einem Wirkungsgrad von 99 % oder höher. Dies macht die Verwendung idealer Transformatoren als Modelle für die Entwicklung zweckmäßig. Da ein 100 % effizienter Transformator unmöglich, diese Referenzmarke jedoch nahezu erreichbar ist, macht der Einsatz eines idealen Transformators für die Entwicklung Sinn.