Transformator
Mit einem Transformator werden Wechselspannungen herauf- oder heruntertransformiert, also erhöht oder reduziert. Der Transformator, kurz Trafo, besteht im Prinzip aus zwei nebeneinander liegenden Spulen. Dabei erzeugt auf der einen Seite die stromdurchflossene Spule ein magnetisches Feld (Primärseite).
Bei einem sinusförmigen Erregerstrom bildet sich ein entsprechendes Magnetfeld mit sinusförmigem Wechselfluss Φ aus. Durchsetzt dieses Magnetfeld die zweite Spule, so induziert es dort eine Spannung (Sekundärseite). Die Sekundärspule soll keine elektrisch leitende Verbindung zur Erreger- oder Primärspule haben. Beide Spulen sind somit galvanisch getrennt. Sie sind nur über das Magnetfeld verkoppelt. Eine solche Anordnung wird Transformator genannt.
Die elektrische Energie an der Primärspule wird in magnetische Energie gewandelt. Das Magnetfeld erzeugt in der Sekundärspule durch Induktion wieder elektrische Energie. Die Voraussetzung für einen hohen Wirkungsgrad ist eine feste magnetische Kopplung. Trenntrafos dienen zum galvanischen Trennen der Wechselspannung vom Stromnetz. Übertrager dienen zur Datenübertragung und in der Mess- und Regeltechnik zur Tonfrequenz-Übertragung.
Ein realer Transformator unterscheidet sich von einem idealen Transformator dadurch, dass seine Übersetzung Fehlereinflüssen unterworfen ist. Diese sind bedingt durch die ohmschen Widerstände der Bewicklungen (Wicklungswiderstände R1, R2), die nichtideale Flussverkettung der einzelnen Spulen (Streuinduktivitäten LS1, LS2), den Magnetisierungsstrombedarf des Kernmaterials und dessen Eisenverluste (Ersatzwiderstand für die Eisenverluste RFe.
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