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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Trafo übersetzungsverhältnis


Autor: osman (Gast)
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hi

ich habe eine frage zum trafo.

es gilt ja folgender zusammenhang:

I2/I1 = N1/N2

N1 sag ich jetzt mal ist 1, N2 ist 10.
I1 ist 10 A.
Aslo muss I2 1 A sein.

Das verstehe ich nicht. I1 ist IMMER 10 A.
Wenn ich an die Sekundärseite eine variable Last hänge, dann kann ich I2 
doch variieren. Aber laut Formel ist er dann immer 1 A. Wenn ich 
Leerlauf habe, dann fließt durch N1 10 A und durch I2 nichts.

Autor: Grrrr (Gast)
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osman schrieb:
> I1 ist IMMER 10 A.
Wer sagt das?

Aus der Formel geht nicht hervor das irgendeiner der Ströme konstant 
ist. Wenn Du den einen Strom variierst, ändert sich auch der Andere. Die 
verknüpfende Grösse ist die Leistung (und der Wirkungsgrad bzw. 
Koppelfaktor). Grob gesagt, heisst das das die entnommene Leistung 
(ungefähr) gleich der eingespeisten Leistung ist.

Autor: osman (Gast)
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Okay, ich dachte, die Erklärung reicht, mit den 10 A.
Dass ich es einfach festlege.


Es geht mir genauer um das Prinzip der Stromzange. Da gibt es welche, 
die auf dem Trafoprinzip basieren und welche, die auf dem Hall-Prinzip 
basieren.

Wenn der Primärstrom konstant 10 A beträgt durch die Stromzange, dann 
müsste der Sekundärstom doch durch das Übersetzungsverhältnis festgelegt 
sin.
Aber der ist doch von der Last hinten dran abhängig

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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osman schrieb:
> dann fließt durch N1 10 A und durch I2 nichts.
Dann hänge ich an N1 einen Wechselrichter und speise den Strom, der da 
fließt, ins Netz ein  -> Glückwunsch, du hast das Perpetuum Mobile 
erfunden ;-)

Autor: osman (Gast)
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Bei der Stromzange bleibt dann wohl nur die Möglichkeit, dass U1 
absinkt, wa?

Autor: Peter Roth (gelb)
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osman schrieb:
> Aber der ist doch von der Last hinten dran abhängig

Der Stromtrafo prägt den Strom in einen sogenannten Bürdenwiderstand 
ein.
Er versucht also, den Strom entsprechend N1/N2 fließen zu lassen, dabei 
stellt sich eine Spannung an dem Widerstand ein, die zum Strom 
proportional ist.

Das funktioniert aber nur in Grenzen. Wenn der Bürdenwiderstand zu groß 
ist, der Stromtrafo also die Spannung nicht schafft, weil er in 
Sättigung geht, dann wird auch der Strom niedriger.

Grüße, Peter

Autor: Max M. (xxl)
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Kennt eigentlich keiner mal einen guten Online-Rechner
für Transformatoren für jemanden der selbstwickeln möchte.

Autor: Osman (Gast)
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Max M. schrieb:
> Kennt eigentlich keiner mal einen guten Online-Rechner
> für Transformatoren für jemanden der selbstwickeln möchte.
Naja, ich will im Moment keinen Trafo wickeln...ich brauche das 
Verständnis dafür aber im Moment dringend.

Peter Roth schrieb:
> Das funktioniert aber nur in Grenzen. Wenn der Bürdenwiderstand zu groß
> ist, der Stromtrafo also die Spannung nicht schafft, weil er in
> Sättigung geht, dann wird auch der Strom niedriger.
Wieso geht denn da der Trafo in Sättigung?
Ich habe einen Strom, den ich messen will.
Dieser Strom bleibt konstant.
Der Strom erzeugt einen magnetischen Fluss, der also auch konstant 
bleibt.
Warum geht bei hoher Bebürdung dann der Trafo in Sättigung? Am Fluss 
ändere ich ja nichts..

Autor: Peter Roth (gelb)
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Es ist nicht der Messstrom, der den Trafo sättigt, sondern der 
Magnetisierungsstrom. Und die Magnetisierung entspricht der 
Spannungs-Zeitfläche.

Der Messstrom trägt dazu nichts bei.

Grüße, Peter

Autor: Osman (Gast)
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Mh aber ich kann doch auch aus einem Primärstrom den entstehenden 
magnetischen Fluss berechnen?

teta = N*I
H = teta/L

B=µ*H
phi=B/A

Wo taucht denn hier die Spannung auf?

Ok, dieser entstehende Fluss induziert eine Spannung.
Wird diese Spannung jezt vergrößert (durch starke Bebürdung), so steigt 
die Spannungszeitfläche an und somit auf der Fluss. Diese 
Flussvergrößerung hat dann nach obigem Formalismus doch wieder einen 
größeren Strom zur Folge?

Autor: Osman (Gast)
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Peter Roth schrieb:
> Das funktioniert aber nur in Grenzen. Wenn der Bürdenwiderstand zu groß
> ist, der Stromtrafo also die Spannung nicht schafft, weil er in
> Sättigung geht, dann wird auch der Strom niedriger.

So, d.h. also, wenn die Bebürdung größer wird, steigt die Spannung an.
Kapier ich.
Wenn die Spannung ansteigt, so muss auch der Fluss größer werden, wegen
u = N * dphi/dt
Kapier ich.

Aaaaber, in meinem Buch steht nunmal, dass der Fluss direkt mit dem 
Primärstrom zusammenhängt. Und auch die Formel
L = N * dphi/di

D.h. der Primärstrom muss auch größer werden.
Geht aber nicht, da dies der zu messende Strom ist mit der Stromzange. 
Und dieser Strom erzeugt den Fluss. So ist es in meinem Buch nunmal 
auch.
"Ändert man den Strom, so ändert sich auch der vom Strom erzeugte 
magnetische Fluss". So stehts im Buch.
Ich kapier meinen Denkfehler einfach nicht.

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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So eine Stromzange kann man wohl kaum direkt als Trafo mit den gängigen 
Formeln beschreiben, da ja seeehr viel Streufluss auftritt oder anders 
gesagt man ja lange nicht das ganze vom Kabel erzeugte Feld erfasst.

Autor: Max M. (xxl)
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>...ja lange nicht das ganze vom Kabel erzeugte Feld erfasst.

Hört sich zunächst plausibel an, aber die Feldlinien haben das bestreben
lieber durch das Eisen der Zange zu fließen als durch Luft wegen der 
unterschiedlichen Permeabilität. Mein Digital Clampmeter hat eine 
Zangenauflösung von 100mA mit einem Messbereich von 100mA bis 1000A lt. 
Beschreibung. Solange also dieser "Transformator" nicht in Sättigung
ginge müsste der auch sich wie ein normaler Transformator verhalten.
Bildlich muss man sich das so vorstellen das das Feld des Kabels das
durch die Zange geführt wird durch das Eisen eingeschnürt oder auch
konzentriert wird. In dem Bereich würde man kaum ein Feld außerhalb
messen können. Im Verlauf des Kabels vor und nach dem Eisenring
dagegen schon.

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Wenn mans mal so betrachtet ist ja das Kabel durch den Eisenkern einfach 
nur eine Primärwicklung mit sehr großem abstand vom Kern (die windung 
umschließt ja eine sehr große fläche), deswegen macht der Eisenkern 
insgesammt auch nciht viel aus, da nur eine sehr lose kopplung besteht.

Also ist die Stromzange quasi nur eine kleine Induktivität in Serie zum 
restlichen Stromkreis, deswegen ist die auswirkung auf selbigen auch 
quasi zu vernachlässigen. Insgesammt ist deswegen auch die 
angeschlossene Bürde, die ja quasi dem übertragungsverhältnis^2*R 
rücktransformiert wird zu vernachlässigen.

Ok das ist nun keine Argumentation nach Formeln, aber so stell ich mir 
das ganze vor ;)

Autor: Max M. (xxl)
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>deswegen macht der Eisenkern insgesammt auch nciht viel aus
Ich bin da anderer Ansicht. Die Zange ist ja nicht eine Spule,
sondern besteht wie jeder gewöhnliche Transformator aus
einem geschichteten Blechpaket mit Sek.spule und das ist entscheidend.
Würde man einen Transformator ohne Eisenblechpaket betreiben,
quasi als Lufttransformator wie bei RFID üblich, wäre der Wirkungsgrad
ziemlich schlecht und so eine geringe Auflösung wäre gar nicht möglich.
Da ist die Kopplung meiner Ansicht nach, egal.

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Da hast du was falsch verstanden. Der Eisenkern ist für die Funktion 
sehr wichtig, aber aus sicht des Stromes der da durch will ist er quasi 
egal.

Autor: Max M. (xxl)
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>aber aus sicht des Stromes der da durch will ist er quasi egal.
Da möchte ich widersprechen. Der Strom istin Luft proportional
zur Feldstärke des stromdurchflossenen Leiters und mit der
STROMZANGE soll ja auch der STROM gemessen werden.
Spannung wäre egal, aber nicht der Strom. Ich lass mich aber gern
eines besseren belehren wenns irgendwie nachvollziehbar wäre.
Wenn du meinst das der Stromfluss beim passieren der Zange
unbeeinflusst bleibt, würde ich dem zustimmen. Wir reden hier
aber über das Magnetfeld, oder?

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Naja dir sollte doch klar sein, dass man mit der messenden Zange den 
Strom nicht beeinflussen will. Logisch die messung soll das Ergebnis 
nicht verfälschen.

Und jetzt stell dir zwei in Serie geschaltete Impedanzen vor, das eine 
ist natürlich deine Stromzange (sehr kleine Impedanz), das andere ist 
die Impedanz die für den Stromfluss ausschlaggebend ist. Z.B. ein Motor 
oder sonst etwas. Da die Impedanz der Strommesszange aber vieel kleiner 
ist als die des Motors bestimmt quasi nur noch der Motor, welcher Strom 
fließt und deine Zange ist zu vernachlässigen. Anders würde es aussehen, 
wenn du einen astreinen Kurzschluss messen würdest, da ist dann der 
Innenwiderstand der Quelle und vielleicht dann in dieser Größenordnung 
auch die Impedanz der Messzange ausschlaggebend.

Autor: Osman (Gast)
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Max M. schrieb:
> Hört sich zunächst plausibel an, aber die Feldlinien haben das bestreben
> lieber durch das Eisen der Zange zu fließen als durch Luft wegen der
> unterschiedlichen Permeabilität.

Okay, eins muss ich nur noch kapieren:

Der Strom erzeugt ein magnetisches Feld, welches vom Kern sozusagen 
verstärkt wird. Dadurch haben wir einen magnetischen Fluss im Kern. Da 
es sich um einen sinusförmigen Strom handelt, ist der Fluss auch 
sinusförmig. Deshalb kommt es zur Spannungsinduktion in der 
Sekundärspule und mit der richtigen Bebürdung erhalte ich I2=1A bzw 5A 
bei Nennbetrieb.

Wenn ich die Frequenz absenke, wieso steigt dann der magnetische Fluss 
an, obwohl er doch durch den eingeprägten Strom entsteht? Der zu 
messende Strom ändert sich nicht, also ändert sich der Fluss doch auch 
nicht?

Autor: Osman (Gast)
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Warum sollte bei einer Verringerung der Frequenz eigentlich PHI 
ansteigen?

Ich würde sagen, die induzierte Spannung wird geringer!

Autor: Max M. (xxl)
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Die Spannung interessiert ja beim Trafo zunächst mal nicht.
Ein Trafo besteht ja nun mal aus Induktivitäten und die sind
von ihren Eigenschaften frequenzabhängig (XL = 2* Phi  f  L).
Allerdings ist die Induktivität gewöhnlich kein praktikabler
Rechenwert bei der klassischen Trafoberechnung.
Je größer die Frequenz um so höher der Blindwiderstand und um so
niedriger der Strom, bei konstanter Spannung, so die Theorie.
Über die Spannung und XL müsste man dann den Strom ermitteln können
und das würde dann wieder in die Trafoberechnung passen.

Ist bei mir schon ein bisschen her und daher unverbindlich.

Autor: Falk Brunner (falk)
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Autor: Max M. (xxl)
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@Falk
Hast du das geschrieben?

Was sind denn im Kapitel "Die Einheiten" Schachbücher?

Ansonsten lustig geschrieben.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Max M. (xxl)

>Hast du das geschrieben?

Nein, nur übersetzt.

>Was sind denn im Kapitel "Die Einheiten" Schachbücher?

Kleiner Buchstabendreher.

MFG
Falk

Autor: Max M. (xxl)
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>Kleiner...
Na, eher schon ein bisschen mehr. Naja, Schwamm drüber,
wenn ich noch was finde, weiß ich ja an wen ich mich wenden kann.
(will da nicht selbst an anderer Leute Arbeit Hand anlegen).

Ich hatte auf "Fachbücher" getippt.

Warum werden solche Artikel eigentlich nicht signiert?
Angst vor Spott?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Max M. (xxl)

>Warum werden solche Artikel eigentlich nicht signiert?

Wie und warum?

>Angst vor Spott?

Keineswegs.

Mfg
Falk

Autor: Max M. (xxl)
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>Wie

Autor:  Falk Brunner (falk)
(wie hier am Anfang z.B. im Inhaltsverzeichnis)

>und warum?

wenn ich noch was finde, weiß ich ja an wen ich mich wenden kann.

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