11.04.13

Transformator (Teil 2)

Man kann sich natürlich fragen: Ist das nicht egal, wo der blaue Draht gewickelt ist, z.B. auch oben oder unten auf den Eisenkern statt rechts seitlich, würde dadurch nicht der gleiche Effekt entstehen? Dem steht offenbar nix entgegen, sofern der magnetische Fluß überall gleich ist. Ja, man kann sogar noch weiter gehen: können die Drähte nicht auch übereinander gewickelt sein? Das ist in der Tat richtig, sofern eine Isolierschicht zwischen ‚rotem‘ und ‚blauem‘ Draht existiert. Genau das wird z.B. bei den hier abgebildeten sog. Toroidal-Transformer oder Ringkern-Transformatoren gemacht.

(Autor: Olle Norell. Siehe Wikimedia)

Bei dem ‚weißen‘ Trafo im Vordergrund sieht man sehr deutlich oben den dicken Draht gewickelt. Darunter ist eine (hier: weißfarbene) Isolierschicht (irgend’n Plastikzeugs, so wie außen), und darunter wiederum befindet sich ein ganz dünner Kupferdraht in Hunderten von Windungen auf den Toroid (=ein Donut-förmiger Eisenkern) gewickelt. Manchmal findet man so was bei Lampentransformatoren für Niedervoltstrom von Halogenlampen.

Die vielen Windungen des dünnen Kupferdrahts sind für den Primärstrom, so daß also von 230 Volt seitens des dünnen Drahtes des Primärstroms auf z.B. 2x12V des dicken Drahtes runtertransformiert werden kann – und zwar (prinzipiell) nach der vom Teil 1 bekannten Formel:

Nach dieser Formel verringert sich die Sekundärspannung U₂ mit der Anzahl der Windungen N₁ des Primärstrom-Drahtes.

Hier sieht man ebenfalls die übereinanderliegenden aber durch Isolierung voneinander abgeschotteten Wicklungen bei einem sog. Schweißtrafo. Der Eisenkern hat in der Mitte einen Holm, um den die Wicklungen gehen. (Witzigerweise braucht der dicke Draht nicht direkt um ein Stück Eisenkern gewickelt zu werden, es reicht offenbar das Magnetfeld im Raum um den Eisenkern.)

(Urheber: Mtodorov_69. Siehe Wikipedia/Wikimedia)

Der Kommentar zu diesem Bild bei Wikipedia lautet:

<Die vergleichsweise hohe Speisespannung wird an der inneren Wicklung angelegt -- erkennbar an der großen Windungszahl und den dünnen Leitungen. An der äußeren Wicklung wird der Schweißstrom entnommen. Dort ist die Spannung aufgrund der kleineren Windungszahl viel geringer. Aber der Strom ist höher, daher ist diese Wicklung deutlich dicker. Der Trafokern besteht aus dünnen, gegeneinander isolierten Eisenplatten um Wirbelströme zu vermeiden.>

In einem sehr schön dokumentierten Schulversuch kann man die Wirkungsweise eines Schweißtrafos dargestellt finden. Beim Schweißtrafo geht es jedenfalls um die Ausbeute der im ersten Teil schon erwähnten Formel:

Wobei die Stromstärke I₂ sehr hoch sein soll, indem die Wicklungszahl N₁ sehr hoch ist, was wieder zusammenhängt damit, daß die Spannung gleichzeitig sehr niedrig ist – was aber offenbar unwichtig ist für den genannten Zweck, Metall zum Schmelzen zu bringen. Warum ist die hohe Stromstärke so interessant? In dem zu schmelzenden Metallstück entsteht eine Wärmemenge die dem Quadrat der Stromstärke proportional ist.

________________________________

Hier geht’s zurück zum Transformator - Teil 1