Frage von fragi263, 27

Worür ist der Ferritkern im Trafo?

Hallo,

da ich mich kürzlich etwas mit Elektronik beschäftigt habe, kam ich auch nicht um das Transformator-Prinzip (ich miene damit den klassischen Trafo nicht etwa Wandler, converter etc.) herum. Leider erschließt sich mir noch nicht ganz die Wirkungsweise des Ferrit-/Eisenkerns.

Auf dem Schemazeichnungen wird es immer so dargestellt, als würde das Magnetfeld der Primärspule durch den Kern "fließen". Da Magnetfelder aber, soweit ich weiß auf "Elementarmagneten", bzw. auf dem "Drehmoment" von Atomkern und Orbitalbahn beruhen, erschließt sich mir nicht ganz wie Magnetfelder fließen könnten.

Viel mehr müsste doch, durch die, sich durch den Wechselstrom ändernde, Magnetflussdichte (Δϕ), eine Spannung in den Leitenden Kern induziert werden (Faradaysches Induktionsgesetz). Aber wie genau läuft dann die Induktion in die Sekundärspule ab und warum genau entsteht dann der An-/Abstieg der Spannung/Stromstärke.

Vielleicht kann mir da ja jemand eine richtige Erklärung liefern.

Antwort
von ThomasJNewton, 7

Zur reinen Technik wurde ja schon was gesagt, der Kern sollte magnetisierbar sein, aber eben nicht elektrisch leitfähig.
Hauptsächlich sollten nicht solche Ströme fließen, die vom Magnetfeld induziert würden, also grob gesagt wie in der Spule drum rum, kreisförmig, aka Wirbelströme.
Deswegen nimmt man isolierte Bleche, die zwar gut leiten, aber nur in den uninteressanten Richtungen.
Und m.W. legiert man den Stahl mit Silizium, was die Leitfähigkeit stark vermindert, nicht aber die Magnetisierbarkeit.

Letztlich ist der Magnetismus kein eigenständiges Phänomen, sondern einfach nur eine logische Folge der Speziellen Relativitätstheorie.
Es geht um Elektrische Ladungen, die relativ zueinander in Bewegung sind.
Das können Ströme sein, oder auch "rotierende" Ladungen, wie Elektronen mit "Umlaufbahn" und/oder "Spin".
In Einzelfällen geht es auch mal um den Kernspin, aber eher dagnostisch als technisch. Damit kannst du keine Bäume ausreißen oder jemandem hinterm Ofen hervorlocken, oder frohlocken:

So gesehen ist deine Skepsis oder dein Widerwillen gegen das "Fließen" von Magnetfeldern in gewisser Weise berechtigt.
Ich weiß nur nicht, in welcher Weise dir das nützen sollte.
Vielleicht hilft es, zu wissen, dass das alles nur ganz praktische Vereinfachungen sind, um damit rechnen oder auch Dinge bauen zu können.

Man muss nicht immer bis in die ultimative wahre Wahrheit geblickt haben, um sich im Leben zurecht zu finden, sozusagen den "Durchblick" zu haben.
Danach wird gefragt, nicht nach den "Einblick", vielleicht mal nach dem "Überblick".

Es soll eben schon irgendwas fließen oder rotieren, aber eben nicht so, dass es Wärme=Verluste erzeugt.
Das ist ein ganz praktisches Problem, das man minimiert, und das kann man auch dann, wenn einem die ganz ganz wahre Theorie dahinter sowas von ... am ... vorbeigeht.

Antwort
von Mikkey, 14

Vielleicht kommst Du bei den Überlegungen weiter, wenn Du weißt, dass Ferrit nicht elektrisch leitet und der Kern eines gängigen Trafos aus einzelnen Eisenblechen aufgebaut ist, die untereinander isoliert sind.

Dadurch entstehen im Kern gerade keine Wirbelströme, die zu einem schlechten Wirkungsgrad und damit zu starker Wärmeentwicklung führen würden

Kommentar von fragi263 ,

Danke erstmal für die Antwort, was ich dann aber nicht verstehe ist, wofür man einen Kern braucht wenn dieser garnicht leitet, bzw. wie dieser nicht leitende Kern ein Magnetfeld weiterleiten kann.

Kommentar von Mikkey ,

Wenn ich mich richtig erinnere, sorgt der geschlossene Kern dafür, dass so wenig von dem Magnetfeld wie möglich in die Umgebung wirkt. Dies würde ebenfalls den Wirkungsgrad beeinträchtigen.

Antwort
von Herb3472, 16

Vielleicht hilft Dir das hier weiter:

https://de.wikipedia.org/wiki/Transformator#Transformatorenhauptgleichung

Kommentar von fragi263 ,

hab ich mir schon durchgelsesen leider steht da zum Kern nur :

Eine Wechselspannung auf der Primärseite des Transformators bewirkt entsprechend dem Induktionsgesetz einen wechselnden magnetischen Fluss im Kern. Der wechselnde magnetische Fluss wiederum induziert auf der Sekundärseite des Transformators eine Spannung (Spannungstransformation).

Allerdings nicht wie und warum das Magnetfeld im Kern entsteht.

Kommentar von Herb3472 ,

Ich steh jetzt aber ehrlich gesagt auf der Leitung, was Du meinst.

Der ständig die Richtung wechselnde Stromfluss durch die Primärspule induziert im Eisenkern des Trafos ein sich ständig änderndes Magnetfeld, dessen Feldstärke und Polarität sich jeweils im Rhythmus der Eingangswechselspannung ändert.

Durch das sich ständig ändernde Magnetfeld im Eisenkern wird in der Sekundärspule analog und synchron zu der an der Primärspule anliegenden Wechselspannung eine von der Eingangswechselspannung galvanisch getrennte Wechselspannung erzeugt, deren Höhe vom Verhältnis der Windungszahlen der Primär- zur Sekundärspule abhängt.

Wo ist das Verständnisproblem?

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