Ein Transformator wird im Alltag benötigt, damit wir unsere elektrischen Geräte benutzen können. Er wird dazu verwendet, um elektrische Spannung zu verändern. Im europäischen Stromnetz beträgt die Spannung 230 Volt. Durch einen Transformator kann eine höhere wie auch eine tiefere Spannung erreicht werden. Unsere Alltagsgegenstände wie Laptops, Mobiltelefone, MP3-Player, Modelleisenbahnen brauchen deutlich weniger Strom als 230 Volt. Damit diese Geräte nicht kaputtgehen, wenn wir sie an den Strom anschließen, muss die Spannung umgewandelt werden in eine niedrigere Spannung. Diese Arbeit erledigt ein Trafo. Welche Typen von Transformatoren es gibt und was diese können, erklären wir nachfolgend.
Aufbau und Funktionsweise des Transformators
Der Transformator besteht für gewöhnlich aus zwei Spulen. Eine Spule ist ein langer Draht, der aufgewickelt wurde. Diese Spulen bestehen aus Kupfer und befinden sich auf einem Kern aus Eisen. Es gibt eine sogenannte Primärspule und eine Sekundärspule.
Die Spulen haben nicht die gleiche Anzahl an Windungen, damit sie Spannung umwandeln können. Unter Windung versteht man eine Wicklung einmal um den Draht herum.
Die erste Spule hängt meistens an der Steckdose mit den 230 Volt. Wenn die zweite Spule nun halb so viele Windungen hat wie die erste, so wird auch die Spannung halb so groß.
Transformatorentypen
Steuertransformator
Die Steuertransformatoren gehören zu den Trenntransformatoren. Hauptsächlich werden sie im Schaltanlagenbau für Steuerschränke verwendet. In erster Linie ist ihre Aufgabe die galvanische Trennung zwischen zwei Stromkreisen. Aber sie dienen auch zur Spannungsanpassung. Dafür bekommen die Steuertransformatoren auf der Primärwicklung zwei zusätzliche Abgriffe. Damit können sie bei dauerhaft abweichender Spannung diese um + / – 5% angleichen.
Die Steuertransformatoren werden mit Schraubklemmen (Transformatorenklemmen) ausgestattet. Zudem werden sie im Leistungsbereich von 60 VA bis 16 kVA in einphasiger Ausführung gefertigt. Durch diesen Transformator lassen sich Steuerstromkreise auf der Sekundärseite im Störungsfall aufgrund der Dämpfung absichern.
Trenntransformator
Der Trenntransformator hebt sich dadurch hervor, dass er mindestens eine Primärwicklung, die auch Eingangswicklung genannt wird, hat. Zudem hat er mindestens eine galvanisch davon getrennte Sekundärwicklung. Der Trenntransformator kann grundsätzlich aber mit beliebig vielen Sekundärwicklungen versehen werden. Dadurch lassen sich aus einem Trenntransformator mehrere galvanisch voneinander getrennte Stromkreise konstruieren, die alle unterschiedliche Spannungen und Ströme haben.
Kerntransformator
Der Kerntransformator gehört zu der Familie der Trenntransformatoren. Sie werden mit einem Zweischenkelkern aufgebaut. Die Wicklungen werden gleichmäßig auf beide Schenkel aufgebaut. Hauptsächlich werden Kerntransformatoren für Transformatoren mit einer Leistung von über 3kVA bis 25 kVA aufgebaut und verwendet.
Manteltransformator
Dieser steht im Gegensatz zum Kerntransformator.
Netzgeräte werden für gewöhnlich eng mit dem Gehäuse eines elektrischen Geräts verbunden. Dann bezeichnet man sie als Netzteil. Der Hauptbestandteil eines solchen Netzteils oder Netzgerätes ist der Transformator. Dieser zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise aus. Erreicht wird dies durch eine Mantelkonstruktion. Bei den Manteltransformatoren sind die Spulen innerhalb des Eisenkerns. Das spart Platz. Durch diese enge Bauart kann es zu sehr starken Erwärmungen im Netzteil kommen.
Universaltransformator
Auch Universaltransformatoren sind Trenntransformatoren, aber mit mehreren standardisierten Wicklungen. Und das sowohl auf der Primärseite wie auch auf der Sekundärseite des Trafos. Die Wicklungen sind so geschickt konfiguriert, dass man auch nachträglich noch Schaltungsbrücken in Form von Drähten einlegen kann. So lässt sich dieser Transformator sehr leicht für unterschiedliche Spannungskombinationen leicht konfigurieren. Der größte Vorteil liegt aber in seiner sehr einfachen Lagerhaltung.
Drehstromtransformator
Die Drehstromtransformatoren werden in Drehstromnetzen eingesetzt für die Transformation von Spannungen und Strömen. Dort transformieren sie für gewöhnlich dir drei Phasen eines Drehstromnetzes in eine andere Spannungsebene. Für die heutige Energieversorgung werden hauptsächlich Drehstromtransformatoren eingesetzt und zwar für alle Leistungsklassen und Spannungsebenen. Wenn Drehstromtransformatoren parallel geschaltet werden soll, so müssen auch immer die Schaltgruppen bei den Drehtransformatoren beachtet werden.
Printtransformatoren
Normalerweise sind die Printtransformatoren als Trenntransformatoren ausgelegt. Sie werden auch hauptsächlich in der Elektrotechnik für den Aufbau auf Leiterplatten verwendet. Die Wicklungen werden direkt auf die Pins, also die Lötschwerter gelegt. So ist es möglich, dass sich diese Trafos ganz leicht maschinell in die vorgefertigten Bohrungen auf den Leiterplatten einsetzen lassen.
Fazit:
Ohne einen Transformator, kurz Trafo genannt, könnten wir unseren Strom nicht in der Art und Weise nutzen, wie wir es gewohnt sind. Gerade bei Haushaltsgeräten würden wir sofort einen Stromschlag bekommen, wenn wir ein Gerät an den Strom anschließen. Bei 230 Volt kann das lebensgefährlich sein. Die Stromstärke wäre zu gewaltig. Hier ist es nützlich, dass der Transformator die Spannung umwandelt und somit quasi die Leistung für das passende Gerät anpasst. So können wir ganz entspannt unseren Föhn verwenden und unsere Haare föhnen, ohne einen Stromschlag zu bekommen. Ein Trafo kommt also auch täglich in unserem Haushalt zur Anwendung.
(Bildquelle: Pixabay.com – CC0 Public Domain)
