Welche Energieumwandlungen finden an einem Transformator statt und warum finden sie statt?

Durch die Primärspule fließt ein Wechselstrom.Also hadt Du hier elektrische Energie.Die Spule erzeugt ein Magnetfeld, dass sich ebenso ändert wie der Strom der Primärspule. Hierhadt Du also magnetische Energie. Dieses sich ändernde Magnetfeld induziert in der Sekundärdpule wieder eine Spannung, wodurch ein Strom fließen kann, Du hast also wieder elektrische Energie.

Das sind die Hauptumwandlungen. Aber außerdem verursacht der unvermeidliche elektrische Widerstand der Spulen eine Wärmeentwicklung. Es wird also elektrische Energie in Wärme umgewandelt. Weiterhin verursacht der magnetische Fluß im Eisenkern auch dort einen indutierten Strom. Dieser Strom führt ebenfalls zu Wärmeentwicklung. Man hält diesen Effekt klein, indem man den Eisenkern nicht massiv ausführt, sondern aus gegeneinander isolierten Blechen baut.

Zuletzt gibt es im Eisen noch Ummagetisierungsverluste, die ebenfalls wieder zu Erwärmung führen. Es wird also magnetische Energie in Wärme umgewandelt.

Diese Verluste sind bei einem guten Trafo sehr klein, unter 1%. Aber es sind eben auch Energieumwandlungen.

An einem Transformator finden zwei Energieumwandlungen statt:

• Elektrische Energie wird in magnetische Energie umgewandelt. Dies geschieht, wenn ein Strom durch eine Spule fließt. Dadurch wird ein Magnetfeld erzeugt.
• Magnetische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt. Dies geschieht, wenn eine Spule in einem Magnetfeld bewegt wird. Dadurch wird in der Spule eine Spannung induziert.

Die ersten Energieumwandlung findet in der Primärspule statt. Die elektrische Energie, die an die Primärspule angelegt wird, erzeugt ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld wird dann in die Sekundärspule übertragen.

Die zweite Energieumwandlung findet in der Sekundärspule statt. Das Magnetfeld, das von der Primärspule erzeugt wird, induziert in der Sekundärspule eine Spannung. Diese Spannung ist proportional zur Anzahl der Windungen in der Sekundärspule.

Die Energieumwandlungen in einem Transformator finden statt, weil sie es ermöglichen, die elektrische Spannung zu verändern. Dies ist wichtig, um elektrische Energie über große Entfernungen zu übertragen.

Beispielsweise wird in einem Kraftwerk eine hohe elektrische Spannung erzeugt. Diese Spannung wird dann über Transformatoren auf eine niedrigere Spannung reduziert, bevor sie an die Verbraucher abgegeben wird. Dadurch wird die Verlustleistung bei der Übertragung der elektrischen Energie verringert.

Transformatoren werden auch verwendet, um die elektrische Spannung in Geräten zu ändern. Beispielsweise wird in einem Fernsehgerät die elektrische Spannung aus der Steckdose auf eine niedrigere Spannung reduziert, bevor sie an die Bildröhre abgegeben wird.

Der Wirkungsgrad eines Transformators ist relativ hoch. Er liegt in der Regel zwischen 90 % und 99 %. Das bedeutet, dass nur ein kleiner Teil der Energie in Form von Wärme verloren geht.