Was machen die Elektronen in einem Transformator?

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3 Antworten

Als erstes ganz wichtig:

Kein einziges Elektron aus dem Primärkreis bewegt sich in den Sekundärkreis! Der Trafo ist eine galvanische Trennung, zwei völlig verschiedene Stromkreise.

Was macht das Elektron?

  • Es fliesst, dadurch erzeugt es ein Magnetfeld im Trafokern
  • Es ändert dauernd seine Geschwindigkeit, dadurch ändert sich die Stärke des Magnetfelds dauernd; dies ist absolut zentral für die Funktion des Trafos! Genannt Induktion. Gleichstrom kann man nicht transformieren!
  • Durch das sich ändernde Magnetfeld werden in der Sekundärspule diese andern Elektronen dort angeschoben
  • Die Spannung ist proportional zur Windungszahl
  • Weil man Energie oder Leistung P nicht aus dem Nichts erzeugen kann, muss bei steigender Spannung U der verfügbare Stromstärke I sinken. Denn P = U * I
Mazaran 05.07.2017, 17:34

Zitat Anfang:

Der Trafo ist eine galvanische Trennung, zwei völlig verschiedene Stromkreise.

Zitat Ende

Nicht ganz richtig!

Diese galvanische Trennung betrifft nur spezielle Trafos wie Sicherheitstrafos, Trenntrafos ua.

Bei den sogenannten billigen Spartrafos besteht keine galvanische Trennung!

MfG

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atoemlein 05.07.2017, 17:47
@Mazaran

Jaja. Aber das ist vielleicht 1% des Marktes oder noch weniger. "Speziell" sind also die "Spartrafos.
99% der Trafos sind normale, galvanisch getrennte Trafos. Wenn auch mit unterschiedlichen Isolationsspannungen. Aber jedes Netzteil, jedes Ladegerät, die ganze Consumerelektronik kennt nichts anderes als "Trenn"trafos, auch wenn man den normalen nicht so sagt.

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Der "ohmsche" Widerstand wird bei den einfachen Transformatorgleichungen nicht beachtet. Wenn du eine extrem vereinfachte Erklärung willst: Die Elektronen werden durch die Lorentzkraft (aufgrund des veränderlichen Magnetfeldes) "zur Seite gedrängt". Die Anzahl dieser Kräfte addiert sich durch die hintereinander im Draht befindlichen (Leitungs-)Elektronen. Bei vielen Elektronen (langer Leiter, große Windungszahl) ist die Kraft dementsprechend größer.

MairL 03.07.2017, 19:24

Das erklärt warum die Spannung größer wird.
Aber warum wird nun die Stromstärke, also wie viele Elektronen pro Zeit "zur Seite gedrängt werden", kleiner? 
Dass das aufgrund des Omschen-Gesetzes so sein muss ist mir klar aber ich würde auch gerne verstehen warum..

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michiwien22 04.07.2017, 06:35
@MairL

...vergiss das ohm'sche Gesetz, das hat hier nichts zu suchen.

Was du brauchst:

U = N dΦ/dt

Damit und ein wenig geometrischen Überlegungen kommst du zum Ziel.

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nax11 06.07.2017, 01:17
@michiwien22

Ich meine, MairL  hat nach dem Strom gefragt und da kommt P = U*I zur Anwendung. 

Erhöht sich die Spannung muß der Strom natürlich fallen, denn Leistung kann nicht aus dem Nichts erzeugt werden. Der Trafo macht lediglich eine Transformation, wie der Name schon sagt und real mit einem Wirkungsgrad unter 100 %

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atoemlein 06.07.2017, 23:50
@MairL

Wie schon erwähnt: Leistung kann nicht aus dem Nichts entstehen.
Wenn man die Spannung erhöht, und der Strom würde gleich bleiben wie vorher, dann hätte man eine höhere Leistung am Ausgang des Trafos als man am Eingang hineinsteckt. Das wäre ein Perpetuum Mobile.

Ev. kannst du es dir mit dem Wasserkraftwerk vorstellen (Spannung ist der Wasserdruck, Strom ist der Wasserstrom):
Um eine bestimmte Leistung zu erzeugen, kann man

  • entweder Wasser von einem hochgelegen See, also mit hohem Druck, aber kleinem Strom ("wenige Liter" pro Sekunde) auf die Turbine lassen
  • oder Wasser mit geringer Fallhöhe nutzen (wenig Druck, Flusskraftwerk), aber "viele Liter" pro Sekunde durch die Turbine lassen.

Für gleichbleibende Leistung muss also der Strom geringer sein, wenn man den Druck steigert.

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Die Elektronen machen auch im Transformator nichts anderes als das, was sie immer machen in einem stromdurchflossenen Leiter: Sie verschieben sich innerhalb des Leiters, nichts anderes.

Die Funktion des Transformators brauchen wir hier nicht zu beschreiben, das lässt sich bei Wiki nachlesen. Vielleicht solltest Du erst einmal etwas über "Induktion" lesen.

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