Trafo Berechnen

[Heidi Hall]

EinTransformator ist ein wichtiges elektronisches Bauteil, das eine Wechselspannung umwandeln kann. Mit ihm ist es mglich, eine Spannung in eine hhere oder niedrigere Spannung zu umzuwandeln. Der Trafo besteht meistens aus zwei Spulen aus Kupferdraht. Sie sind auf einem Eisenkern aufgewickelt.

Die Spule, an der du von auen eine Wechselspannung anlegst, bezeichnest du als Primrspule. Die Sekundrspule ist die Spule, an der du die Ausgangsspannung entnimmst. Beide Spulen sind unterschiedlich oft um den Eisenkern gewickelt, haben also unterschiedliche Wicklungen.

Mit einem Transformator kannst du zum Beispiel eine Spannung von 240 Volt in eine Spannung von 60 Volt umwandeln. Das funktioniert, weil die Primrspule ein Magnetfeld aufbaut, welches ber den Eisenkern die Sekundrspule beeinflusst. Das Prinzip nennst du Induktion.

Ein Transformator ist im einfachsten Fall aus zwei Spulen aufgebaut. Es kann aber durchaus sein, dass er auch noch mehr Spulen besitzt. An der Primrseite des Transformators wird die Eingangsspannung angelegt. Daher wird die Spule am Eingang hufig auch als Primrspule bezeichnet.

An der Sekundrseite des Transformators kann die Ausgangsspannung entnommen werden. Entsprechend wird sie als Sekundrspule bezeichnet. Mehrere Spulen auf der Sekundrseite ermglichen es, fr die Eingangsspannung mehrere Ausgangsspannungen zu erzeugen.

Neben den Spulen ist der Eisenkern das Herzstck des Transformators. Er besteht hufig aus gepresstem Eisenpulver, Ferrit oder Silizium-Stahl-Legierungen. Auf den Kern sind die Spulen aufgewickelt, um zwischen ihnen eine magnetische Verbindung herzustellen.

Schon gewusst? Besonders bei Anwendungen im hohen Leistungsbereich ist die Khlung eines Transformators unerlsslich. Das liegt daran, dass bei der Spannungsumwandlung Wrme entsteht, die abgefhrt werden muss. Traditionell werden Transformatoren deswegen in einem lbad gekhlt. Gleichzeitig bernimmt das l auch die Rolle des Isolators gegenber der Auenwelt.

Die Funktionsweise eines Transformators basiert auf der elektromagnetischen Induktion. Denn wenn eine Spule von einem sich wechselnden Magnetfeld durchdrungen wird, entsteht in ihr eine elektrische Spannung.

An der Primrspule wird eine Wechselspannung angelegt und an der Sekundrspule wird eine andere Wechselspannung abgegriffen. Die Ausgangsspannung USekundr kann kleiner, grer oder gleich der Eingangsspannung UPrimr sein.

Achtung! Da eine Gleichspannung kein sich stndig nderndes Magnetfeld hervorruft, funktioniert ein Transformator ausschlielich mit Wechselspannung. Denn dort wechselt die Spannung stndig die Richtung, wodurch sich auch die Richtung des Magnetfelds immer wieder ndert. Das ist die Voraussetzung fr die Induktion.

Um einen idealen Transformator zu berechnen und zu beschreiben, gibt es einige wichtige Formeln. Einerseits kannst du zwischen einem idealen und realen Transformator unterscheiden. Der Hauptunterschied ist die Umwandlung der Spannung mit oder ohne Verluste:

Somit hngt die Spannung der Sekundrseite von der Spannung der Primrseite ab. Weil auf der Sekundrseite allerdings kein Strom fliet, spricht du auch von einem unbelasteten Transformator.

Fliet auf der Ausgangsseite ein Strom, kannst du das Verhltnis der Strme (IP und IS) dem Verhltnis der Windungen (NP und NS) gegenber stellen. Du solltest dabei beachten, dass beim Windungsverhltnis den Kehrwert bildest.

Auerdem gilt bei dem idealen Transformator das Gesetz der Energieerhaltung. In diesem Fall fhrt das dazu, dass die elektrische Leistung der Primrseite PP, der der Sekundrseite PS entspricht.

Handelt es sich um einen realen Transformator, so entspricht die Leistung der Primrseite nicht mehr der Leistung der Sekundrseite, da bei der Umwandlung Energie verloren geht. Die Leistungen sind nun ber den Wirkungsgrad verknpft.

Der Transformator beruht auf der elektromagnetischen Induktion. Durch sie kann die Eingangsspannung nmlich berhaupt erst in eine andere Ausgangsspannung umgewandelt bzw. transformiert werden. Wenn du mehr ber die Induktion und ihre genaue Funktionsweise wissen willst, schau gerne in unserem Video dazu vorbei!

Transformatoren werden in elektrischen Systemen hufig verwendet, um den Spannungspegel der Stromversorgung zu ndern. Um einen Transformator richtig zu dimensionieren und auszuwhlen, ist es wichtig, die kVA-Nennleistung (Kilovoltampere) zu berechnen. So berechnen Sie die kVA-Leistung fr einen 3-Phasentransformator.

Die Transformatornennleistung bezieht sich auf die Leistung, die der Transformator liefern kann. Typischerweise finden Sie diese Informationen auf dem Typenschild des Transformators. Wenn der Transformator nicht gekennzeichnet ist, knnen Sie die Leistung mit der folgenden Formel ermitteln:

Die Last bezieht sich auf die Strommenge, die der Transformator an das System liefert. Um die Last zu ermitteln, mssen Sie den Gesamtstrombedarf im System berechnen. Wenn Sie beispielsweise einen Drehstrommotor mit einer Spannung von 415 V und einem Strom von 50 A haben, wre der Strombedarf:

Zusammenfassend lsst sich sagen, dass die Berechnung der kVA-Nennleistung fr einen 3-Phasentransformator die Bestimmung der Transformatornennleistung, die Bestimmung der Last und die Berechnung der kVA-Nennleistung erfordert. Durch die richtige Dimensionierung und Auswahl eines Transformators wird sichergestellt, dass Ihr elektrisches System sicher und effizient arbeitet.

Transformatoren werden verwendet, um elektrische Energie mittels magnetischer Induktion von einem Stromkreis zu einem anderen zu bertragen. Um einen Transformator richtig auszulegen und zu betreiben, ist es wichtig, den Nennstrom des Transformators zu berechnen. Der Nennstrom ist der maximale Strom, den der Transformator sicher handhaben kann, whrend er einen ordnungsgemen Betrieb aufrechterhlt.

Zusammenfassend lsst sich sagen, dass die Berechnung des Nennstroms eines Transformators ein entscheidender Schritt bei der Konstruktion und dem Betrieb eines Transformators ist. Durch die Verwendung der geeigneten Formel und die Sicherstellung, dass der Nennstrom nicht berschritten wird, knnen Transformatoren eine sichere und effiziente Energiebertragung bieten.

Zusammenfassend lsst sich sagen, dass die Berechnung des Nennstroms eines Transformators unerlsslich ist, um seinen sicheren und effizienten Betrieb zu gewhrleisten. Die Formel zur Berechnung des Nennstroms bercksichtigt Nennleistung, Spannung und Wirkungsgrad des Transformators.

LuShan, gegrndet 1975, ist ein chinesischer professioneller Hersteller, der sich seit 48 Jahren auf Leistungstransformatoren und Drosseln spezialisiert hat. Zu den fhrenden Produkten gehren Einphasentransformatoren, Dreiphasentransformatoren, Gleichstrominduktivitten, Wechselstromdrosseln, Filterdrosseln, Epoxidharz-Hochspannungstransformatoren und Zwischen- und Hochfrequenzprodukte. Unsere Transformatoren und Reaktoren werden hufig in 10 Anwendungsbereichen eingesetzt: Schnellverkehr, Baumaschinen, erneuerbare Energien, intelligente Fertigung, medizinische Gerte, Explosionsschutz in Kohlebergwerken, Erregersysteme, Vakuumsintern, zentrale Klimaanlage.

Um die Niedervolt Lampen am 230V Stromnetz zu betreiben, wird ein LED Trafo bentigt. Dieser transformiert die Netzspannung auf die bentigte LED Spannung herunter. Anstatt des Begriffs Trafo sind auch folgende Bezeichnungen gelufig:

LED Trafos gibt es in den unterschiedlichsten Leistungsklassen. Es macht jedoch keinen Sinn, einfach einen stark berdimensionierten Trafo zu kaufen, ohne die tatschlich bentigte Leistung vorher zu berechnen.

Moderne elektronische Transformatoren haben nmlich eine Mindestlast und wrden bei einer Belastung unterhalb dieser Grenze gar keine Spannung liefern. Du solltest den Trafo deshalb am besten genau passend fr deine Anwendung dimensionieren.

Du findest diese Angabe sowohl auf der Verpackung als auch direkt auf der Lampe. Mchtest du beispielsweise nur eine einzige Niedervolt Lampe mit 10W betreiben, muss der Trafo ebenfalls mindestens 10W + Leistungsreserve liefern knnen.

In einigen Sonderfllen ist die Leistungsaufnahme der LEDs nicht direkt angegeben. Stattdessen wird die Stromaufnahme in Ampere (A) genannt. Hier kannst du die Leistung durch Multiplikation von Spannung und Strom bestimmen.

LED Stripes werden hufig als Meterware verkauft. Das fhrt zu einer kleinen Besonderheit. Die Leistungsaufnahme im Shop oder im Datenblatt wird deshalb blicherweise in Watt pro Meter (W/m) angegeben. Mchtest du beispielsweise einen 5m lange LED Streifen betreiben, lsst sich der Trafo folgendermaen berechnen:

Es ist nicht ratsam, einen LED Trafo permanent mit 100% Last an seiner Leistungsgrenze zu betreiben. Zum einen besteht die Gefahr, dass durch den Einschaltstrom der Lampen die Sicherung im Trafo auslst.

Weiterhin knnte sich das Netzteil berdurchschnittlich erwrmen, was wiederum die Lebensdauer reduziert. Um auf der sichereren Seite zu sein, solltest du deshalb bei der Dimensionierung des Trafos eine Leistungsreserve einplanen.

Eine Leistungsreserve von 20% ist in jedem Fall empfehlenswert. Und wenn die Lichtinstallation spter noch durch zustzliche Strahler erweitert werden soll, kannst du die Reserve gleich entsprechend grer whlen.

Hier kannst du die Leistungsaufnahme aller am Netzteil zu betreibenden LED Lampen sowie die gewnschte Leistungsreserve eingeben. Alternativ lsst sich der Trafo auch durch Eingabe der LED Betriebsspannung und des Gesamtstroms aller Lampen bestimmen.

Manchmal stellt sich bei der Umrstung auf LED die Frage, ob ein vorhandener Halogen Trafo weiter verwendet werden kann. Sofern die Betriebsspannung von Halogen und LED Lampen identisch ist, scheint dies auf den ersten Blick mglich.

3a8082e126