Wie ein kleiner Transformator funktioniert

Ein kleiner Transformator arbeitet nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion . Es funktioniert nur mit Wechselstrom und kann Gleichspannung nicht direkt umwandeln. Es wird häufig in Netzteilen, Haushaltsgeräten und industriellen Steuerungsgeräten eingesetzt.

Es besteht im Wesentlichen aus einem Eisenkern, einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung. Wenn an die Primärwicklung eine Wechselspannung angelegt wird, erzeugt Wechselstrom ein sich ständig änderndes magnetisches Wechselfeld. Der Eisenkern ist mit hochpermeablen Siliziumstahlblechen gestapelt. Es begrenzt das Magnetfeld und überträgt den größten Teil des Magnetflusses auf die Sekundärwicklung, um magnetische Energieverluste zu reduzieren.

Gemäß dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion induziert das sich ändernde Magnetfeld, das durch die Sekundärwicklung verläuft, eine elektromotorische Wechselstromkraft. Die Ausgangsspannung hängt vom Windungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwicklung ab. Mehr Wicklungswindungen entsprechen einer höheren Spannung. Ein Aufwärtstransformator hat mehr Sekundärwindungen, während ein Abwärtstransformator weniger Sekundärwindungen hat. Die meisten Unterhaltungselektronikgeräte verwenden kleine Abwärtstransformatoren, um die Hochspannungsnetzspannung auf Niederspannung zu reduzieren.

Bei einem idealen Transformator entspricht die Eingangsleistung ungefähr der Ausgangsleistung. Die Spannung steigt, wenn der Strom sinkt, und die Spannung sinkt, wenn der Strom steigt. Kleine Transformatoren in der Praxis weisen unvermeidliche Verluste auf: Wirbelstromverluste und Hystereseverluste im Eisenkern sowie Widerstandswärmeverluste in den Wicklungsdrähten. Dadurch ist die Ausgangsleistung etwas geringer als die Eingangsleistung und es entsteht im Betrieb eine leichte Wärmeentwicklung.