Grundwissen

Transformator-Grundlagen

Funktionsprinzip:

  • Die Wechselspannung in der Primärspule Up verursacht einen Wechselstrom Ip.
  • Dieser Wechselstrom verursacht sowohl in der Primärspule als auch in der Sekundärspule ein magnetisches Wechselfeld.
  • Nach Faraday zieht ein sich änderndes Magnetfeld eine Induktionsspannung nach sich.
  • Die induzierte Spannung tritt in der Sekundärspule als Sekundärspannung Us auf.
    Sie ruft aber auch in der Primärspule eine Induktionsspannung hervor, die - nach Lenz - der von außen angelegten Spannung entgegengerichtet ist. Daher ist der Primärstrom beim unbelasteten Transformator in der Regel sehr klein.

Aus dem oben Gesagten geht hervor, dass ein Transformator nur mit Wechselspannung funktionieren kann. Würde man an die Primärseite eine Gleichspannung anlegen, so käme es zu keiner Magnetfeldänderung und somit würde keine Sekundärspannung entstehen.

Schaltzeichen


Spannungsübersetzung
Versuche zeigen, dass zwischen der Primärspannung Up, der Sekundärspannung Us, der Primärwindungszahl Np und der Sekundärwindungszahl Ns der folgenden Zusammenhang besteht:
(1)

Merke:
Die Sekundärspannung richtet sich nach der Primärspannung.

Zum Veranschaulichen der obigen Formel können Sie sich eine Animation von Davison betrachten, bei der Sie mit Reglern die Höhe der Eingangsspannung, die Primärwindungszahl und die Sekundärwindungszahl variieren können.
Adresse: http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/transformer/index.html

Stromübersetzung

Die Regel für die Stromübersetzung kann aus der Regel für die Spannungsübersetzung hergeleitet (deduziert) werden:

Geht man von einem verlustlosen Transformator aus, so ist die primär eingespeiste Leistung gleich der sekundär bereitgestellten Leistung (Folge des Energiesatzes):

Merke:
Der Primärstrom richtet sich nach dem Sekundärstrom. Siehe hierzu auch die Seite über Traforückwirkung.