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Transformator — einfach erklärt

Oft auch gesucht als: Trafo berechnen · Übersetzungsverhältnis

Ein Transformator macht aus einer Wechselspannung eine größere oder kleinere — im Verhältnis der Windungszahlen.

Transformator jetzt üben Kostenlos, ohne Anmeldung · die Lösung sagen? Könnte jeder

Was dich hier erwartet

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Erklärt von ganz vorn Ohne Vorwissen, ein Satz nach dem anderen. Wer es schon kann, überspringt es.
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Nicht vorgesagt, sondern gefragt Du bekommst Fragen, die dich hinführen. Abschreiben geht hier nicht — verstehen schon.
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Was hakt, kommt wieder Nach einem Tag, nach drei Tagen, nach einer Woche. So lange, bis es sitzt.

So sieht das beim Üben aus

Eine echte Aufgabe aus diesem Thema. Du bekommst sie nicht vorgerechnet — du wirst hingeführt.

Die Aufgabe

Ein Transformator hat 500 Windungen auf der Primärseite und 50 auf der Sekundärseite. Primär liegen 400 V an.
Wie groß ist die Sekundärspannung in Volt?

Erste Frage an dich

Welches Verhältnis gilt am Transformator?

U1 : U2 = N1 : N2
U1 : U2 = N2 : N1
U1 · U2 = N1 · N2

Danach kommen 2 weitere Fragen — und am Schluss schreibst du die Antwort selbst hin. Wenn du nicht weiterweißt, gibt es einen Tipp: Spannungen und Windungszahlen gehören paarweise zusammen.

Transformator von ganz vorn

Ein Satz nach dem anderen, ohne Vorwissen.

Ein Trafo besteht aus zwei Spulen auf einem gemeinsamen Eisenkern. Die eine heißt Primärwicklung, die andere Sekundärwicklung.

Der Wechselstrom in der ersten Spule baut ein ständig wechselndes Magnetfeld auf. Der Eisenkern führt dieses Feld zur zweiten Spule.

In der zweiten Spule entsteht dadurch wieder eine Spannung. Die beiden Wicklungen berühren sich dabei nicht — das nennt man galvanische Trennung.

Wie groß die neue Spannung ist, hängt allein von den Windungszahlen ab: U1 : U2 = N1 : N2.

Weniger Windungen auf der Sekundärseite heißt weniger Spannung. Mehr Windungen heißt mehr Spannung.

Die Leistung bleibt dabei ungefähr gleich. Wird die Spannung kleiner, wird der Strom entsprechend größer.

Wichtig: Ein Trafo arbeitet nur mit Wechselspannung. Bei Gleichspannung ändert sich das Magnetfeld nicht, und es passiert nichts.

Wozu man das braucht

Schritt für Schritt

  1. Schreib auf, was gegeben ist: Spannungen und Windungszahlen, jeweils mit 1 für primär und 2 für sekundär.
  2. Bilde das Übersetzungsverhältnis: die größere Windungszahl durch die kleinere.
  3. Stell U1 : U2 = N1 : N2 nach der gesuchten Größe um — über Kreuz malnehmen.
  4. Rechne aus und prüf die Richtung: Weniger Windungen heißt weniger Spannung.
  5. Für den Strom denk daran, dass er sich umgekehrt verhält: weniger Spannung, mehr Strom.

Ein durchgerechnetes Beispiel

Aufgabe: 1000 Windungen primär bei 230 V, 100 Windungen sekundär. Wie groß ist U2?

  1. Übersetzung: 1000 : 100 = 10
  2. Sekundär hat zehnmal weniger Windungen.
  3. U2 = 230 V : 10

Ergebnis: 23 V

Die häufigsten Fehler

Verhältnis umgedrehtAus einem Abwärtstrafo wird sonst ein Aufwärtstrafo. Prüf immer, ob das Ergebnis in die richtige Richtung geht.
Strom wie die Spannung behandeltSpannung und Windungszahl gehen gleich mit, der Strom genau umgekehrt. Sonst wäre die Leistung nicht mehr gleich.
Trafo an Gleichspannung gedachtOhne Wechselspannung ändert sich das Magnetfeld nicht, und es wird nichts übertragen. Die Primärwicklung wirkt dann fast wie ein Kurzschluss.
Verluste ganz vergessenFür die Schulrechnung gilt der ideale Trafo. In Wirklichkeit gehen ein paar Prozent als Wärme verloren.

Zum Ansehen

230 V N1 = 1000 23 V N2 = 100 Zehnmal weniger Windungen — zehnmal weniger Spannung

Wörter, die man kennen muss

PrimärseiteDie Wicklung, an der die Spannung angelegt wird. Größen mit 1.
SekundärseiteDie Wicklung, an der die Spannung abgenommen wird. Größen mit 2.
Windungszahl NWie oft der Draht um den Kern gewickelt ist.
ÜbersetzungsverhältnisN1 : N2 — sagt, um welchen Faktor sich die Spannung ändert.

Das Wichtigste in Kürze

  • U1 : U2 = N1 : N2
  • Nach U2 umgestellt: U2 = U1 · N2 : N1
  • Nach N2 umgestellt: N2 = N1 · U2 : U1
  • Beim idealen Trafo bleibt die Leistung gleich: U1 · I1 = U2 · I2
  • Deshalb gilt für die Ströme umgekehrt: I1 : I2 = N2 : N1
  • Ein Trafo funktioniert nur mit Wechselspannung.

Windungen ziehen — zum Ausprobieren

Das Verhältnis der Windungszahlen bestimmt alles: Spannung hoch heißt Strom runter.

Das Modell zum Schieben steht in der App — dort siehst du sofort, was sich ändert, wenn du an einem Wert drehst.

Modell ausprobieren

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Lesen reicht nicht

Verstanden hast du es erst, wenn du es selbst hinschreiben kannst. Genau dafür ist diese Seite gebaut: Die Lösung sagen könnte jeder — hier kommen Fragen, die dich hinführen, und am Schluss schreibst du die Antwort selbst.

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