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Transformatoren

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Wenn wir beispielsweise ein Beleuchtungssystem bauen oder entwerfen, müssen wir uns mit der Stromversorgung unseres Modells auseinandersetzen. Wir werden dann auf ein Gerät namens Transformator stoßen, mit dem wir die Komponenten unseres Systems mit Strom versorgen. Das Funktionsprinzip dieses Geräts besteht darin, elektrische Wechselstromenergie durch Induktion von einem Stromkreis in einen anderen zu übertragen und dabei die ursprüngliche Frequenz beizubehalten und gleichzeitig die elektrische Spannung zu ändern. Bei der Übertragung elektrischer Energie sind die Verluste minimal, sodass sich der Strom (abgesehen von der Spannung) nicht ändert.

Passen Sie die Spannung an Ihre Bedürfnisse an

Geändert wird die Spannung, beispielsweise von Hochspannung, die für die Übertragung im Stromnetz über große Entfernungen verwendet wird, auf Niederspannung, die für die Stromversorgung von Endempfängern geeignet ist. Transformatoren bestehen aus zwei Grundelementen – einem Stahlkern und Wicklungen aus Kupfer oder Aluminium. Die am häufigsten verwendete Wicklungsart ist die Zylinderwicklung, bei der die Primär- und Sekundärwicklung die Form konzentrischer Zylinder haben. Der Transformatorkern besteht aus Säulen und Jochen.

Wie funktioniert ein Transformator?

Transformatoren sollen elektrische Spannung verändern, aber wie funktionieren sie? Eine der Wicklungen ist an Wechselstrom angeschlossen, wodurch ein magnetisches Wechselfeld entsteht, dessen vom Kern geleiteter Fluss durch die anderen Spulen fließt. Die Änderung des magnetischen Feldflusses in den Spulen führt zu elektromagnetischer Induktion, d. h. es entsteht in ihnen eine elektromotorische Kraft, auch Spannung genannt. Wenn ein Transformator weniger Sekundärwicklungen als Primärwicklungen hat, induziert er eine niedrigere Spannung, und dieser Transformatortyp wird als Abwärtstransformator bezeichnet. Das Funktionsprinzip der Primärwicklung basiert auf der Induktion im Magnetkern (erregt den Magnetfluss). Darüber hinaus ist die Spannung in der Primärwicklung sinusförmig. Bei der Sekundärwicklung handelt es sich um die Spannungserzeugung. Das Material der Wicklung selbst ist überwiegend Kupfer oder Aluminium. Die Auswahl des Transformators (einschließlich der Windungszahl) sollte an den jeweiligen Gerätetyp (Leistungsbedarf) angepasst werden.

Arten von Transformatoren

Je nach Anwendung verfügen wir über unterschiedliche Arten von Transformatoren. In Drehstromsystemen werden Mehrphasentransformatoren (Dreiphasentransformatoren) eingesetzt. Außerdem finden Sie bei uns Plan-, Ringkern-, Sicherheitstransformatoren und viele andere. Bei niedrigen Spannungen werden Transformatoren mit Luft isoliert, bei höheren Spannungen wird Transformatorenöl verwendet, das auch als Kühlmittel dient. In der Branche und im alltäglichen Sprachgebrauch stößt man häufig auf die Kurzbezeichnung trafo.

Transformatoren – FAQ

Die Verwendung eines Transformators mit geringerer Leistung führt zu einem geringeren Ladestrom. Es muss darauf geachtet werden, dass der Transformator nicht überhitzt. Ringkerntransformatoren haben eine geringere Streuinduktivität, was zu einer leichteren Überhitzung führt, wenn das System keine Strombegrenzung vorsieht.

LED-Streifenleuchten können mit LED-Treibern betrieben werden, längere Typen sollten jedoch mit einem LED-Transformator betrieben werden. Obwohl LED-Treiber eine konstante Ausgangsspannung liefern, benötigen längere Streifen mehr Strom, um mit maximaler Effizienz zu arbeiten.

Schweißmaschinen mit Widerstandsdrähte werden mit Transformatoren mit einem wirklich großen Leistungsbereich gepaart. Einige verfügen über einfache, andere über komplexe Steuerungssysteme, die jedoch konstruktionsbedingt über eine ausreichend hohe Stromversorgung verfügen müssen.

Ein entsprechend großer und stromeffizienter Netztransformator, beispielsweise der Volt VP-2000VA , ist die Basis des Projekts. Die einfachste und gebräuchlichste Bauform ist ein Stereoverstärker. Im Inneren des Gehäuses befindet sich ein Netzteil mit einem einzigen Netztransformator und zwei Verstärkungspfaden auf einer gemeinsamen Platine.