Idealer Transformator

Gefunden in Wikipedia, angepasst für den NWA-Unterricht RSO Klasse 9
Idealer Transformator
Beim idealen Transformator sind die Spannungen an den Wicklungen aufgrund der
elektromagnetischen Induktion proportional zur Änderungsgeschwindigkeit des magnetischen
Flusses und zur Windungszahl der Wicklung. Daraus folgt, dass sich die Spannungen so zueinander
verhalten wie die Windungszahlen. Sind N1, N2, U1 und U2 die Windungszahlen beziehungsweise
die Effektivwerte der primär- und sekundärseitigen Spannungen, so gilt beim idealen Transformator
Durch geeignete Wahl der Windungszahlen N1 und N2 können mit einem Transformator
Wechselspannungen sowohl hochtransformiert werden, indem N2 größer als N1 gewählt wird, oder
heruntertransformiert, wenn N2 kleiner als N1 gewählt ist.
Wird an die sekundäre Wicklung ein Verbraucher angeschlossen, so entnimmt dieser dem
Stromkreis Leistung. Dabei kommt ein Strom auf der Sekundärseite zustande, und der Primärstrom
vergrößert sich. Im Gegensatz zu den Spannungen an den Wicklungen sind die Ströme in den
Wicklungen jedoch entgegengesetzt gerichtet: Wenn der Primärstrom bezogen auf den Kern rechts
herum durch die Spule fließt, fließt der Sekundärstrom links herum und umgekehrt (Lenzsche
Regel). Physikalisch lässt sich der gegensinnige Stromfluss mit der Lenzschen Regel erklären.
Dabei wird davon ausgegangen, dass der Induktionsstrom das Magnetfeld der der Primärspule
(Feldspule) schwächt und daher die Feldspule zur Aufrechterhaltung des Feldes zusätzliche Energie
in Form von zusätzlichem Strom benötigt. Wird also mehr Strom dem Trafo entnommen, so wird
auch mehr aufgenommen!
.
Die Kombination der Gleichungen für die Spannungs- und Stromtransformation zeigt, dass bei
einem idealen Transformator die primärseitig zugeführte Energie gleich der sekundärseitig
entnommenen Energie ist. Der Transformator führt weder eine Zwischenspeicherung von Energie
durch, noch erzeugt er Wärmeverluste. Für die Leistung gilt bspw.:
Primärspule = Feldspule, da sie das Magnetfeld „erzeugt“!
Sekundärspule = Induktionsspule, da in ihr eine Spannung induziert wird!