Die verschiedenen Arten von Transformatoren – Das sollte Sie wissen

Die Bezeichnung Transformator ist vielen ein Begriff, allerdings wissen nur die wenigsten, wofür ein Transformator genutzt wird. Es handelt sich dabei um ein Bauelement, dessen Aufgabe es ist, elektrische Spannung umzuwandeln. Die Spannung im europäischen Stromnetz beträgt 230 Volt. Die meisten Alltagsgegenstände wie beispielsweise Laptops oder Mobiltelefone benötigen aber weitaus weniger Strom. Es ist notwendig, die Spannung umzuwandeln, da ansonsten die Geräte beim Anschluss an das Stromnetz einen Defekt bekommen könnten. Die Umwandlung der Spannung von 230 Volt in eine höhere oder niedrigere Spannung erfolgt durch einen Transformator. Vielen Menschen ist gar nicht bewusst, dass sie viele ihrer Geräte tagtäglich mithilfe eines Transformators betreiben und wissen daher nur wenig über diese Bauelemente. Was ein Transformator ist und welche Arten es gibt, wird im Folgenden erläutert.

Transformatoren – Aufbau und Funktionsweise

Für gewöhnlich ist es so, dass ein Transformator aus zwei Spulen besteht. Als Spule wird ein langer Draht aus Kupfer bezeichnet, der aufgewickelt wurde. Sie befindet sich auf einem Eisenkern. Neben einer Primärspule gibt es auch eine Sekundärspule. Um die Spannung umwandeln zu können, verfügen die beiden Spulen über eine unterschiedliche Anzahl an Windungen. Für gewöhnlich wird die Primärspule mit der Steckdose verbunden und hat somit 230 Volt. Hat die Sekundärspule vielleicht nur halb so viele Windungen wie die Primärspule, verfügt sie dementsprechend auch über weniger Spannung, in diesem Fall ist die Spannung dann nur halb so groß.

Die verschiedenen Arten von Transformatoren

Trenntransformator
Jeder Trenntransformator hat mindestens eine Primärspule, die auch bekannt ist als Eingangsspule. Außerdem verfügt er ebenfalls über mindestens eine Sekundärspule, die galvanisch von der Primärspule getrennt ist. Es ist aber möglich, den Trenntransformator mit weiteren Sekundärspulen in beliebiger Anzahl auszustatten. Dadurch wird es möglich, aus einem solchen Trenntransformator mehrere Stromkreise zu konstruieren, die galvanisch voneinander getrennt sind und unterschiedliche Spannungen und Ströme haben.

Steuertransformator
Steuertransformatoren zählen zu den Trenntransformatoren. Ihr Einsatzbereich ist hauptsächlich der Schaltanlagenbau, hier kommen sie in Steuerschränken zum Einsatz. Ihre Hauptaufgabe ist es, die galvanische Trennung zwischen zwei Stromkreisen zu gewährleisten. Sie werden aber auch für die Spannungsanpassung genutzt. In diesem Fall erhalten diese Modelle auf der Primärspule noch zwei zusätzliche Abgriffe. Dadurch sind sie in der Lage, eine dauerhaft abweichende Spannung anzugleichen, und zwar um +/- 5 %. Diese Art Transformator wird mit speziellen Schraubklemmen ausgestattet und im Leistungsbereich zwischen 60 VA und 16 kVa einphasig hergestellt. Steuertransformatoren ermöglichen die Absicherung von Steuerstromkreisen auf der Sekundärseite, wenn ein Störungsfall auftreten sollte.

Kerntransformator
Kerntransformatoren zählen ebenfalls zur Kategorie Trenntransformatoren. Bei diesen Transformatoren erfolgt der Aufbau mit einem Zweischenkelkern, das bedeutet, dass die Wicklungen gleichmäßig auf beide Schenkel verteilt werden. Kerntransformatoren werden hauptsächlich gebaut für Transformatoren, die über eine Leistung von mehr als 3 kVA bis hin zu 25 kVa verfügen.

Universaltransformator
Zur Familie der Trenntransformatoren gehören auch Universaltransformatoren, allerdings sind sie mit mehreren standardisierten Wicklungen ausgestattet. Diese befinden sich nicht nur auf der Primärseite, sondern auch auf der Sekundärseite. Durch die sehr geschickte Konfiguration der Wicklungen ist es möglich, auch nachträglich noch Schaltungsbrücken einbauen zu können, und zwar in Form von Drähten. So wird eine leichte Konfiguration des Transformators für verschiedene Spannungskombinationen ermöglicht.

Manteltransformator
Manteltransformatoren sind in Netzteilen zu finden. Für gewöhnlich ist es so, dass Netzgeräte sehr eng verbunden werden mit dem Gehäuse eines elektrischen Geräts, in dem Fall werden sie auch als Netzteil bezeichnet. Dessen Hauptbestandteil ist ein Transformator, der sich durch eine sehr kompakte Bauweise auszeichnet. Eine Mantelkonstruktion ermöglicht diese Bauweise. Die Spulen befinden sich bei einem Manteltransformator innerhalb des Kerns, dadurch wird Platz eingespart. Es gibt aber auch einen Nachteil, denn durch diese kompakte Bauweise kann sich das Netzteil sehr stark erhitzen.

Drehstromtransformator
Drehstromtransformatoren kommen in Drehstromnetzen zum Einsatz, dort sind sie zuständig für die Transformation von Strömen und Spannungen. Ihre Aufgabe ist es, die drei Phasen eines Drehstromnetzes in eine andere Spannungsebene zu transformieren. Heute werden vornehmlich Drehstromtransformatoren genutzt für die Energieversorgung. Sie kommen in allen Spannungsebenen und Leistungsklassen zum Einsatz.

Printtransformatoren
Für gewöhnlich zählen Printtransformatoren ebenfalls zur Kategorie der Trenntransformatoren. Ihr Einsatzbereich ist hauptsächlich die Elektrotechnik. Dort werden sie genutzt für den Aufbau auf Leiterplatten. Um sicherzustellen, dass sich diese Transformatoren maschinell auf die dafür vorgesehenen Bohrungen auf den Leiterplatten platzieren lassen, werden die Wicklungen bei diesen Modellen direkt auf die Lötschwerter gelegt.

Fazit

Der Strom kommt aus der Steckdose, diese sind in den meisten Gebäuden reichlich vorhanden. Aber ohne Transformatoren wäre es nicht möglich, diesen Strom zu nutzen. Wenn ein Haushaltsgerät ohne Transformator an den Strom angeschlossen werden würde, wäre das Ergebnis ein Stromschlag. Es steht außer Frage, dass so etwas tödlich enden kann. Transformatoren aber sind in der Lage, die gewaltige Spannung, die aus der Steckdose kommt, umzuwandeln. So stellen sie die Leistung zur Verfügung, die genau zum Gerät passt. Auch wenn sie nicht sichtbar sind, Transformatoren kommen bei so gut wie jedem elektrischen Gerät zum Einsatz und haben eine sehr wichtige Aufgabe.

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