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Wie funktioniert ein Transformator? - Eine Erklärung

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Letztes Update am 22.10.2014, 14:04
Ein Transformator ist eine Art Spannungswandler für Wechselspannungen.

Ein Transformator besteht aus einem Eisenkern, auf welchem mindestens zwei Spulen untergebracht sind. Der Eisenkern ist geschlossen, das heißt, dass dieser ringförmig aufgebaut ist. Durch die elektromagnetische Induktion entsteht in der sogenannten Sekundärspule eine Wechselspannung, wenn an der Primärspule eine solche angelegt wird. Die Wechselspannung in der Sekundärspule steht im gleichen Verhältnis zur Spannung in der Primärspule, wie das Verhältnis der Anzahl der Windungen der beiden Spulen zueinander ist.

  1. Die Primärspule bei einem Transformator ist die, wo eine Wechselspannung eingespeist wird. Diese könnte man auch als Eingang bezeichnen.
  2. Durch die Wechselspannung in der Primärspule entsteht ein wechselndes Magnetfeld, welches durch den geschlossenen Eisenkern auf die Sekundärspule übertragen wird.
  3. Durch das Prinzip der elektromagnetischen Induktion verursacht ein sich wechselndes Magnetfeld in der Sekundärspule wiederum eine elektrische Spannung. Dies kommt daher, weil ein sich änderndes Magnetfeld in einem elektrischen Leiter eine Spannung erzeugt.
  4. In der Sekundärspule des Transformators entsteht also auf diese Weise ebenfalls eine Wechselspannung.
  5. Die Höhe dieser Wechselspannung hängt vom Verhältnis der Anzahl beider Windungen in den Spulen sowie von der eingespeisten Wechselspannung in der Primärspule ab.
  6. Wird am Eingang des Transformators beispielsweise eine Wechselspannung von 100 Volt angelegt und die Anzahl der Windungen in der Primärspule beträgt beispielsweise 300, die Anzahl der Windungen in der Sekundärspule hingegen 150, so ist die erzeugte Spannung in der Sekundärspule ebenfalls halb so hoch wie die Eingangsspannung.
  7. Die Ein- bzw. Ausgangsspannung stehen also im gleichen Verhältnis zueinander wie die Anzahl der Windungen der beiden Spulen.
  8. So ist es ohne Weiteres möglich, Transformatoren herzustellen, welche wegen eines festgelegten Verhältnisses der Anzahl der Windungen beider Spulen zueinander eine festgelegte Ausgangsspannung haben.
  9. Am Meisten werden Transformatoren dazu verwendet, beispielsweise die Netzspannung von 230 Volt in eine bestimmte, für ein bestimmtes Gerät benötigte Ausgangsspannung umzuwandeln.
  10. Diese Transformatoren bezeichnet man dann als Netztransformatoren oder Netztrafos.
  11. Transformatoren können prinzipiell nur Wechselspannungen umwandeln. Mit einer Gleichspannung funktioniert ein Transformator nicht.
  12. Dies kommt daher, dass eine Gleichspannung kein wechselndes Magnetfeld erzeugt, sondern nur ein sich aufbauendes und dann konstant bleibendes Magnetfeld.
  13. Nach dem Prinzip der Induktion jedoch kann eine elektrische Spannung nur durch ein sich wechselndes Magnetfeld erzeugt werden.
  14. Da bei den meisten Netzgeräten jedoch der angeschlossene Verbraucher eine Gleichspannung benötigt, muss diese Wechselspannung am Ausgang des Transformators zunächst in eine Gleichspannung umgewandelt werden.
  15. Dies wird durch einen sogenannten Gleichrichter erreicht, welcher an den Ausgang der Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen wird.
  16. Ein Transformator ist also ein Spannungswandler für Wechselspannung. Es gibt auch Transformatoren, welche mehrere Sekundärwicklungen besitzen, um am Ausgang gleichzeitig mehrere verschiedene Wechselspannungen zur Verfügung stellen zu können.

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