Der Leitungsdraht einer Primärspule eines Transformators wird ja an beiden Stromzuleitungen (+/- im 50 Hz Wechsel) angeschlossen, womit praktisch ein Kurzschluss gebildet wird. Aber warum führt dieser Kurzschluss dann bei einem Transformator nicht dazu, dass der Draht anfängt zu schmilzen oder die Sicherung rausfliegt? Und wenn ich jetzt anstatt dünnem Leitungsdraht einen sehr dicken Leitungsdraht verwende, der dicker ist, als der Leitungsdraht an den Stromzuleitungen (z.B. der, der in der Wand verlegt ist und z.B. zur Steckdose führt), warum schmilzt dann nicht der Leitungsdraht der Stromzuleitung? Und dann habe ich noch eine Frage. Wie weiß man, wenn man mit dem Trafo die Spannung von 230 V auf 12 V auf der Sekundärseite heruntertransformiert, dass der Trafo auf der Sekundärseite z.B. 500 mA verträgt? Wie wird diese Strombelastung festgelegt? Was passiert, wenn ich einen Verbraucher der 1 A benötigt dort anschließe, brennt der Trafo dann durch?
Frage zu Trafo Grundlagen schrieb: > Aber warum führt dieser Kurzschluss dann bei einem Transformator nicht > dazu, dass der Draht anfängt zu schmilzen oder die Sicherung rausfliegt? Weil der Trafo einen Kern besitzt und damit die Primärwicklung eine ausreichend Induktivität hat, so dass es nicht mal näherungsweise ein Kurzschluss ist.
Gilt das auch dann, wenn man um den Kern nur eine einzige Windung macht oder ist das von der Anzahl der Windungen auf der Primärseite abhängig?
Moin, der Leerlaufstrom eines Trafos ist sehr gering (idealerweise verschwindend), weil die Primärinduktivität einen sehr hohen Wechselstrom-Widerstand [1]. Erhöht man nun die Primärspannung über den Nennbetrieb hinaus, passieren zwei Sachen: * Der Primärstrom erhöht sich proportional nach dem ohmschen Gesetzt * bei Trafos mit Kern (Eisen, Ferrit) kommt es zur Sättigung [2], wodurch die wirksame Induktivität deutlich kleiner wird und der Strom übermäßig ansteigt (nichtlineares Verhalten). Insbesondere die Sättigung durch Überspannung sorgt dafür, dass der Primärstrom sehr stark zunimmt und die Primärwindung durchbrennen kann. Sekundärseitig wird die Wicklung so bemessen, dass die ohmschen Verluste, also die Erwärmung bei Nennstrom in vertretbarem Maße ist. Ist dein Trafo für 0,5 A ausgelegt, und du entnimmst 1 A, dann sind die Verluste bereits bis zu viermal (4) so groß (wenn man annimmt, dass der Trafo entsprechend "hart" ist und die Sekundärspannung nicht nennenswert zusammenbricht) und die Erwärmung der Sekundärwicklung kann sie in kurzer Zeit zerstören. Erschöpfende Infos finden sich auch in [3]. [1] https://de.wikipedia.org/wiki/Blindwiderstand#Induktiver_und_kapazitiver_Blindwiderstand [2] https://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4ttigungsmagnetisierung#S.C3.A4ttigung [3] https://de.wikipedia.org/wiki/Transformator
Frage zu Trafo Grundlagen schrieb: > Gilt das auch dann, wenn man um den Kern nur eine einzige Windung > macht > oder ist das von der Anzahl der Windungen auf der Primärseite abhängig? Ja, aber dann ist die Primärinduktivität eben sehr klein und der Primärstrom eben sehr groß. Weitere Infos: http://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen
@ Frage zu Trafo Grundlagen (Gast) >Der Leitungsdraht einer Primärspule eines Transformators wird ja an >beiden Stromzuleitungen (+/- im 50 Hz Wechsel) angeschlossen, womit >praktisch ein Kurzschluss gebildet wird. FALSCH! Der GLEICHSTROMwiderstand ist gering, der WECHSELSTROMwiderstand aber recht hoch, eben weil viele Windungen um einen Eisenkern gelegt sind. >Aber warum führt dieser Kurzschluss dann bei einem Transformator nicht >dazu, dass der Draht anfängt zu schmilzen oder die Sicherung rausfliegt? schmelzen >Und wenn ich jetzt anstatt dünnem Leitungsdraht einen sehr dicken >Leitungsdraht verwende, der dicker ist, als der Leitungsdraht an den >Stromzuleitungen (z.B. der, der in der Wand verlegt ist und z.B. zur >Steckdose führt), warum schmilzt dann nicht der Leitungsdraht der >Stromzuleitung? Warum sollte er? Der Stromfluß ist nicht in erster Linie vom Drahtdurchmesser abhängig sondern vom WECHSELSTROMwiderstand. >Wie weiß man, wenn man mit dem Trafo die Spannung von 230 V auf 12 V auf >der Sekundärseite heruntertransformiert, dass der Trafo auf der >Sekundärseite z.B. 500 mA verträgt? >Wie wird diese Strombelastung festgelegt? Duch die Dimensionierung der Drahtstärke. Das macht der Entwickler des Trafos. >Was passiert, wenn ich einen Verbraucher der 1 A benötigt dort >anschließe, brennt der Trafo dann durch? Vorerst nicht, aber er wird irgendwann warm und ggf zu warm, sodass er durchbrennt.
Frage zu Trafo Grundlagen schrieb: > Aber warum führt dieser Kurzschluss dann bei einem Transformator nicht > dazu, dass der Draht anfängt zu schmilzen oder die Sicherung rausfliegt? Wenn du den Trafo an Gleichspannung anschliessen würde, passiert genau das. Aber er ist ja für 50Hz ausgelegt. Warum hat er primär nicht nur 1 Windung sondern 100 bis 1000? Weil er so zu einer Spule mit einer Induktivität wird, und durch eine Spule fliesst Wechselstrom nicht so gut weil sich die Induktivität so wie ein Widerstand dem Stromfluss entgegenstellt, sondern nur ein kleiner Leerlaufstrom. Frage zu Trafo Grundlagen schrieb: > Wie weiß man, wenn man mit dem Trafo die Spannung von 230 V auf 12 V auf > der Sekundärseite heruntertransformiert, dass der Trafo auf der > Sekundärseite z.B. 500 mA verträgt? Man probiert es aus: Immer weiter belasten bis er so warm wird, dass man ihm nicht mehr zumuten will (so 115 GradC im Inneren). Das, was er schafft, schreibt man als maximale Belastung drauf. Natürlich können Trafohetsteller das auch vorher ausrechnen und wussen dann, welchen Kern und welchen Draht man für die Stromstärke braucht.
>> Wie weiß man, dass der Trafo auf der >> Sekundärseite z.B. 500 mA verträgt? >Man probiert es aus: Genauer gesagt, unsere Vorgänger haben es ausprobiert und ein mathematisches Modell zusammengestellt. Damit können wir es heutzutage berechnen. Das einzige Problem dabei - man braucht Jahre, bis man diese mathematischen Modelle versteht.
@ Noch einer (Gast) >Das einzige Problem dabei - man braucht Jahre, bis man diese >mathematischen Modelle versteht. Kaum. Die meisten Trafo werden nach Erfahrung und daraus abgeleiteten Tabellen gebaut. Das ist kein Hexenwerk. Eine FEM-Simulation wir da in den allerwenigsten Fällen gemacht.
Frage zu Trafo Grundlagen schrieb: > Wie weiß man, wenn man mit dem Trafo die Spannung von 230 V auf 12 V auf > der Sekundärseite heruntertransformiert, dass der Trafo auf der > Sekundärseite z.B. 500 mA verträgt? Theoretisch kann der Trafo beliebig grosse Leistungen übertragen. Der zulässige Strom wird allein durch die Verlustleistung und die dadurch bedingte Erwärmumg des Trafos begrenzt.
Für verschiedene Trafotypen und Kernbleche gibt es Tabellen, die angeben, wieviele Windungen pro Volt bei 50 Hz notwendig sind. Der nötige Drahtdurchmesser ergibt sich aus der maximal für die Kerngröße zulässigen Stromdichte und aus dieser läßt sich der Drahtquerschnitt und daraus der Drehtdurchmesser ermitteln. Kleinere Trafos vertagen höhere Stromdichten, weil das Verhältnis Oberfläche zu Volumen größer ist. Wenn die für die Wicklungen gewünschten Stromdichten zu hoch werden, bzw. der notendige Querschnitt auf dem Wickelkörper nicht auseicht, muß man auf die nächsthöhere Kernkröße ausweichen und das Ganze nochmal durchrechnen. Das Ganze ist mit diesen Tabellen kein Hexenwerk. Das habe ich bereits als Lehrling kapiert und mir einen benötigten Trafo für die Ansteuerung von Nixiröhren selber berechnet. Der Meister in der Trafowickelei hat alles nochmal mit seinen Unterlagen überprüft, fand nichts dran auszusetzen :-)
Hier kann man auch einige dieser historischen Tabellen betrachten: http://www.jogis-roehrenbude.de/Transformator.htm
> Das ist kein Hexenwerk.
Für einen Ingenieur nicht. Ein Schornsteinfeger dagegen kann mit diesen
Tabellen genau so viel anfangen wie mit dem Codex Rohonczi.
>Der Leitungsdraht einer Primärspule eines Transformators wird ja an >beiden Stromzuleitungen (+/- im 50 Hz Wechsel) angeschlossen, womit >praktisch ein Kurzschluss gebildet wird. Naja, Kurzschluß nun nicht gerade. Kleinere Trafos können bei der Primärwicklung einen DC-Widerstand von mehreren 100R haben. Der Draht ist teilweise äußerst dünn und läßt sich nur schwer wickeln. Einerseits soll die Primärspule straff aufgewickelt werden, andereseits hält der Draht keine hohe Zugkraft aus. Deswegen ist ein Abriß des Primärdrahts auch ein typischer Ausfall bei der Herstellung.
Noch einer schrieb: > Das einzige Problem dabei - man braucht Jahre, bis man diese > mathematischen Modelle versteht. Völlig richtig - von der Geburt an gerechnet ??grmblfjxglgl??
"Erhöht man nun die Primärspannung über den Nennbetrieb hinaus, passieren zwei Sachen:" Man sollte nicht unerwähnt lassen dass ein Betrieb bei Nennspannung aber unterhalb der Nennfrequenz ähnliche Folgen haben kann (schon Leuten passiert die für 60Hz ausgelegte nordamerikanische Trafos irrtümlich hier an 110V/50Hz angeschlossen haben).
Danke für eure Antworten.
Frage zu Trafo Grundlagen schrieb: > Gilt das auch dann, wenn man um den Kern nur eine einzige Windung macht > oder ist das von der Anzahl der Windungen auf der Primärseite abhängig? Solche Grundlagen stehen schon bei Wikipedia unter Induktivität. https://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t#Bestimmung_der_Induktivit.C3.A4t_mittels_AL-Wert Wenn du dir dort anguckst, wie sich die Induktivität L berechnen läßt, hast du eine deutliche Abhängigkeit von der Windungszahl N, nämlich quadratisch. Eine Verdoppelung der Windungszahl führt also zu einer Vervierfachung der Induktivität.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.