Transformatoren und Spannung?

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5 Antworten

bedingt...

en transformaotor ist schon darauf angewiesen, dass er einen relativ sauberen Sinus innerhalb eines bestimmten freuquenzbereiches bekommt.  man kann ihn aber auch mit einer treppenwelle, trapezwelle oder sogar rechteckwelle betreiben. dann liefert er aber nicht mehr die volle leistung bzw. wird unterhalb der angegebenen nennlast zu warm.

auch mit der spannung ists nicht anders. damit die ausgangsspannung stimmt, muss auch die eingangsspannung stimmen ein transformator, der bei 230 volt eingangsspannung z.B. 12 volt liefern soll, würde bei nur 115 volt eingangsspannung nur eine ausgangsspannung von 6 volt liefern und natürlich längst nicht seine volle leistung.

hat der oben besagte trafo bei 12 volt 10 ampere, also 120 VA, bedeutet das keineswegs im Umkehrschluss, dass er mit der halben spannung betrieben 20 Ampere liefert.

wird ein transformator mit zu hoher spannung betrieben, dann geht er unweigerlich früher oder später übern Jordan. dabei dürften 240 statt 230 volt noch nicht viel ausmachen, aber z.B. 400 statt 230 volt wohl.

lg, Anna

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Netzttrafos jeder Größe sind auf 50Hz ausgelegt und dafür optimiert. Viele Trafos arbeiten aber mit nicht-sinusförmigen Spannungen. Beispiele:

  • Sperr- und Durchflusswandler (rechteckförmige Signale)
  • Messwandler (z.B. Stromzähler im Haushalt, bis zu 20 Oberwellen)
  • Endstufen-Trafo für Audio Verstärker (20Hz-20kHz)
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Spannung, damit ist sicher der Wert in Volt gemeint und eine Signalform haben erst einmal nichts miteinander zu tun.

Bei Netztransformatoren ist die Frequenz festgelegt. Das sind 50 in manchen Ländern auch 60 Hertz. Auch bei der Signalform ist Sinus Standard.

Anders ist es bei Übertragern, als Transformatoren in der Verstärkertechnik.
Die sollten Signale mit Frequenzen von etwa 20Hz bis ca.16kHz verzerrungsfrei übertragen werden. Da müssen hochwertige (Eisen) Kerne eingesetzt werden.
Bei so einer Anwendung liegen die Spannungen der Signale im Bereich von wenigen Volt. Wenn noch Röhren verwendet werden, dann vielleicht auch um 250V (Gleichspannung).
Ein besonderer Schutz ist dabei aber nicht notwendig.

Ganz anders ist es bei Transformatoren der Energieversorgung. Dort werden Transformatoren mit Spannungen betrieben, die für den Menschen gefährlich sind. Folglich muss auch Spannungsfestigkeit viel Wert gelegt werden.

Noch anders ist es bei Transformatoren in Schaltnetzteilen ( z.B. Ladegräte für Handys ... ). Dort benutzt man Spannungen mit Frequenzen so um 20kHz.
Das gestattet viel kleinere Abmessungen eines Transformators. Auch kann man die Abstände zwischen Primär- und Sekundär-Wicklung relativ groß machen, wodurch die Gefahr eines Spannungsdurchschlags ( von der Primär- auf die Sekundärseite) sehr gering ist.

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Sowohl als auch.

Üblicherweise ist eine bestimmte Eingangsspannung und eine bestimmte Ausgangsspannung vorgesehen bzw. ausgelegt. Aber: Nur weil z.B. 230 V als Eingangsspannung angegeben ist, heißt das nicht, daß der der Trafo mit 50 V nicht funktioniert.

Zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung liegt ein gewisses Verhältnis vor, was proportional zu den Windungszahlen und indirekt proportional zu den Strömen steht. Hat man z.B. einen Trafo mit 230 V / 12 V, so ist das Verhältnis 230 V : 12 V = ~19,16.

Legt man jetzt primär z.B. 50 V an, so kommen auf der anderen Seite jetzt nur noch ~2,6 V raus. (50 v : 19.16) Andersrum geht das natürlich auch. legt man sekundär 50 V an, so kommen primär etwa 960 V raus.

Dies gilt jedoch nur für den idealen Trafo ohne Verluste. In Wahrheit weichen die Ergebnisse etwas ab.

Trafos funktionieren mit jeder Art von Mischspannung (also AC und DC gleichzeitig), mit reiner DC jedoch nicht, bzw. nur im Einschaltmoment.

Je nachdem, wie ein Trafo gewickelt und beschaffen ist, kann er besser auf Sinus-Spannung reagieren, oder z.B. besser auf Audiosignale (nennt sich dann "Ausgangsübertrager"), aber prinzipiell ist dem Trafo die Signalform egal, solange sich das Magnetfeld ändern kann.

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michiwien22 09.07.2017, 12:25

Andersrum geht das natürlich auch. legt man sekundär 50 V an, so kommen primär etwa 960 V raus.

Normalerweise funktioniert das nicht, da die Sekundärseite weniger Windungen hat und der Kern in Sätttigung gehen wird. 

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CryptonNite 09.07.2017, 12:31
@michiwien22

Das funktioniert normalerweise SEHR WOHL. Die übertragbare Leistung ist jedoch erheblich geringer (aufgrund der Sättigung und des höheren Stromes, der fließen wird). Dies impliziert wieder den Energieerhaltungssatz.

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michiwien22 09.07.2017, 13:00
@CryptonNite

bei einem Netztrafo, der auf 230V dimensioniert ist liegt die Nenninduktion üblicherweise etwa bei 1T. 

Die Spannung pro Windung ist

U/N = wϕ

Wenn das Übersetzungsverhältnis N2/N1 = 1/10 beträgt, so kannst du sekundär auch nur die entsprechend kleinere Spannung anlegen, d.h. etwa 23V. Kann sein, dass du noch eine Reserve bis 30V hast, aber doch nie und nimmer für 230V...

Sicher wird es "funktionieren", nur sobald der Tafokern sättigt, ist das kein Trafo mehr...

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CryptonNite 09.07.2017, 13:11
@michiwien22

Es funktioniert. Nach diesem Prinzip habe ich bereits Trafos für Röhrenverstärker missbraucht. Ich hatte 18 V eingangsseitig und brauchte 400. Also einfach nen Trafo mit passendem Übersetzungsverhältnis gesucht und ich hatte meine 400 V AC. Der Wirkungsgrad ist dabei natürlich unterirdisch.

Außerdem steht weiter oben deutlich da, daß die Umkehrbarkeit nur für einen idealen Trafo gilt und die Realität etwas anders ist.

Das oben genannte Beispiel ist nur zur Verdeutlichung gedacht. Daß man bei 5 V sekundär keine 230 V anlegen sollte, weiß ich. Theoretisch funktioniert es aber, denn die Transformatorengleichung funktioniert in beide Richtungen. In der Praxis kommen da noch ein paar Dinge dazu, die die Gleichung außer Acht lässt.

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michiwien22 09.07.2017, 13:32
@CryptonNite

Röhrentrafos sind hier anders dimensioniert. Bei klassichen Netzttrafos die für die Verwendung in Netztteilen bei 50Hz drin sind geht das definitiv nicht. Ich habe das schon unzählige Male mal so spaßhalber probiert...

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michiwien22 09.07.2017, 13:45
@CryptonNite

und da hst du sekundärseitig (d.h. dort wo normalerweise sagen wir mal 20V rauskommen 230V angelegt? Reden wir vom gleichen Sachverhalt?? Kann ich mir nicht vorstellen...heute ist mir die Zeit zu schade, aber ich bin mir 100% sicher dass der Strom zu groß wird und die Sicherung fliegt...Du kannst den Trafo ein wenig in den verbotenen Bereich bringen (sagen wir mal statt 20V mit 40V reingehen, und dann primärseitig 400V raus). Bei 10 facher Verletzung der maximalen Induktion macht es aber ziemlich sicher rumms und wäre auch kompletter Unsinn...

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CryptonNite 09.07.2017, 13:49
@michiwien22

Ich habe damals einen 9 V-Trafo mit 18 V betrieben. Das bringt dann am Ende etwa 460 V. Mit 230 V reingehen hätte das Teil wahrscheinlich nur kurzzeitig überlebt ;-) Somit hatte ich jedoch genügend Luft für eine klassische Gleichrichtung mit Röhrengleichrichter, Glättung, Siebung und Röhrenstabilisierung.

Das Ding tut noch immer seinen Dienst. Ums 10fache übertreiben wäre mit Sicherheit tödlich.

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michiwien22 09.07.2017, 13:53
@CryptonNite

ja, das kann ich mir vorstellen...du betreibst den Tarfo zwar zeitweise in der Sättigung, aber nicht "permanent".

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Transformatoren haben immer ein bestimmtes Windungsverhältnis. Die Ausgangsspannung hängt dann von der Eingangsspannung, dem Windungsverhältnis und der Belastung ab.

Wenn also 1000 Wind. primär und 100 Wind. sekundär gewickelt sind, wird ohne Belastung jede Primärspannung auf ein Zehntel runtertransformiert.

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Usedefault 09.07.2017, 17:47

Aber andere haben geschrieben, dass zwar Sekundärspannung zu Primärspannung gleich ist, aber dass dann die Sekundärseite bei falscher Primärspannung schon vor dem gepriesenen Übertragungswert einbricht.

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guenterhalt 10.07.2017, 08:34
@Usedefault

wie sagt man solche Beiträge?

Ka̱u̱derwelsch =  sprachliches Durcheinander.

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