Was ist ein Transformator ?

Ein Transformator (von lateinisch transformare‚ umformen, umwandeln; auch Umspanner, kurz Trafo) ist ein Bauelement oder eine Anlage der Elektrotechnik. Er besteht aus einem magnetischen Kreis – meist einem Ferrit- oder Eisenkern − um den Leiter zweier verschiedener Stromkreise so gewickelt sind, dass der Strom jedes Stromkreises mehrfach um den Kern herumgeführt wird. Speist man eine dieser Wicklungen mit einer Wechselspannung, stellt sich an der anderen Wicklung ebenfalls eine Wechselspannung ein, deren Höhe sich zu der ursprünglichen Spannung so verhält wie das Verhältnis der Windungszahlen der beiden Wicklungen.

Hauptanwendungsgebiet von Transformatoren ist daher die Erhöhung und Verringerung von Wechselspannungen. Für die Stromversorgung sind sie unverzichtbar, da elektrische Energie nur mittels Hochspannungsleitungen über weite Entfernungen wirtschaftlich sinnvoll transportiert werden kann, der Betrieb von Elektrogeräten aber nur mit Niederspannung praktikabel ist. Netztransformatoren befinden sich in nahezu allen Elektronikgeräten, bei denen die Betriebsspannung von der Netzspannung verschieden ist. In der Signalverarbeitung und der Tontechnik kommen spezielle Transformatoren zum Einsatz, die nicht auf möglichst verlustarme Leistungsübertragung, sondern auf möglichst ungestörte Signalweitergabe optimiert sind.

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Funktionsprinzip:

Die Wechselspannung in der Primärspule Up verursacht einen Wechselstrom Ip.
Dieser Wechselstrom verursacht sowohl in der Primärspule als auch in der Sekundärspule ein magnetisches Wechselfeld.
Nach Faraday zieht ein sich änderndes Magnetfeld eine Induktionsspannung nach sich.
Die induzierte Spannung tritt in der Sekundärspule als Sekundärspannung Us auf.
Sie ruft aber auch in der Primärspule eine Induktionsspannung hervor, die - nach Lenz - der von außen angelegten Spannung entgegengerichtet ist. Daher ist der Primärstrom beim unbelasteten Transformator in der Regel sehr klein.
Aus dem oben Gesagten geht hervor, dass ein Transformator nur mit Wechselspannung funktionieren kann. Würde man an die Primärseite eine Gleichspannung anlegen, so käme es zu keiner Magnetfeldänderung und somit würde keine Sekundärspannung entstehen.