Transformator – Funktion und Aufgaben

Ein Transformator, kurz Trafo genannt, hat die Aufgabe, die vorkommende Wechselspannung herauf oder herab zu transformieren. Die Spannung wird also entweder reduziert oder erhöht.

Der Trafo ist im Prinzip ganz einfach aufgebaut. Er besteht aus zwei Spulen, die nebeneinanderliegen. Diese haben entweder eine gleiche oder eine unterschiedliche Wicklungszahl. Ist die Wicklungszahl der Primärseite höher als die auf der Sekundärseite, dann ist die Ausgangsspannung niedriger als die Eingangsspannung. Sollten die Anzahl der Wicklungen gleich sein, dann sind die Eingangs- und die Ausgangsspannungen gleich hoch.

Die Transformatoren sind sogar für die Stromerzeugung von größter Wichtigkeit. Elektrische Energie legt einen weiten Weg zurück. Dies kann nur durch ein Hochspannungsnetz gewährleistet werden. Nur so kann der Strom über weite Strecken wirtschaftlich und sinnvoll transportiert werden. Die Elektrogeräte jedoch werden nur über Nieder- und Kleinspannung betrieben. Daher sind auch alle elektrischen Geräte mit einem Trafo ausgestattet. Die Betriebsspannung ist nämlich in fast allen Geräten unterschiedlich und muss entsprechend dem Gerät umgewandelt werden.

Transformator

Das Grundprinzip eines Trafos ist immer dasselbe. Durch die Wechselspannung der Primärseite des Trafos wird ein magnetischer Fluss im Kern produziert. Dieser Fluss induziert auf der Sekundärseite eine entsprechende Spannung. Dieser Vorgang wird auch Spannungstransformation genannt. Der Wechselstrom in der Sekundärwicklung des Trafos bewirkt einen Wechselstrom in der Primärwicklung und wird auch Stromtransformation genannt.

 Zu einer besonders hohen Abweichung des Verhaltens des Trafos kommt es beim Einschalten und bei Netzstörungen. Sowohl das Einschalten als auch die Netzstörungen können den Kern des Trafos sättigen und zu Überströmen führen. Bei einer Netzstörung können einzelne Spannungshalbwellen ausfallen. In der darauffolgenden Halbwelle reagiert der Trafo mit einem größeren Sättigungsstrom. Fällt der Strom aus, so verharrt der Magnetisierungszustand des Kernes in einem Remanenzpunkt. Kommt der Strom wieder, so kann es zu einem Induktionsschub kommen, der bis zum Beginn der Sättigung kleiner ist als die wiederkehrenden Spannungshalbwellen.

Bild: Semen Grinberg  / pixelio.de

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