Berechnet am · Richtwert, kein prüffähiger Nachweis · https://erechner.alberssystems.de/transformator/
Transformator berechnen
Ein Transformator setzt Wechselspannung über zwei Wicklungen auf einem gemeinsamen Eisenkern um. Die Spannungen verhalten sich wie die Windungszahlen, die Ströme umgekehrt.
Übersetzungsverhältnis ü aus Primär- und Sekundärspannung, die fehlende Windungszahl und die Bemessungsströme auf beiden Seiten aus der Bemessungsleistung — für Steuertrafos und Drehstromtrafos.
Formeln am idealen Transformator
Beide Wicklungen sitzen auf demselben Eisenkern und werden vom selben magnetischen Fluss durchsetzt. Jede Windung bekommt deshalb dieselbe Spannung ab: Die Spannungen verhalten sich wie die Windungszahlen. Die Leistung bleibt (fast) gleich, also verhalten sich die Ströme umgekehrt. Die Seite mit der kleinen Spannung führt den großen Strom und hat den dickeren Draht.
Ein echter Trafo hat Verluste in Wicklung und Kern. Deshalb steht beim Strom ≈. Wie groß der Strom bei einem Kurzschluss hinter dem Trafo werden kann, hängt von seiner relativen Kurzschlussspannung uk ab. Das rechnet der Kurzschlussstrom-Rechner.
Beispiel aus der Praxis
Im Schaltschrank sitzt ein einphasiger Steuertrafo 400 V / 24 V mit 250 VA. Du willst wissen, wie viel Strom die 24-V-Seite liefern kann und welcher Strom dabei auf der 400-V-Seite fließt.
Die Steuerseite darf dauerhaft gut 10 A abgeben, auf der Netzseite sind es nur 0,625 A — das Verhältnis 10,42 / 0,625 ist wieder ü = 16,67. Hätte die Primärwicklung 1600 Windungen, hätte die Sekundärwicklung 1600 / 16,67 = 96 Windungen.
Wie berechnet man das Übersetzungsverhältnis?
ü = U1 / U2. Ein Trafo 230 V / 12 V hat ü = 19,17. Dasselbe Verhältnis haben die Windungszahlen: N1 / N2 = ü. Kennst du eine Windungszahl, bekommst du die andere mit N2 = N1 / ü.
Warum fließt auf der Sekundärseite mehr Strom?
Weil der Trafo Leistung überträgt und keine erzeugt. Primär und sekundär ist U · I nahezu gleich. Wird die Spannung kleiner, muss der Strom größer werden. Bei ü = 16,67 fließt auf der Unterspannungsseite rund 16,67-mal so viel Strom wie auf der Oberspannungsseite.
Wie berechnet man den Bemessungsstrom eines Drehstromtrafos?
Mit I = S / (√3 · U) je Seite. Ein Trafo 630 kVA, 10 kV / 400 V hat auf der Unterspannungsseite 630 000 VA / (√3 · 400 V) = 909,3 A und auf der Oberspannungsseite 630 000 VA / (√3 · 10 000 V) = 36,37 A.
🎓 Lernmodus
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- Idealer Transformator ohne Verluste: Wicklungswiderstände, Streuung und Magnetisierungsstrom sind vernachlässigt, deshalb gilt I2 / I1 nur ungefähr
- U1 und U2 sind die Bemessungsspannungen vom Typenschild; bei Drehstrom die Spannungen zwischen den Außenleitern
- Bemessungsstrom über S = U · I (einphasig) bzw. S = √3 · U · I (Drehstrom)
- Kurzschlussstrom, Einschaltstrom und Absicherung des Trafos bewertet dieser Rechner nicht
- Die Ströme im selben Verhältnis wie die Spannungen umrechnen — sie verhalten sich umgekehrt: Die Seite mit der kleinen Spannung führt den großen Strom
- Beim Drehstromtrafo den Faktor √3 vergessen und I = S / U rechnen
- kVA und VA verwechseln: 0,25 kVA sind 250 VA
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