Was ist ein Transformator und wie funktioniert er?

Transformatoren, in der einfachsten Form, sind elektromagnetische Geräte, die zur Energieumwandlung verwendet werden. Was bedeutet das? Wie funktionieren diese Bauteile?

Sehen wir uns zunächst einmal an, wie sie hergestellt werden. Transformatoren bestehen aus drei Hauptteilen: Einem Kern (typischerweise ferromagnetisch (Eisen)) und zwei Drahtwicklungen. Die Drahtwicklungen werden als Primär- und Sekundärwicklungen bezeichnet.

Wenn Wechselstrom an die Primärwicklung des Transformators angelegt wird, erzeugt die Spule ein pulsierendes Magnetfeld. Der Kern des Transformators dient dazu, den Weg des Magnetfeldes zwischen der Primär- und Sekundärspule zu lenken, um Energieverschwendung zu vermeiden. Sobald das Magnetfeld die Sekundärspule erreicht, zwingt es die darin befindlichen Elektronen zur Bewegung und erzeugt über die elektromotorische Kraft (EMK) einen elektrischen Strom.

Es stellte sich heraus, dass die Verwendung eines massiven Kerns nicht ideal war, da viel Energie in Form von Wärme aufgrund von so genanntem Wirbelstrom verloren ging. Um dies zu unterstützen, werden die Kerne jetzt aus laminierten Eisenblechen hergestellt, um die Wärme gleichmäßiger zu verteilen und Energieverluste zu verhindern.

Die Hauptfunktion eines Transformators besteht darin, die Spannung über der Sekundärwicklung bezüglich der Primärwicklung zu erhöhen oder zu verringern. Dies geschieht einfach durch Anpassung des Verhältnisses der Spulenwicklungen auf beiden Seiten. Wenn ein Transformator 5 Wicklungen auf der Primärseite und 10 auf der Sekundärseite hat, handelt es sich um einen 1:2-Aufwärtstransformator, d.h. die Spannung verdoppelt sich von der Primär- zur Sekundärseite. Das Gegenteil ist der Fall, wenn sich 10 Wicklungen auf der Primärseite und 5 auf der Sekundärseite befinden. Dies wäre dann ein 2:1-Abwärtstransformator, der die Spannung halbiert.

Transformatoren sind relativ einfache Geräte, sobald das Grundverständnis vorhanden ist. Sie sind in einer Vielzahl von Ausführungen und für verschiedene Anwendungen erhältlich, einschließlich Stromversorgung, Isolierung, Signalverarbeitung, Strommessung und mehr. Was auch immer die Anwendung ist, DigiKey bietet eine passende Lösung. Klicken Sie hier um unser breites Angebot an Transformatoren zu sehen, einschließlich der Einzelteile, aus denen sich ein Transformator zusammensetzt, so dass Sie einen genau auf Ihre Anwendung zugeschnittenen Transformator herstellen können.