Hallo!
Die Grundlagen eines Trafos sind mit klar, mit Übertragungsverhältnis
und Wicklungszahl.
Hab auch kapiert, dass der Strom in der Primärseite vom
Wicklungswiderstand, den Wechseltromwiderstand abhängt. Die Last auf der
Sekundärseite scheint den Primärstrom auch irgendwie zu beeinflussen.
Kann man diesen Strom irgenwie berechnen?
Und wie sieht es aus, wenn man einen Trafo Primärseitig mit einem
Wechselstrom (Stromquelle nicht Spannungsquelle) betreibt? Wie sieht es
da aus? Kann man da irgendwie die Spannung auf der Primär- und
Sekundärseite ausrechnen?
Danke für Eure Hilfe!
Gruß
Mike
Ich würde über die Scheinleistung rechnen. Die Scheinleistung auf der
Sekundärseite ist - unter Vernachlässigung des Wirkungsgrades - die
Scheinleistung auf der Primärseite. Die Spannung auf der Primärseite
weißt du auch. Dann kannst du den Strom bestimmen. Meistens ist auch der
Wirkungsgrad angegeben, dann kannst du es genau ausrechenen.
> Die Grundlagen eines Trafos sind mit klar, mit Übertragungsverhältnis> und Wicklungszahl.
Grundlagen sind da - guuuuut!
> Hab auch kapiert, dass der Strom in der Primärseite vom> Wicklungswiderstand, den Wechseltromwiderstand abhängt.
Teilweise richtig.
Der ohmsche Widerstand der Wicklung(en) spielt hauptsächlich bei den
(Kupfer-)Verlusten eine Rolle. Und der Wechselstromwiderstand ergibt
sich aus der Induktivität der Primärwicklung, d.h. Anzahl der Windungen,
verwendetes Kernmaterial (lamellierte Bleche, Ferrit, ...), usw.
Primärwicklungen von (Kleinleistungs-)Netztrafos, z.B. ein 50VA-Trafo,
hat in meinem Beispiel einen XL von um die 600 Ohm. Daraus würde bei
230V ein Strom von ca. 0,38A fließen. Der ist allerdings nicht in Phase
mit der Spannung, sonst würde der Trafo im Leerlauf (also ohne Last)
88,2W (reell) aufnehmen, was er aber bekanntermassen nicht macht. Was er
im Leerlauf aufnimmt sind überwiegend die Eisenverluste. D.h. die
Leistung die benötigt wird, den Kern umzumagnetisieren. Der Liegt nur
bei wenigen Watt - zumindest bei dem angenommenen Beispiel-Trafo mit
etwa 50VA, womit die Erwärmung des Kern so gut wie nicht wahrnehmbar
ist.
> Die Last auf der> Sekundärseite scheint den Primärstrom auch irgendwie zu beeinflussen.
Dafür ist ein Trafo ja gemacht - um Energie zu übertragen!
> Kann man diesen Strom irgenwie berechnen?
Auf's Microampere vielleicht nicht, aber es gibt einschlägige Formeln,
die man sich auch 'aus den Fingern saugen' kann, wenn man einmal das
Prinzip verstanden hat - zumindest Überschlagweise, d.h. die ganzen
Verluste werden vernächlässigt und man nimmt einen 'idealen' Transformat
an.
> Und wie sieht es aus, wenn man einen Trafo Primärseitig mit einem> Wechselstrom (Stromquelle nicht Spannungsquelle) betreibt?
Im Prinzip genauso wie einen den man mit einer Spannungsquelle betreibt.
Für die Praxis heißt das aber, diesen Trafo nie ohne Last zu
betreiben. Andernfalls würden unangenehme hohe Spannungen entstehen,
wenn man versucht einen Strom in einem nicht geschlossenen Kreis zu
treiben (der Sekundärseite)
> Wie sieht es> da aus? Kann man da irgendwie die Spannung auf der Primär- und> Sekundärseite ausrechnen?
Ja, aber nur wenn man den Widerstand der Last kennt. In den möglichen
Leistungsgrenzen, die die Kerngröße diktiert, sollten damit die Dir
bekannten Formeln bezüglich der Ausgangsspannung bei entsprechendem
Windungsverhältnis usw. ausreichen, um alles berechnen zu können.
Als Denksportaufgabe gebe ich Dir deswegen die Formeln nicht einfach so
an. Poste erstmal Deine Idee und ich korrigiere sie dann gerne, bzw.
weise Dich auf Deine evtl. Gedankenfehler hin. Der Lerneffekt ist dabei
einfach größer ;-) und spätere Fehlanwendungen werden dadurch
(hoffentlich) vermieden. Verstehen ist besser als irgendwelche Formeln
vor den Latz geknallt zu bekommen - meiner Meinung nach.
Aber bei einer Spule allein berechnet sich doch die Spannung zu
<math>U = L \cdot \frac{\mathrm{d}i}{\mathrm{d}t}</math>
Hat das irgendeinen Einfluss auf die Spannung auf der Primärseite?
>Aber bei einer Spule allein berechnet sich doch die Spannung zu
>Hat das irgendeinen Einfluss auf die Spannung auf der Primärseite?
Ja. Diese Spannung ist die Primärspannung. Duch Umstellen kannst du
den (Magnetisierungs)strom der (Primär)spule errechnen.
Additiv dazu kommt noch der auf die Primärseite transformierte
Sekundärstrom.
EDIT:
Zwischen Primär und Sekundärstrom herscht immer
Durchflutungsgleichgewicht.
Mike wrote:
> Hallo!>>...> Und wie sieht es aus, wenn man einen Trafo Primärseitig mit einem> Wechselstrom (Stromquelle nicht Spannungsquelle) betreibt? Wie sieht es> da aus? Kann man da irgendwie die Spannung auf der Primär- und> Sekundärseite ausrechnen?
Das ist der Fall bei sogenannten Stromwandlern. Also Trafos deren Zweck
darin besteht einen (meist hohen) Strom auf der Primärseite zu einem
Strom auf der Sekundärseite zu wandeln (meist 1A oder 5A sek. wenn prim.
der Nennstrom fließt).
Die Spannung auf der Sekundärseite die maximal auftreten darf, ergibt
sich aus der Nennleistung des Stromwandlers und der sekundärseiten Last,
genannt Bürde.
Beispiel Wandler xA/5A, Leistung 20VA ==> sek. max. Bürdenspannung 4V,
max zulässige Bürde 0.8 Ohm oder niedriger.
Man versucht da, die Sekundärseite so niederohmig wie möglich zu
belasten.
Leerlauf der Sekundärseite führt zu hohen Spannungen, die in der Regel
den Wandler zerstören (können).
hth,
Andrew
>> Danke für Eure Hilfe!>> Gruß> Mike
@ Mike:
Sieht suuuper aus. Wenn Du dann noch I1 auf die linke Seite bringst, so
erhältst Du eine Formel, die besagt, wie der Lastwiderstand auf die
Primärseite 'transformiert' wird, d.h. was für eine Last U1 'sieht'.
[math] \frac{U_1}{I_1} = R_L \cdot \left( \frac{n_1}{n_2} \right) ^2
[\math]
[math] R_1 = R_L \cdot \left( \frac{n_1}{n_2} \right) [\math]
Diese Formel dürfte vielen Röhren-Endstufenbauern seeeehr geläufig sein,
da man diese Formel fast immer für die Überschlagsrechnung des
Ausgangsübertragers benötigt. Da Röhren keine hohen Ströme (dafür aber
Spannungen) treiben können, muß der Widerstand des Lautsprechers (mal
als idealen R angenommen) auf den (bestmöglichen - bzgl.
Ausgangsleistungs, und/oder Linearität) Arbeitswiderstand der
Röhrenschaltung transformiert werden.
Eine andere Anwendung wäre die Stromfühlerdrossel in Schaltnetzteilen,
wo auch ein Strom transformiert wird. Nur wird hier nicht, wie in
Andrew's Beispiel, der sekundäre Lastwiderstand klein sondern eher
größer gewählt, was dann in Verbindung mit dem Übersetzungsverhältnis zu
einer Spannung umgewandelt wird, was wiederum die PWM-Controller i.d.R.
viel besser verarbeiten können.
Es kommt halt immer darauf an, was man mit dem 'Strom'-Transformator
machen will, um ihn richtig und mit dem gewünschten Lastwiderstand
berechnen zu können.
Grrr! Was läuft denn nun schon wieder mit den LaTeX-Formeln falsch?!?
@ Mike (und auch 'lippy'):
Bei Deinem ersten Formel-Posting hat's geklappt, beim zweiten schon
nicht mehr. Was hast Du da anders gemacht? Hatte bislang keine Formeln
gepostet, mit LaTeX aber schon öfter was gemacht. Dachte ich hätt's noch
drauf!? Welchen Syntax versteht das 'Forum' nun? "math" in eckige
Klammern, in "<"- und ">"-Zeichen setzen, oder was?
Hmmm... ?!?
Wenn ich das richtig sehe (und da bin ich mir gar nicht so sicher),
sind es einmal die "<" bzw. ">" Klammern, die ein erfolgreiches
Formeleinbinden verhindern und einmal ein "[\math]" statt "[/math]".
Gruß,
Hendrik
