Funktionsweise und Kenngrößen eines einphasigen Transformators

Ein einphasiger Transformator ist ein elektrisches Gerät, das Wechselstrom von einer Spannungsebene auf eine andere überträgt, ohne dass eine direkte elektrische Verbindung zwischen den beiden Spannungsseiten besteht. Die Funktionsweise basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion.

### Funktionsweise:

1. **Primärwicklung**: Der Transformator hat zwei Wicklungen, die Primär- und die Sekundärwicklung. Wenn Wechselstrom durch die Primärwicklung fließt, erzeugt dieser ein sich änderndes Magnetfeld.

2. **Magnetischer Kern**: Dieses Magnetfeld wird durch einen ferromagnetischen Kern geleitet, der die magnetische Flussdichte erhöht und die Effizienz des Transformators steigert.

3. **Sekundärwicklung**: Das sich ändernde Magnetfeld induziert eine Wechselspannung in der Sekundärwicklung. Die Höhe der induzierten Spannung hängt vom Verhältnis der Windungszahlen der beiden Wicklungen ab.

4. **Transformationsverhältnis**: Das Verhältnis der Windungszahlen (N1/N2) bestimmt, ob die Spannung erhöht (Step-up-Transformator) oder verringert (Step-down-Transformator) wird.

### Wichtige Kenngrößen:

1. **Nennspannung**: Die Spannung, für die der Transformator ausgelegt ist, sowohl auf der Primär- als auch auf der Sekundärseite.

2. **Nennstrom**: Der maximale Strom, den der Transformator bei Nennspannung führen kann.

3. **Leistungsaufnahme (S)**: Die maximale Leistung, die der Transformator übertragen kann, angegeben in Voltampere (VA).

4. **Wicklungszahl (N)**: Die Anzahl der Windungen in der Primär- und Sekundärwicklung.

5. **Wirkungsgrad (η)**: Das Verhältnis der Ausgangsleistung zur Eingangsleistung, ausgedrückt in Prozent.

6. **Leerlaufspannung**: Die Spannung an der Sekundärwicklung, wenn keine Last angeschlossen ist.

7. **Kurzschlussstrom**: Der Strom, der fließt, wenn die Sekundärseite kurzgeschlossen ist.

Diese Kenngrößen sind entscheidend für die Auswahl und den Betrieb eines Transformators in elektrischen Systemen.