Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Anfängerfrage: Innenwiderstand des Trafos messen


von Anfänger (Gast)


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hallo zusammen,

Ich möchte den Innenwiderstand eines Transformators messen.
Geht das so, dass man einfach den Multimeter an die Klemmen
der Sekundärseite anschliesst?

Schöne Grüße,
Anfänger

von Falk B. (falk)


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@ Anfänger (Gast)

>Ich möchte den Innenwiderstand eines Transformators messen.
>Geht das so, dass man einfach den Multimeter an die Klemmen
>der Sekundärseite anschliesst?

Und was glaubst du damit zu messen? Damit kann man den ohmschen 
Widerstand der Sekundärwicklung messen (der Trafo darf dazu nicht unter 
Spannung sein!).

Damit kann man aber wenig anfangen. Was man meist wissen will, ist der 
Ausgangswiderstand. Das misst man anders.

Trafo mit ca. 50% belasten (Leistungswiderstand, KEINE Glühlampen etc.), 
Spannung messen
Trafo mit ca. 100% belasten (Leistungswiderstand, KEINE Glühlampen 
etc.), Spannung messen

Aus den Strom- und Spannungsdifferenzen kann man den Ausgangswiderstand 
berechnen.

MFG
Falk

von Patrick (Gast)


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Wenn Du den Leitungswiderstand der Sekundärspule messen willst, dann ja. 
Damit misst Du einfach den Wirkwiderstand der Induktivität. Darf ich 
fragen, wozu Du den Wert brauchst?

von Anfänger (Gast)


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Hallo Patrick,

In Tietze und Schenk steht, dass der Wert des Trafo-Innenwiderstands 
(Ri)
für die Dimensionierung einer Gleichrichterschaltung eine große
Rolle spielt. Damit will ich dann die benötigte Kapazität sowie  Last-
Ausgangsspannung für die Gleichrichterschaltung bestimmen.

Grüße,
Anfänger

von Patrick (Gast)


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Ja wenn das so ist. Den Widerstand kannst Du so messen. Aber wie Falk 
schon sagte: Unbedingt Spannungsfrei.

Die Berechnung einer Gleichrichterschaltung ist glaube ich ziemlich 
aufwändig. Unter diesem Link am Ende der Seite gibt es ein kostenloses 
Software-tool:
http://www.ing-pfenninger.ch/gleich.html

von Falk B. (falk)


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@ Anfänger (Gast)

>In Tietze und Schenk steht,

Na wens dort steht muss es wohl stimmen  . . . ;-)

> dass der Wert des Trafo-Innenwiderstands (Ri)
>für die Dimensionierung einer Gleichrichterschaltung eine große
>Rolle spielt. Damit will ich dann die benötigte Kapazität sowie  Last-
>Ausgangsspannung für die Gleichrichterschaltung bestimmen.

Naja, so halb geht das schon. Aber die Sache ist komplizierter als man 
denkt. Stichwort Stromflusswinkel. Da ist es meist sinnvoller/einfacher, 
zu messen bzw. vorher ein wenig zu simulieren.

MFG
Falk

von Gast (Gast)


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@ Falk  Also grosse Unterschiede in der Ausgangsspannung
sollte es bei verschiedenen Lasten nicht geben. Denn es
gilt rot E=-dB/dt  -->  U=-dPhi/dt   B=Phi/A

von Anfänger (Gast)


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hallo Patrick,

Danke für den link.Tipp

Gruß,
anfänger

von Falk B. (falk)


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@ Gast (Gast)

>@ Falk  Also grosse Unterschiede in der Ausgangsspannung
>sollte es bei verschiedenen Lasten nicht geben. Denn es
>gilt rot E=-dB/dt  -->  U=-dPhi/dt   B=Phi/A

Grau, teurer Freund, ist alle Theorie, doch grün des Lebens goldner 
Baum.

;-)

[ ] Du kennst das sehr komplexe Ersatzschaltbild eines Trafos

Schau dir mal einen kleinen (<10W) Trafo in der Praxis an. Ja, kauf dir 
einen bei Reichelt und mess dran rum (an der Sekundärseite!).

MFG
Falk

von Mandrake (Gast)


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Muss Falk beipflichten.
Den Innenwiderstand, bzw. das was ich darunter verstehe 
(Serienwiderstand einer idealen Spannungsquelle), kann man aus der 
Arbeitsgeraden berechnen (ist deren Steigung).
Also zum Beispiel ein Diagramm anlegen (Strom [y] über Spannung [x]) und 
dann zwei Widerstände an die Sekundärwicklung schalten (entsprechend der 
von Falk vorgeschlagenen Last) und jeweils Strom und Spannung messen und 
dann in das Diagramm eintragen.
Die beiden Punkte mit einem Lineal verbinden.

Dann kann man folgendes ablesen:

Schnittpunkt mit der Stromachse gibt den Kurzschlussstrom wieder.
Schnittpunkt mit der Spannungsachse gibt die Leerlaufspannung an 
(Vorsicht dieser Wert stimmt nicht mit dem Wert überein den man durch 
messen der Sekundärspannung ohne Last erhält!)

Die Steigung dI/dU ist der Innenleitwert (Kehrwert des 
Innenwiderstandes)
Man kann aber auch einfach Leerlaufspannung durch Kurzschlussstrom 
teilen und erhält so auch den Innenwiderstand.

P.S: Ich kann mir im Moment nicht vorstellen, dass der Tietze Schenk mit 
Ri nur den Kupferwiderstand des Trafos meint. Vielleicht postest du mal 
die Seitenzahl und evtl. die Kapitelnummer und Abschnittsüberschrift.

von Gast (Gast)


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Der somit berechnete Ausgangswid. ist natürlicher nur ein Richtwert. Der 
tatsächliche Ausgangswid. ist Lastabhängig --> Spulenwid. und
Permeabilität (Temp. und Magnetfeldabhängig)

von W. W. (dt_rocky)


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Hallo!

Also meiner Meinung nach ist die beste Methode zum messen eines 
Innenwiderstandes die mit Spannungskompensation.
Alles andere wie Differnzen von Werten zu berechnen, das führt ja zu 
großen Fehlern. Mein Ratschlag wäre also die Methode mit 
Spannungskompensation...

MfG
W.W.

von Lukas B. (luky27)


Angehängte Dateien:

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Trotz altem Thread...
vielleicht kann das trotzdem jemand beantworten.

W. W. schrieb:

> Mein Ratschlag wäre also die Methode mit Spannungskompensation...

Wie erfolgt diese Methode?


Vorhanden
- Trafo (250W, 220VAC > 12VAC, 20A) s. Bild
- 20A Brückengleichrichter, also die Dioden.
- Leistungswiderstände


Zur Simulation in LTspice sollte ich nun wohl ausser den oben 
angegebenen Werten auch noch den Innenwiderstand der Sekundär-Seite, 
resp. den Ausgangswiderstand des Trafo haben.

Oder gibt es einfache Fastformeln um Werte des Trafos zu erhalten, 
welche in LTspice für eine grobe Simulation eines Gleichrichters 
genommen werden können?

Danke!



Anmerkung was ich mit dem Trafo vorhabe: Möchte den zur Messung eines 
Shunts mit einem möglichst grossen Strom verwenden, nach Möglichkeit DC, 
auch wenn es wohl einfacher mit AC auch geht.)

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Lukas B. schrieb:

> Oder gibt es einfache Fastformeln um Werte des Trafos zu erhalten,

Ja, man berechnet den Widerstand aus der Drahtdicke und der Länge. :-)

von Michael B. (laberkopp)


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Lukas B. schrieb:
> Oder gibt es einfache Fastformeln um Werte des Trafos zu erhalten,
> welche in LTspice für eine grobe Simulation eines Gleichrichters
> genommen werden können?

Leerlaufspannung vs. Spannung bei ohmscher Nennlast messen (oder aus dem 
Datenblatt entnehmen, wenn manein so vollständiges hat), daraus ergibt 
sich x 1.414 die Spannung (Leerlaufspannung-Spitzenspannung) in LTSpice 
und der Innenwiderstand (Leerlaufspannung -Nennlastspannung)/Nennstrom .

Falls man nicht nur den Trafo als Spannungsquelle, sondern als Kopplung 
von 2 Spulen simulieren will, Kopplungsfaktor = k = sqrt( (1 - L_short / 
L_open) ) dabei ist L_short die gemessene Induktivität bei 
kurzgeschlossener und L_open die Induktivität bei offener 
Sekundärwicklung.

von tnzs (Gast)


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Ri = delta U / delta I

von Röhry (Gast)


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Das ist nun aber wirklich völlig falsch!

von Lukas B (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Ja, man berechnet den Widerstand aus der Drahtdicke und der Länge. :-)

Der Trafo ist netterweise vergossen.

Inzwischen folgende Messresultate:
---------------------------------------------
1. Unbelastet

  - Primär   ca. 4 Ohm, grob(*) 1.4 H ( bis ca. 8 H )
  - Sekundär grob(*) 0.1 Ohm, ca. 5 mH

  (*) leider nur grobe Messung, da Messgerät/Messung unzureichend.

2. Belastet (Leistungswiderstände)

      R   ¦ I rms  ¦ U rms
   -  oo R¦ 0A     ¦ 14.0 V
   -  4 R ¦ 3.36 A ¦ 13.9 V
   -  2 R ¦ 6.38 A ¦ 13.7 V
   -  1 R ¦ 12.0 A ¦ 13.37 V


Anmerkungen

   -  Höhere Belastungen konnte ich noch nicht messen.
   -  Primärseite v.a. Stromaufnahme fehlt Messung noch, schätze Abends 
ca. 23 Uhr war die Netzspannung gegen 240 Volt.
   -  LTspice Model erstellt, würde ich gerne angehängen, aber geht 
irgendwie bei mir mit Chrome grad nicht :/
   -  Interessant, da auch 20A/12VAC 
http://www.energie.ch/dimensionierung-von-transformatoren


Kann ich mit meinen Messergebnissen schon etwas anfangen?

von Michael B. (laberkopp)


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Lukas B schrieb:
> R   ¦ I rms  ¦ U rms
>    -  oo R¦ 0A     ¦ 14.0 V Leerlaufspannung also 19.8Vp

>    -  1 R ¦ 12.0 A ¦ 13.37 V Innenwiderstand 50mOhm.

Lukas B schrieb:
> Netzspannung gegen 240 Volt.

Korrekturfaktor also 0.958

Leerlauf 13.41rms 19Vp

Bei 20.8A 1.04V weniger macht 12.37.

So ganz perfekt passt die Zahl also nicht, bei 230V rein müssten die 
schon 12V raus haben, genauer als 12.37V

Da aber bei dir 1 R ¦ 12.0 A ¦ 13.37 V sowieso nicht passt, es müssten 
1.11 Ohm gewesen sein, ist die Toleranz zu erwarten.

von Michael K. (Gast)


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Anfänger schrieb:
> In Tietze und Schenk steht

Nun hast Du aber Netzschwankungen und durch diese billige 
Spitzenwertgleichrichtung auch meist eine gekappte Sinusspitze im Netz.
Was sagt der TS dazu?

Alles Käse.
Trafo + Gleichrichter hat immer eine saumässige DC Qualität, da brauchst 
Du nicht so wissenschaftlich korrek rangehen.
Grob übern Daumen 1000uF pro A und genug Regelreserve für den 
Linearregler der folgt.

von Lukas B. (luky27)


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Michael K. schrieb:

> Nun hast Du aber Netzschwankungen

Meinst Du über den Tag oder Kurzfristige?

> und durch diese billige Spitzenwertgleichrichtung auch meist eine gekappte 
Sinusspitze im Netz.
> Was sagt der TS dazu?

Bei mir noch ohne Gleichrichter.
Weiss grad nicht was mit TS meinst.

von Harald W. (wilhelms)


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Michael K. schrieb:

> Grob übern Daumen 1000uF pro A

...und wie kriegst Du da die 10V Brummspannung weg?

von MaWin (Gast)


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Michael K. schrieb:
> Grob übern Daumen 1000uF pro A

Muss das jetzt sein, bloss weil Freitag ist, mal eben den Lukas zu 
verarschen mit völlig falschen Zahlen. Schäm dich, solche Trolle braucht 
kein Land.

Patrick schrieb:
> Die Berechnung einer Gleichrichterschaltung ist glaube ich ziemlich
> aufwändig

Na ja, LTSpice macht es exakt (wenn man die Bauteilwerte richtig 
erfasst), überschlägig:

http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.0

Beitrag #5754814 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Egon D. (Gast)


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Lukas B schrieb:

> 2. Belastet (Leistungswiderstände)
>
>       R   ¦ I rms  ¦ U rms
>    -  oo R¦ 0A     ¦ 14.0 V
>    -  4 R ¦ 3.36 A ¦ 13.9 V
>    -  2 R ¦ 6.38 A ¦ 13.7 V
>    -  1 R ¦ 12.0 A ¦ 13.37 V
>
> [...]
>
> Kann ich mit meinen Messergebnissen schon etwas
> anfangen?

Sicher -- man kann den Innenwiderstand abschätzen:
R = delta_U / delta_I = 630mV / 12A = 52mOhm.

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