Transformator

Bei einem Transformator, kurz Trafo, handelt es sich um eine elektrisch ruhende Maschine, welche die Wechselstromleistung einer vorliegenden Spannung in eine Wechselstromleistung mit anderer Spannung umwandelt. Die Frequenz bleibt dabei unverändert. Das vorrangige Anwendungsgebiet von Transformatoren ist daher die Verringerung oder Erhöhung von Wechselspannungen.

Leistungstransformatoren kommen insbesondere in der Energieverteilung zum Einsatz. Denn für eine verlustarme Übertragung elektrischer Leistung über weite Entfernungen ist eine niedrige Stromstärke erforderlich. Wird die Stromstärke jedoch gesenkt, muss die Spannung erhöht werden, damit die transportierte Energie nicht sinkt. Transformatoren kleinerer Leistung finden sich als Umspanner in Netzteilen der Elektroindustrie, als Schutztransformatoren und in Geräten der Nachrichtentechnik.

Funktionsweise von Transformatoren

Transformatoren funktionieren mithilfe von zwei magnetisch gekoppelten elektrischen Kreisen der an der Spannungsquelle angeschlossenen Primärspule und einer Sekundärspule. Fließt durch die Primärspule ein Wechselstrom, erzeugt dieser ein periodisch wechselndes Magnetfeld. Dessen magnetischer Fluss durchsetzt die Sekundärspule und generiert dort ebenfalls eine Wechselspannung. Die Wechselspannungen sind dabei abhängig von den Windungen der beiden Spulen: Das Verhältnis der beiden Spannungen entspricht dem Verhältnis der Windungszahlen. Je nach Windungszahlen lässt sich daher der Wechselstrom durch den Transformator beliebig beeinflussen. Die stärkste Kopplung zwischen den Spulen lässt sich über einen Eisenkern erreichen, der sich aus vielen Lagen dünner Bleche zusammensetzt. Zwischen diesen befinden sich isolierende Lack- oder Papierschichten, um Wirbelstromverluste zu vermeiden.

Die verschiedenen Baugruppen elektronischer Geräte benötigen zum Teil unterschiedliche Spannungswerte. Daher verfügen die Netzteile der Sekundärspule oftmals über mehrere Abgriffmöglichkeiten für die Abnahme der gewünschten Spannung. Ähnlich arbeiten Universalnetzgeräte, an denen sich dank verschiedener Spannungswerte an den Ausgängen unterschiedlichste Geräte betreiben lassen.