Ph 10

Umwelt und Technik

Allerlei Transformatoren

Transformatoren spielen bei vielerlei Anwendungen eine wichtige Rolle. Im Weiteren sollen einige Beispiele die Bedeutung dieses technischen Gerätes andeuten.

Hochtransformieren von Spannungen

Transformator im Kraftwerk
Die vom Kraftwerksgenerator erzeugte Spannung hat eine Größenordnung von ca. 20kV. Zur Speisung des Fernleitungsnetzes werden jedoch 220kV oder 380kV benötigt. Hierzu dienen große Transformatoren, die oft im Freien aufgebaut werden. Die beim Transformationsvorgang entstehende Wärme muss z.T. durch eine Kühlflüssigkeit (z.B. Öl) abgeführt werden.

Transformator im Fernsehapparat
Für die Beschleunigung der Elektronen in der Bildröhre ist eine Spannung im kV-Bereich erforderlich. Zum Hochtransformieren der Netzspannung von 230V wird ein Transformator verwendet.
Hinweis:
Das Öffnen eines Fernsehgerätes sollte man dem Fachmann überlassen. Auf jeden Fall ist stets der Netzstecker zu ziehen.

 

Heruntertransformieren von Spannungen

Transformator für den Radio
Die meisten Radiogeräte brauchen zum Betrieb eine Gleichspannung in der Größenordnung von 6V bis 12V. Meist steht bei diesen Radios eine Stromversorgung durch Batterien oder das Netz zur Auswahl. Zum Heruntertransformieren der Netzwechselspannung wird ein eingebauter Transformator oder ein externer Transformator (Bild) verwendet.


Hinweise:

  • Da die integrierten Schaltkreise mit Gleichspannung versorgt werden müssen, wird hinter dem Transformator noch ein Gleichrichter angeordnet. Dadurch entsteht eine "pulsierende Gleichspannung". Diese wird dann noch elektronisch geglättet.
  • Auch in den Ladegeräten von Handys usw. kommen Transformatoren zum Einsatz.

 

Trenntransformator

Bei unserem Haushaltsnetz ist immer eine der beiden Zuleitungen geerdet. Berührt man nun die nicht geerdete Leitung und ist man selbst gut leitend mit der Erde verbunden, so kommt es zu einem Stromunfall, wenn nicht besondere Sicherheitsvorkehrungen getroffen wurden (z.B. FI-Schalter).

Man gewinnt etwas an Sicherheit, wenn man einen sogenannten Trenntransformator einsetzt. Beim normalen Transformator ist keine galvanische (leitende) Verbindung zwischen der Primär- und der Sekundärspule. Somit ist keine der beiden Leitungen, die von der Sekundärseite des Trenntransformator wegführen, geerdet. Solange die Sekundärwicklung keinen Kontakt zur Erde besitzt, kann man sie und alle mit ihr verbundenen Teile gefahrlos berühren - allerdings nur einpolig! So hat eine schadhafte Isolation keine tödlichen Folgen. Sobald aber die Sekundärwicklung mit der Erde leitfähig verbunden wird, ist die Schutzwirkung aufgehoben.

 

Transformatoren mit variabler Ausgangsspannung

Will man bei einem Transformator auf der Sekundärseite verschiedene Spannungen abnehmen, so bieten sich die folgenden Lösungen an:

Stufentransformator:
Die Sekundärwicklung des Transformators hat verschiedene "Abzapfungen".
Diese Ausführung kennt man von Netzteilen, bei denen sekundärseitig verschiedene Festspannungen einzustellen sind.
Ein sehr billige Version des Stufentransformators ist der sogenannte Spartransformator. Bei ihm entfällt allerdings die galvanische Trennung zwischen Primär- und Sekundärwicklung.

 

Ringkerntransformator:
Beim Ringkerntransformator lässt sich der Abgriff an der Sekundärspule stufenlos verstellen. Auf diese Weise kann man sich auf der Sekundärseite stufenlos Spannungen einstellen.

Diese Ausführung liegt bei den im Unterricht häufig verwendeten Niederspannungs-Netzwürfeln vor.