Der Spartransformator

Spartransformatoren sind auch als Spartrafo bekannt und unterscheiden sich von herkömmlichen Trafos damit, dass sie nur mit einer Spule arbeiten. Bei einem Spartransformator wird also die Ein- und Ausgangsspannung mit nur einer Spule umgewandelt. Dazu hat die Spule mehrere Anzapfungen für die Entnahme der Ausgangsspannung.

Bei einem Spartrafo findet keine galvanische Trennung statt. Beide Teile des Spartrafos sind elektrisch miteinander verbunden. Ein Spartransformator lässt sich besonders kostengünstig und klein realisieren, wenn die eingehende und ausgehende Spannung Werte aufweisen, die nicht stark voneinander abweichen. In diesem optimalen Fall muss tatsächlich nur ein kleiner Anteil der Spannung umgewandelt werden. Zu beachten ist allerdings, dass Spatrafos nicht eingesetzt werden können, wenn eine Berührung durch den Mensch möglich ist. Damit ist ein Spatrafo beispielsweise nicht für offene Lampen geeignet.

Zu den bekanntesten Anwendungsgebieten von Spartrafos zählen Reiseadapter, die für Länder mit abweichender Netzspannung notwendig sind. Wer in einem Land mit abweichender Netzspannung Urlaub macht, benötigt für seine Mitnahme-Geräte wie ein Ladegerät immer einen Reiseadapter. Zu den weiteren Anwendungsgebieten gehören Stelltransformatoren, Autotransformatorsysteme, Zündspulen in Wärmekraftmaschinen. Auch Transformatoren in Geräten und Maschinen, die für den weltweiten Einsatz bestimmt sind, werden häufig als Spartransformatoren konzipiert.

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Leiterplattentransformatoren

Transformatoren sind elektrotechnische Bauelemente. Im Volksmund ist der Transformator auch als Trafo bekannt. Alle Trafos bestehen aus einem Kreis mit magnetischen Eigenschaften und zwei Leitern. Jeder Leiter stellt einen eigenständigen Stromkreis dar. Der Kern des Trafos besteht aus Eisen oder Ferrit. Wenn an einen der Leiter eine Wechselspannung angelegt wird, baut sich an der zweiten Wicklung ebenfalls eine Wechselspannung auf.

Moderne Transformatoren werden in verschiedenen Bauformen für unterschiedliche Anwendungen konzipiert. Zu den bekanntesten Modellen gehören runde Trafos mit Ringkern. Rechteckige Trafos sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Bei Leiterplattentransformatoren handelt es sich um flache Transformatoren mit niedriger Bauhöhe, die auch als Flachtransformatoren bekannt sind. Alle Trafos funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Der Transformatorkern oder auch magnetischer Kreis wird von zwei Leitern umgeben, die aus verschiedenen Stromkreisen bestehen. Ein Trafo verfügt über mindestens zwei dieser Wicklungen.

Transformatoren wurden Ende des 19. Jahrhunderts entwickelt. Zu dieser Zeit war allerdings noch der Begriff des sekundären Generators für Trafos geläufig. Im Haushalt kommen Trafos für Elektrogeräte zum Einsatz: Sie wandeln die Spannung aus der Steckdose in die vom Gerät benötigte Betriebsspannung um. Zu den bekanntesten Trafos im Haushalt gehören Schaltnetzteile, die in Steckernetzteilen von Notebooks verbaut sind. Handelsübliche Fernseher und Monitore sind mit einem Zeilentransformator ausgestattet.

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Flachtransformatoren

Transformatoren sind Bauteile in der Elektrotechnik. Im Volksmund ist der Transformator auch als Trafo bekannt. Jeder Transformator besteht aus einem magnetischen Kreis mit Eisen- oder Ferrit-Kern und welchen zwei Leiter verschiedener Stromkreise herum verlaufen. Beide Stromkreise sind mehrfach um den Kern gewickelt. Wenn an einem dieser Leiter nun eine Wechselspannung erzeugt wird, baut sich im zweiten Leiter ebenfalls eine Wechselspannung auf. Transformatoren werden zum Ändern von Wechselspannungen und zur Trennung mehrerer Stromkreise verwendet. In fast allen Elektrogeräten, die eine andere Spannung als die örtliche Netzspannung benötigen, befindet sich ein Transformator.

Für Elektrogeräte im Haushalt kommen Kleintransformatoren oder Netztransformatoren zum Einsatz. Der Transformator wandet die Spannung von 230 Volt, die aus der Steckdose kommt, in die vom Gerät benötigte Betriebsspannung um. In Steckernetzteilen für Notebooks und ähnliche Geräte befinden sich meist Schaltnetzteile. Handelsübliche Fernseher und Desktop-Computer arbeiten mit einem Zeilentransformator. Kleine Transformatoren zeichnen sich durch einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent aus.

Im Fachhandel sind Transformatoren in verschiedenen Bauformen erhältlich. Bekannt sind beispielsweise rundliche Transformatoren mit Ringkern. Transformatoren mit einem Schnittbandkern haben einen rechteckigen Querschnitt. Bei gestapelten Blechkernen sind verschiedene Bauformen wie M- oder LL-Kerne möglich. Bei einem Flachtransformator handelt es sich um Trafos mit besonders niedriger Bauhöhe für die Montage auf Leiterplatten.

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Einphasen-Transformatoren

Transformatoren bestehen aus einem magnetischen Kreis, um den zwei Stromkreise herum geführt werden. Im allgemeinen Sprachgebrauch sind Transformatoren auch als Trafo oder Umspanner bekannt. Transformatoren bauen im zweiten Leiter eine Wechselspannung auf, wenn der erste Leiter mit Wechselstrom betrieben wird. Die Bauelemente kommen daher zum Einsatz, wenn Wechselspannungen erhöht oder verringert werden müssen.

Im Haushalt finden Transformatoren in nahezu jedem Netzteil Verwendung: sie wandeln die Netzspannung aus der Steckdose in die notwendige Betriebsspannung des Gerätes um. In der Stromversorgung werden Transformatoren überall gebraucht, da der über Hochleitungen transportierte Strom erst nach seiner Umwandlung durch einen Transformator in Niederspannung eingesetzt werden kann.

In den Netzteilen von Haushaltsgeräten sind bereits Netztransformatoren verbaut. Alternativ kommen auch Schaltwandler zum Einsatz. Die Netzteile von Computern und Fernsehern sind mit einem Zeilentransformator ausgestattet, der zwischen 20 und 30 kV erzeugt. Der Kern eines Transformators besteht aus Eisen oder Ferriten – keramische Werkstoffe mit schlechten Leitungseigenschaften aus Eisenoxid. Die klassische Bauweise eines Transformators ist die Ringform. Das Modell des idealen Transformators weicht in der Praxis dem realen Transformator: Faktoren wie Wirbelstromverluste, Widerstände und Streuflüsse ermöglichen keine Umsetzung des idealen Modells.

Einphasen-Transformatoren erzeugen mit der Sekundärspule auf der Ausgangsseite eine Wechselspannung, wenn an der Primärseite am Eingang des Transformators eine Wechselspannung angelegt wird. Die erzeugte Ausgangsspannung entspricht bei Einphasen-Transformatoren der Eingangsspannung unter Berücksichtigung des Windungsverhältnisses der Spule und ist mit einer Formel errechenbar.

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