Trafo mit Resonanzfrequenz betreiben
Trafo mit Resonanzfrequenz betreiben. Was ist damit gemeint wie funktioniert das ?
3 Antworten
Transformatoren sind nicht Ideal. Ein Teil des erzeugten magnetischen Flusses geht nicht über das Eisenjoch durch die zweite Wicklung, sondern umschließt nur die erste Wicklung. Daraus resultiert eine parasitäre Induktivität, die man in einem Ersatzschaltbild seriell zu dem transformator einzeichnen würde.
Diese Streuinduktivität nervt. Man muss sie bei jeder Schwindung umladen. Aber: man kann einen Kondensator an den Trafo ranlöten. Den Kondensator wählt man so groß, dass sein Wechselstromwiderstand bei der gewünschten Betriebsfrequenz (zB. 10kHZ in einem Schaltnetzteil) gerade das Negative des Wechselstromwiderstands der Induktivität ist. Die beiden heben sich gegenseitig auf, und die unerwünschte Streuinduktivität wird unsichtbar.
Das ganze nennt man Resonanten Betrieb, da Kondensator und Induktivität ein schwingungsfähiges Sytem bilden. Nachdem sie einmal geladen wurden (nach Millisekunden), tauschen sie permanent Energie miteinander aus, und lassen den eigentlichen Nutzstrom ungehindert in den Trafo passieren.
Das ganze war jetzt ein Beispiel für erwünschten Resonanten Betrieb. Das ganze kann auch aus Versehen passieren. Zwischen den Windungen im Trafo gibt es parasitäre Kapazitäten. Wenn du mit der Frequenz zu hoch gehst, wird die Wickung des Trafos mit ihren eigenen Kapazitäten selbstresonant, und der Trafo funktioniert nicht mehr. Welcher Fall jetzt bei dir zutrifft, weiß ich nicht. Dafür bräuchte ich mehr Infos.
Ein 50HZ Trafo wird niemals in Resonanz betrieben, sonst hätte man extreme Überspannungen. Resonanzen sind Störfälle in der Elektrotechnik. Ausserdem benötigte man dazu einen Kondensator damit ein Schwingkreis, der in Resonanz schwingen kann, entsteht. EIn großer 50Hz Trafo hat bis zu 99,9 % Wirkungsgrad auch ohne Resonanz. Beim Radioempfänger benutzt man die Resonanz zum Abstimmen der Sender.
Bei Tönen kennst ja das Phänomen. Bei bestimmten Tonhöhen beginnen plötzlich Fensterscheiben, Blechteile oder was auch immer zu scheppern. Das ist wie bei einer Schaukel. Wenn du immer zum richtigen Zeitpunkt, wenn die Schaukel von selbst am höchsten Punkt die Richtung umdreht, mit wenig Kraft beschleunigst dann wird sie immer höher schaukeln. Wenn du zu früh oder zu spät antauchst dann wirst du sie entweder abbremsen oder einfach nicht mehr erwischen. Du wirst also unnötig Kraft verbrauchen aber keinen besonderen Wirkunsgrad erreichen. Beim Trafo ist es auch so. Je nach Wicklungen und Eisen wird er unter ganz bestimmten Umständen einen besonderen Wirkungsgrad haben und sich selbst ohne große Energiezufuhr aufschaukeln auf hohe Ausschläge, zB Tesla Trafo --> Wikipedia. Klar dass er dann auch keine großen leistungen sondern nur hohe Spannung abgibt sonst würde er wie eine Schaukel von der ich Energie wegnehme bald stehen bleiben.