Referat - Der Transformator

Was ist ein Transformator?
Auf der elektromagnetischen
Induktion beruhendes Gerät zur Erhöhung oder Herabsetzung elektrischer Wechsel- und
Gleichspannungen.
Wozu braucht man Transformatoren?
Um die Erwärmung von
Überlandleitungen durch sehr große Ströme zu begrenzen, können dickere und damit
teuere Leitungen verwendet oder hohe Spannungen zur Übertragung benutzt werden.
Mit Transformatoren kann man
auf einfache Weise Spannung herauf- und herabsetzten. Hochstromtransformatoren benutz man
zum schweißen. Andere Transformatoren findet man in Netzgeräten für Kleingeräte, wie
z.B. Walkman.
Wie ist der Transformator aufgebaut?
Alle Transformatoren wandeln
elektrische Energie in der Primärspule über magnetische Energie im gemeinsamen Eisenkern
wieder in elektrische Energie in der Sekundärseite um. Dabei ist immer der
Energieerhaltungssatz erfüllt.
Der Transformator bestehend
aus zwei Spulen, einer Primärspule (Windungszahl N1) und einer Sekundärspule
(Windungszahl N2), die entweder auf den Schenkeln eines einfach geschlossenen Eisenkerns
(Kerntrafo) oder auf dem mittleren Schenkel eines zweifach geschlossenen Eisenkerns
(Manteltrafo), sitzen.
Kerntransformator
Manteltransformator
Wie funktioniert ein Transformator?
Legt man an die Primärspule
eine Wechselspannung U1 mit der Frequenz v, so erzeugt der im Stromkreis A fließende
Wechselstrom I ein Magnetfeld, das sich mit derselben Frequenz v in Größe und Richtung
ändert. Dadurch wir in der Sekundärspule eine Wechselspannung U2 induziert, deren
Frequenz mit derjenigen von U1 übereinstimmt. Messungen von U1 und U2 bei verschiedenen
Windungszahlen N1 und N2 der Spulen ergeben bei unbelasteter Sekundärspule annähernd die
Beziehung:
 

Bei belasteter Sekundärspule
gilt dagegen:
Schaltplan:

Meßwertetabelle:



Meßung
Nr.
N1
N2
U1
in V
U2
in V
N1/N2
U1/U2


1
600
150
50
12,5
4
4


2
600
300
50
25
2
2


3
600
600
50
50
1
1


4
600
1200
50
100
0,5
0,5


5
300
150
50
25
2
2


6
300
300
50
50
1
1


7
300
600
50
100
0,5
0,5


8
300
1200
50
200
0,25
0,25



Um nun im Sekundärstromkreis
eine möglichst hohe Spannung zu erhalten, muß man eine geringe Windungszahl N1 mit einer
hohen Windungszahl N2 kombinieren.
Was ist ein unbelasteter- und
belasteter Transformator?
Beim unbelasteten
Transformator verhalten sich die Primär- und Sekundärspannung wie die Windungszahlen der
entsprechenden Spulen:
Beim belasteten Transformator
ver...


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