Mechatronik Modul 2 - ADAM - Leonardo da Vinci Projects and ...

120
Minos
3.4 Transformatoren
3.4.1 Idealer Transformator
Beispiel
Elektrische Antriebe und Steuerungen
Ein Transformator besteht in den meisten Fällen aus zwei Spulen, die
elektrisch nicht miteinander verbunden sind. Die Kopplung der Spulen
erfolgt durch ein magnetisches Feld. Der Eisenkern des Transformators
leitet den magnetischen Fluss.
Bei einem idealen Transformator treten keine Verluste auf, der Wirkungsgrad
beträgt 100 %. Ein realer Transformator, an dessen Ausgangswicklung
kein Lastwiderstand angeschlossen ist, gleicht einem idealen
Transformator. Dies wird als Leerlauf des Transformators bezeichnet.
Mit einem Transformator können Spannungen, Stromstärken, Widerstände,
Kapazitäten und Induktivitäten übersetzt werden.
Die Spannungen verhalten sich bei einem idealen Transformator wie die
Windungszahlen:
ü Übersetzungsverhältnis
U Eingangsspannung
1
U Ausgangsspannung
2
N Windungszahl der Eingangsseite
1
Windungszahl der Ausgangsseite
N 2
ü = U 1 / U 2 = N 1 / N 2
Die Ströme verhalten sich bei einem idealen Transformator umgekehrt
wie die Windungszahlen:
I1 I2 N1 N2 Stromstärke der Eingangsseite
Stromstärke der Ausgangsseite
Windungszahl der Eingangsseite
Windungszahl der Ausgangsseite
ü = I 1 / I 2 = N 2 / N 1
Ein als ideal betrachteter Transformator hat eine Wicklungszahl auf der
Eingangsseite von 200 und auf der Ausgangsseite von 800 Windungen.
Die Spannung auf der Eingangsseite beträgt 48 V. Wie hoch ist die Spannung
auf der Ausgangsseite? Wie hoch ist der Strom auf der Eingangsseite,
wenn auf der Ausgangsseite ein Strom von 2 A fließt?
Spannungen:
U 1 / U 2 = N 1 / N 2
48 V / U 2 = 200 / 800
U 2 = 192 V
Die Ausgangsspannung beträgt 192 V.