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Transformator


Mit dem Transformator, kurz auch Trafo genannt, kann man Spannungen umwandeln. Für den Hobbyelektroniker sind ausschließlich Kleintransformatoren interessant.



Aufbau und Funktion

Ein Trafo besteht aus zwei Spulen, die auf einen gemeinsamen Eisenkern gewickelt sind. Durch den gemeinsamen Eisenkern sind beide Spulen miteinander magnetisch gekoppelt. Wird an die erste Spule eine Wechselspannung gelegt, so erzeugt diese ein Magnetfeld, welches über den Eisenkern auf die zweite Spule übertragen wird. Wegen der Wechselspannung ändert sich ständig der magnetische Fluß. In der zweiten Spule wird daher eine Wechselspannung induziert. Wird an einem Trafo kein Verbraucher angeschlossen, nennt man diesen Zustand auch Leerlauf.

Ein Trafo funktioniert nur mit Wechselspannung!

Die in der Ausgangswicklung erzeugte Spannung hat immer die gleiche Frequenz, wie die Spannung an der Eingangswicklung.

Die Eingangswicklung beim Trafo nennt man Primär- und die Ausgangswicklung des Trafos Sekundärspule oder -wicklung.

Im Leerlauf kann die Ausgangsspannung eines Trafos deutlich über der Nennspannungsangabe liegen.


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Der Trafo


Jeder Trafo ist für einen bestimmten Bemessungsstrom gebaut, auch Nennstrom genannt. Wird er überschritten, z. B. durch den Anschluß einer zu hohen Last auf der Sekundärseite, so zerstört der zu hohe Strom die Wicklungen. Entweder ist der Nennstrom auf der Sekundärseite oder die Leistung eines Trafos angegeben. Die Leistung eines Trafo wird in Voltampere (VA) angegeben. Das ist die Scheinleistung.

Ist die Leistung des Trafos angegeben, kann man den Nennstrom leicht ausrechnen. Nehmen wir als Beispiel einen Trafo mit 230 Volt Eingangsspannung, 12 Volt Ausgangsspannung und einer Leistung von 50 VA an:

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Durch das Anlegen einer zu hohen Spannung können die Wicklungen eines Trafos ebenfalls zerstört werden. Daher soll jeder Trafo eingangsseitig nur mit der für ihn vorgesehenen Spannung verbunden werden.


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Die beiden Schaltsymbole für einen Trafo



Arten von Trafos

Den Trenntrafo haben wir bereits kennengelernt. Er besteht aus zwei getrennten Wicklungen, die elektrisch keinen Kontakt miteinander haben. Der Hobbyelektroniker sollte grundsätzlich nur diese Art von Trafos benutzen!

Der Sicherheitstransformator oder Sicherheitstrafo hat zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung eine zusätzliche Isolierwand. So ist gewährleistet, daß im Fehlerfall keine leitende Verbindung zwischen Primär- und Sekundärwicklung zustande kommen kann! Sicherheitstrafos müssen kurzschlußfest oder bedingt kurzschlußfest sein. Der Hobbyelektroniker sollte unbedingt diese Art von Trafos bevorzugen.


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Ein Trenntrafo
mit zusätzlicher Isolierwand zwischen beiden Wicklungen
für 230 Volt und 2 Ausgängen mit je 15 Volt


Printtrafos sind Trafos für kleinere Leistungen, die komplett in ein Kunststoffgehäuse eingegossen sind. Sie haben am Boden Metallstifte, so daß man sie direkt auf eine Platine löten kann.


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Ein Printtrafo
zum Auflöten auf eine Platine


Daneben gibt es noch den Spartrafo. Er besteht aus zwei in Reihe geschalteten Wicklungen, die elektrisch miteinander verbunden sind! Die Ausgangswicklung ist also nicht galvanisch vom Netz getrennt. Der Vorteil dieses Trafos ist, das man mit weniger Kupfer- und Kernmaterial auskommt und sie daher billiger zu haben sind. Allerdings sind diese Trafos meist nicht kurzschlußfest - haben also geringe Kurzschlußspannungen! Nach VDE dürfen sie nicht zur Erzeugung von Kleinspannungen verwendet werden!

Wer Trafos für Kleinspannungen braucht, z. B. beim Bau von Netzteilen, sollte dafür grundsätzlich nur richtige Trenntrafos und am besten gleich Sicherheitstrafos verwenden!



Spar- oder Trenntrafo?

Wie bekommt man bei einem vorhandenen Trafo heraus, ob es sich um einen richtigen Trenntrafo handelt? Ganz einfach: Mit einem Ohmmeter oder einen Multimeter im Ohmbereich mißt man den Widerstand zwischen jedem Primär- und Sekundäranschluß. Ist er unendlich hoch, haben die beiden Spulen keine leitende Verbindung und es handelt sich um einen Trenntrafo. Ist ein kleiner Widerstand zu messen, z. B. 2 Ohm, so haben die Spulen elektrischen Kontakt und sind nicht voneinander isoliert.


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Messung der leitenden Verbindung zwischen Primär- und Sekundärwicklung


Die beiden Zeichnungen oben zeigen die Messungen an einem Sekundäranschluß. Die gleichen Messungen macht man anschließend am anderen Sekundäranschluß. Sind weitere Sekundär- und / oder Primäranschlüsse vorhanden, sind auch diese durchzumessen! Sofern es sich um einen Trenntrafo handelt, darf bei allen Messungen keine leitende Verbindung oder kein kleiner Widerstand (einige Ohm) angezeigt werden! Nur dann ist der Trenntrafo in Ordnung.


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