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Ein Transformator dient dazu, eine Wechselspannung verlustarm auf eine andere Spannung zu transformieren. Nebenbei kann der Transformator die beiden Stromkreise entkoppeln (galvanisch trennen), d.h. dass zwischen Eingang und Ausgang eines Trafos im Idealfall keine Spannung liegt.
Der Transformator besitzt eine Primärwicklung N1, die den Strom in einen magnetischen Fluss wandelt. Der magnetische Fluss fließt durch den Trafo-Kern und wird in der Sekundärwicklung wieder in Strom umgewandelt.
Da der magnetische Fluss bei konstanter Spannung immer weiter zunimmt, und dann der Kern irgendwann nicht mehr kann (er geht in die Sättigung), funktioniert ein Trafo nur bei Wechselspannung. Je höher die Frequenz ist, umso weniger magnetischer Fluss kann sich aufbauen, sprich: Die Tafos können kleiner und einfacher gebaut werden.
Das Spannungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwicklung hängt hauptsächlich von dem Windungsverhältnis ab, U2=(N2/N1)*U1. Wenn ein Trafo also primärseitig N1=6 Windungen hat und sekundärseitig N2=3, dann ist die Ausgangsspannung im Idealfall etwa halb so groß, wie am Eingang. Und da die Energie nicht einfach verloren gehen kann, wird im Gegenzug der Strom I2=(N1/N2)*I1 doppelt so groß.
Der geneigte Leser wird sich jetzt vielleicht wundern, warum Transformatoren immer so viele Windungen haben, wenn dieses Beispiel schon mit so wenigen Windungen funktioniert hat. Das liegt daran, dass jeder Transformator (insbesondere im unbelasteten Zustand, sprich: die Sekundärwicklung kann gedanklich weggelassen werden) auch eine Spule, also eine Induktivität ist. Und Spulen haben nunmal einen Widerstand, also einen komplexen Widerstand Z, mit Z=U/I=U²/S°. Will man weniger als S=10VA Blindleistung, muss der Widerstand der Spule also Z=230²/-(j10)=j5,3kOhm betragen. Nun ist Z = jwL = j*2*pi*f * L, L=5300/2/pi/50, also etwa 15H... Oh je, meine Spulen haben normalerweise Milli Henry, also viel Spaß beim Wickeln. Andererseits steigt die Induktivität mit dem Quadrat der Windungszahl.
Glücklicherweise kann man normalerweise diesen ganzen Quatsch hier einfach vergessen und fertige Trafos kaufen......
PS.: Zur Blindleistung: S=U*I°, also I° bedeutet konjugiert komplex und 1/j=(-j).
I = U / Z, S = U * (U/Z)°, und für reale U: S = U² / Z° = U² / -jwL,
S = j * U²/wL
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