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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Trafo-Prinzip


Autor: Trafo (Gast)
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Guten Morgen !

Ich möchte gerne zu Hause einen "mini" Trafo bauen.

Ich habe dann zum Test einfach mal einen Eisenkern (Kreisform) genommen 
und auf jeweils auf den Kreishälften Draht gewickelt. Primär und 
Sekundär Windungen, wobei einer der beiden "Spulen" mehr Windungen hat. 
Ich hab dann an die die Spule mit geringer Windungszahl eine 
Wechselspannung (19V~) angelegt und mit einem Multimeter die Spannung an 
der Sekundärseite gemessen.

Leider wird nichts angezeigt, nicht mal ein paar mV. Es müsste ja 
eigentlich eine Spannung in der zweiten Spule induziert werden.

Wie gesagt, ich möchte kein richtigen Trafo bauen, sondern einfach nur 
den Trafo-Prinzip selbst "sehen".

Woran könnte das liegen ?

Müssen die Spulen aufeinander gewickelt sein ? (In einigen Physik 
Lehrbüchern, steht das aber nicht drin, da sind immer ganz einfache 
Experimente gezeigt.)

Brauche ich unbedingt Kupferdraht ?

Zu geringe Eingangsspannung ?

Bin für jeden Tipp dankbar !!

Autor: Gast1 (Gast)
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Hast du isolierten Draht genommen? Kupferlackdraht etc?

Autor: Trafo (Gast)
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Laut der Formel:

U2 zu U1 = N2 zu N1

mit U1 = 19V; N2=20 und N1=10
müsste ja ungefähr (mit Wirbelstrom,Hystereseverlusten usw..) eine 
Spannung von 38V induziert werden.

Autor: Trafo (Gast)
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Als Draht benutze ich Schaltdraht mit Kunststoffisolierung.

Autor: Trafo (Gast)
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PS: Ich habe zwar Kupferdraht mit Lackschicht. Das ist doch dieser Draht 
mit der leicht "goldenen" Isolierschicht oder ?. Ich habe so ein Draht 
mal irgendwo her "ausgebaut" aber kriege leider die blöde Isolierschicht 
nicht weg, so das ich an den Draht eine Spannung anlegen kann... hab es 
mit Feuerzeug, Schleifpapier etc.. versucht geht nicht. Das Draht hat 
allerdings an einer Seite eine "blanke" Stelle, daher muss ja dieses 
leicht goldene Schicht eine Isolierung sein oder nicht ?

Autor: jogitec (Gast)
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wow, 20 Windungen? Da bricht dir doch 100%ig die eingangsspannung 
zusammen, probier das ganze doch mak mit n1= 1000 und n2 = 2000 Mit 
welcher Frequenz arbeitet dein Trafo? F= 50 Hz ?

Autor: Trafo (Gast)
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Jup 50Hz !

Warum bricht denn die Eingangsspannung zusammen mit 20 Windungen, aber 
nicht mit höherer Windungsanzahl ?

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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schon mal was von induktivität gehört?

Autor: Jacek G. (tfc)
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> Warum bricht denn die Eingangsspannung zusammen mit 20 Windungen, aber
> nicht mit höherer Windungsanzahl ?

Der "Widerstand" einer Spule im Wechselstrom ist vom Betrag her 2*pi*f*L
L ist die Induktivität und die muss man noch einmal separat ausrechnen, 
f sind die 50 Hz. Allerdings wird die Induktivität mit steigender Anzahl 
von Windungen höher.

Jedenfalls sind 50Hz eine niedrige Frequenz und 20 Windungen wenige 
Windungen.
Wenn Deine Spule jetzt irgendwie nur ein Viertel Ohm oder so hat, dann 
haben wir da das Problem.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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3kW halogentrafo dran, dann sieht man das problem auch! ;)

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Trafo (Gast)

>Warum bricht denn die Eingangsspannung zusammen mit 20 Windungen, aber
>nicht mit höherer Windungsanzahl ?

Kurzantwort.

Wenig Windungen, wenig Induktivität - > Viel Strom -> Viel 
Spannungsabfall am Draht.

Für 50 Hz Trafos braucht man hunderte bis tausende von Windungen. Besser 
ist es mit Hochfrequenztrafos. Probiers mal mit einem [[Royer 
Converter]], dort kommt man mit ein paar Dutzend Windungen hin.

MFG
Falk

Autor: Trafo (Gast)
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Achso ja, hab das total vergessen. Du meinst den Blindwiderstand Xl.

Danke ! Ich werde es einfach weiter probieren !

Autor: Trafo (Gast)
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@ Falk Brunner

>Kurzantwort.

>Wenig Windungen, wenig Induktivität - > Viel Strom -> Viel
>Spannungsabfall am Draht.

Danke ! Sehr gute Antwort.

Autor: Peter R. (pnu)
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Für einen 50Hz-Trafo braucht es relativ viel Magnetfeld, da ja die 
Kopplung der beiden Windungen über das Magnetfeld erfolgt. Zu wenige 
Windungen erzeugen zu wenig Magnetlinien und damit keine Spannung in der 
zweiten Wicklung.

Deshalb verwendet man bei 50 Hz sog.Trafokerne, bei denen die Feldlinien 
fast komplett durch Eisen geleitet werden, ohne Luftspalt. Da schaffen 
es auch "wenige" Windungen, ausreichede Zahl von Magnetlinien zu 
erzeugen.

Eine wichtige Größe ist auch die Zahl der Windungen je Volt.

Ein kleiner Normkern M42 benötigt etwa 20 Windungen je Volt, für eine 
18-V-Wicklung also etwa 400 Windungen. Bei größeren Trafokernen M85 sind 
dann nur noch etwa 5 Windungen je Volt nötig.(Siehe Tabellenbuch : 
Kleintrafos, M-Schnitte)

Die Trafoformel U1 / U2 = N1 / N2 trifft nur dann zu, wenn die Zahl der 
Windungen ausreicht und beide Wicklungen ein gemeinsames Magnetfeld 
(ohne Streuung) haben.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
>Ich hab dann an die die Spule mit geringer Windungszahl eine
>Wechselspannung (19V~) angelegt und mit einem Multimeter die Spannung an
>der Sekundärseite gemessen.
Bist du dir sicher das da auch Strom geflossen ist?
19V an 10Wdg.?
Das schaut eher so aus als ob du garkeinen Durchgang hattest.

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Trafo (Gast)
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Hallo nochmals !

>Bist du dir sicher das da auch Strom geflossen ist?
>19V an 10Wdg.?
>Das schaut eher so aus als ob du garkeinen Durchgang hattest.

Nein, da ist kein Strom geflossen oder mein Messgerät kann es nicht 
messen, weil der Strom so gering war ?!.


Trafokerne ?

Sind das die quadratischen Eisenkerne die an einer Seite 
"durchgeschnitten" sind, so das ein sehr kleiner Luftspalt zwischen den 
Polschuhen ist ?

Danke !

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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> Nein, da ist kein Strom geflossen oder mein Messgerät kann es nicht
> messen, weil der Strom so gering war ?!.
jetzt nicht mehr, weil die 200mA sicherung für den messbereich 
explodiert ist!

Autor: MaWin (Gast)
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> Brauche ich unbedingt Kupferdraht ?

Elektrisch leitfähig und nach aussen isoliert sollte er sein.

> Müssen die Spulen aufeinander gewickelt sein ?

Nein, da du aber nur das Trafoprinzip verstehen wollest, kann es sich 
lohnen erst mal nur 2 Spulen direkt nebeneinander zu halten, oder 2 
Spulen leicht unterschiedlichen Durchmesser ineinander zu schieben und 
gar keinen Kern zu verwenden.

Du brauchst dazu aber eine wesentlich höhere Frequenz oder mehr 
Windungen.

> Woran könnte das liegen ?

Du induzierst die Spannung vor allem ins Eisen. Dort fliesst der Strom 
im Kreis, Suchbegriff Eddy Currents.

Du musst deinen Experimentaltrafo bei dieser Bauform mit einer weit 
geringeren Frequenz benutzen, sagen wird 0.1 Hz, und eher kleiner 
Spannung, unter 1V, dann wirst du auch sekundär was messen können.

Richtige Trafos haben einen Kern aus mehreren isoliert 
aufeinandergelegten Blechen, die Dicke hängt direkt von der Frequnz ab, 
bei 16 2/3 Hz gehen dickere Bleche als bei 50/60 Hz und dort wiederum 
dickere als bei 400Hz.

Und dann brauchst du mehr Windungen. Zumnindest so viel, bis eine 
Trafokennzahl, Volt/Windung, unterschritten wird, ab der die Verluste zu 
hoch werden, und die hängt vom Kern (Form und Material) ab.

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