Physik: Berechnung von Stromstärke/Spannung bei einem Transformator/Trafo
Hey :) Ich stehe leider auf der Opferliste meines Physikslehrers und werde laut meinen Mitschülern nächste Stunde ausgefragt -.-' Kann mir jemand erklären wie ich die Stromstärke und Spannung bei einem Transformator berechene? Ich versteh das ganze nicht so richtig ...
2 Antworten
Hallo!
Transformatoren arbeiten NUR mit Wechselspannung, da in seinen beiden Spulen nur durch Wechselspannung von der Primär- zur Sekundärspule übertragen werden kann. Das gleich vorneweg; Gleichspannungstrafos gibt es nicht!
Ein Transformator hat zwei Spulen: Eine Primärspule und eine Sekundärspule. Beide Spulen haben eine Windungszahl, die auch als Übersetzungsverhältnis des Trafos bezeichnet werden (Windungszahl Primärspule N1 und Windungszahl Sekundärspule N2; das Übersetzungsverhältnis n = N1 / N2). Legst Du nun eine Wechselspannung an die Primärspule N1 an, so entsteht, im Übersetzungsverhältnis n, eine Sekundärspannung an N2.
Die Spannungen an den Spulen N1 und N2 verhalten sich entsprechend dem Übersetzungsverhältnis. Daher gilt: N1/N2 = U1/U2
Beispiel: N1 hat 100 Windungen und N2 hat 25 Windungen so erhälst Du für n = N1 / N2 den Wert 4. In die Spannungsformel übernommen heisst das: 4 = U1/U2 => U2 = U1 / 4. Würdest Du nun 230V an die Primärspule anlegen, bekämst Du an der Sekundärspule 57,5V. Wie Du siehst, hast Du an der Sekundärspule nur ein Viertel der Windungen wie die Primärspule und bekommst daher auch nur ein Viertel der Spannung. Du hast somit die Spannung heruntertransformiert.
Verhält es sich mit den Windungszahlen umgedreht, also hätte zum Beispiel die Primärspule 25 Windungen und die Sekundärspule 100 Windungen, so würdest Du (siehe Formeln) an der Sekundärseite 920V bekommen, wenn Du an die Primärspule 230V anlegen würdest. Dann hättest Du hochtransformiert.
Eine Sache noch: Die Scheinleistungen von Spule 1 und Spule 2 sind immer gleich. Wenn Du auf der Sekundärseite eine Spannung hast und ein Strom fließt, hast Du dort eine Scheinleistung P (P = U x I). Die gleiche Scheinleistung hast Du automatisch auch an der Primärseite; dass heisst, wenn Du die Stromstärke auf der Sekundärseite weisst, dann kannst Du die Stromstärke auf der Primärseite berechnen und umgekehrt.
Frage beantwortet?
Mfg Frank
Scheinleistung?? was ist das .. kannst du es mir mit einem Beispiel erkären?
Das würde zu weit führen. Bei einem induktiven Verbraucher, ( und das ist ein Trafo) gibt es immer Wirkleistung, Blindleistung und Scheinleistung. Diese drei Leistungen werden aber nicht arithmetisch sondern geometrisch addiert. Der Begriff Phythagoras ist dir sicherlich geläufig. damit lässt sich einfach die Scheinleistung bestimmen. Doch das nur so am Rande. Jedenfalls wird bei einem Induktiven Verbraucher immer die (Schein-) Leistung in VA angegeben. Bei ohmschen Verbraucher wie Glühlampen, Lötkolben, Tauchsieder, Heizstab , etc wird die (Wirk-) Leistung in W angegeben. Die Blindleistung ist eigentlich unerwünscht, wird aber zum Aufbau des Magnetfeldes gebraucht und die wird in "var" gemessen.
Geht das wirklich nicht mit Gleichstrom ? Mein Netzteil kann leider nur Gleichstrom
Ganz wichtig: Die primäre Windungszahl ist abhängig von der primären Spannung, dem Querschnitt des Eisenkernes und auch von der Qualität des Eisenkernes. Erst dann kann man die Sekundärwicklung bestimmen. Bloß nicht irgendwie und auf gut Glück anschließen!