Technische Universität Berlin - Projektlabor

Technische Universität Berlin
PROJEKTLABOR SS/2005
ELEKTROTECHNIK
REFERAT
THEMA : TRANSFORMATOREN
TU-Berlin
Celestin Yanou Dankeu
224867
INHALT:
1-Definition des Transformators
2- Bestandteil und Schaltbild des Transformators
3- Funktionsprinzip
4-Wirkungsgrad des Transformators
5-Verschiedenen Sorte von Transformatoren
6-Anwendung.
TU-Berlin
1-Definition
Ein Transformator(kurz Trafo) ist eine Elektrische Baugruppe aus einer oder mehreren
Wicklungen auf einem gemeinsamen Eisenkern .
Zwei Spulen auf einem Eisenkern = Transformator
2-Bestandteil und Schaltbild des Trafos
-Ringkerntransformatoren:
Der Ringförmig , isolierte Eisenkern wird mit Spezialmaschinen direkt mit Kupferdraht
bewickelt.
Grundsätzlich wird der Transformator bzw. sein Eisenkern in zwei Bauarten gebaut :als
Kerntransformator oder als Manteltransformator.
-Primärwicklung oder Primärspule
ist die zum Anschluss an das Netz bestimmte Wicklung und wird mit PRI auf dem Etikett
angeben.
-Sekundärwicklung oder Sekundärspule
ist die zum Anschluss einer Installation, Apparates oder Elektronik bestimmte Wicklung und
wird mit SEC auf dem Etikett angeben.
Schaltbild:
3-Funktionsprinzip
Die Primärspule kann ein Magnetfeld aufbauen, wenn sie von einem Strom durchflossen
wird .Dieses Magnetfeld durchsetzt auch Sekundärspule und kann in ihr eine Spannung
induzieren.
Die Wechselspannung in der Primärspule verursacht einen Wechselstrom . Dieser
Wechselstrom verursacht sowohl in der Primärspule als auch in der Sekundärspule ein
Magnetfeld. Nach Faraday zieht ein sich änderndes Magnetfeld eine Induktionsspannung nach
sich.
Die induzierte Spannung tritt in der Sekundärspannung als Sekundärspannung auf. Sie ruft
aber auch in der Primärspule eine Induktionsspannung hervor, die nach Lenz der von außen
angelegten Spannung entgegengerichtet ist. Daher ist der Primärstrom beim unbelasteten
Transformator in der Regel sehr klein .
Aus der o. g geht hervor, dass ein Transformator nur mit Wechselspannung funktionieren
kann .Würde man an die Primärspule eine Gleichspannung anlegen ,so käme es zu keiner
Magnetfeld Änderung und somit würde keine Sekundärspannung entstehen.
-Übersetzungsverhältnis Spannung zu Windungszahl:
Ü
Ue
Ua

Ne
Na
-Übersetzungsverhältnis Spannung zu Strom:
Ü
Ue

Ua
Ia
Ie
4-Wirkungsgrad eines Transformators.
Definition.
Das ist das Verhältnis aus der Leistung, die der Transformator abgibt und der Leistung, die in
dem Transformator hingeht.
Formel:

Pab
Pab Pv
  Wirkungsgrad
Beispiel:
Gegeben sind für einen Trafo:
Ue=230v
Ua = 12v
Ie = 0,3A
Ia= 4.8A
Gesucht ist der Wirkungsgrad ????

Pab
Pauf

UaIa 12V * 4.8 A

 0.83
UeIe 230V * 0.3 A
Der Wirkungsgrad dieses Trafos beträgt 0,83 oder 83%. Die Restliche Leistung wird in
Wärme umgewandelt.
5-Verschiedenen Sorten von Transformatoren
a) Idealer Transformator:
Er ist ein geschlossener Kern( Z.B Ringkern),auf den zwei Spulengewickelt sind.
- Die Spulen haben keinen ( oder nur vernachlässigbar kleinen) ohmschen (verlust-)
Widerstand.
- Der gesamte magnetische Fluss, der die erste Spule durchsetzt, geht auch die zweite Spule
hindurch ( es existiert kein oder nur ein vernachlässigbar geringer Streufluss )
- Die Permeabilität u ist sehr groß
b) Realer Transformator
Ein realer Trafo hat demgegenüber Übertragungsverluste durch den Ohmschen widerstand
der Wicklung, durch Wirbelstrombildung im Kern, Unmagnetisierungsverluste und durch
andere Effekte.
6-Anwendung eines Trafos
Da elektrische Geräte für unterschiedlichste Anwendungen und Spannungen gebaut werden,
müssen Transformatoren zur Spannungsanpassung eingesetzt werden.
Die Aufgabe von Transformatoren ist Wechselspannungen und Wechselströme in größere
oder kleinere Werte umzuformen.
Quellen:
- http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0207222.htm
- Skript Grundlagen Elektrotechnik 1-B
- Formelsammlung Elektrotechnik CORNELSEN
HERMANN WELLERS
- http://www.schule-bw.de/unterrichts/faecher/physik/online material/e lehre1/indukti...
- http://physik aufgaben.de/ls gelehr4.htm