Handout Transformator

Transformator

Handout von Amelie Rogaß, Physik GK Fei

Definition

"Transformatoren werden verwendet, um elektrische Energie eines Wechselstromes von einem Primärstromkreis auf einen Sekundärstromkreis zu übertragen. Bei dieser Übertragung kann man die Werte für die Spannungen und Stromstärken verändern. Das Funktionsprinzip von Transformatoren beruht auf der elektromagnetischen Induktion.“ (Zitat lernhelfer.de)

Allgemeines

- Wichtig für Wechselstromtechnik - Einsatz reicht vom Umspanner in Starkstromtechnik bis zu Netztransformatoren in Ladegeräten für Handys - Besteht meist aus zwei oder mehr Spulen - Diese sind aus Kupferdraht gewickelt & befinden sich auf gemeinsamen Eisenkern - Wandelt Eingangswechselspannung, welche an einer Spule angelegt ist -> in eine Ausgangswechselspannung, die an anderer Spule abgefangen wird - Primärspule (PS) = von außen Wechselspannung 𝑈P angelegt - Sekundärspule (SP) = greift Ausgangsspannung 𝑈S ab

Funktionsprinzip

- Wechselspannung 𝑈P in der Primärspule verursacht -> einen Wechselstrom in Primärspule - Wechselstrom in der Primärspule verursacht -> ein sich ständig änderndes Magnetfeld im Eisenkern & Sekundärspule - sich ständig änderndes Magnetfeld in Sekundärspule induziert eine Spannung 𝑈S in der Sekundärspule -> auch eine Wechselspannung & hat die gleiche Frequenz, wie die Wechselspannung in der Primärspule - Kann nur mit Wechselspannung funktionieren -> ständige Änderung Magnetfeld nötig um Spannung in SP induziert werden kann

- Ideal unbelasteter Trafo = keine Energieverluste -> richtet sich Sekundärspannung nach der Primärspannung - Ideal belasteter Trafo = Energieverluste unberücksichtigt -> richtet sich Primärstromstärke nach der Sekundärstromstärke

Transformator

Handout von Amelie Rogaß, Physik GK Fei

Anwendungsbereiche

1.) Hochspannungstrafo = große Windungszal an Sekundärspule, macht kleine Spannungen zu großen - Beispiele: Transformator am Kraftwerk (20kW bis zu 380kW) Zündspulen in Kfz (6 bis zu 15kW) Fernseher & Computerbildschirmen 2.) Hochstromtrafo = kleine Sekundärwindungszahl, aus geringer Stromstärke (ST) große ST, aus großen Spannungen(SP) kleine SP - Beispiele: Transformatoren in Ladegeräten In Halogenlampen Stromversorgungsgerät Schule ( 230V bis zu 12V) Energieübertragung in Wohngebieten (380kW -> 20kW -> 230V)

Stromverbundnetz

Quellen https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/transformator-fernuebertragung/grundwissen/transformator https://www.polarstern-energie.de/magazin/artikel/stromwissen-was-macht-eigentlich-ein-transformator/ https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/transformator https://cms.sachsen.schule/fileadmin/_special/gruppen/256/Downloadbereich/10/Ph_10_5Tafelbild_Anwendungen.pdf