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Moin Freunde!

Kann mir jemand in einfachen Worten erklären, warum bei einem Stromwandler bei offener (= unbelasteter) Sekundärwicklung die Spannung fürchterlich hoch wird, bei einem unbelasteten Generator oder Transformator aber nicht?

In beiden Fällen ändert sich doch die magnetische Flußdichte B in einem 'Stück Eisen' des Querschnitts A, um das die Sekundärwicklung gewickelt ist.

Warum ist beim Stomwandler dieses dB offensichtlich viel weniger begrenzt als beim Generator oder Trafo

Danke für eure Antwort(en)!

» Moin Freunde!
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» Kann mir jemand in einfachen Worten erklären, warum bei einem Stromwandler
» bei offener (= unbelasteter) Sekundärwicklung die Spannung fürchterlich
» hoch wird, bei einem unbelasteten Generator oder Transformator aber
» nicht?
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» In beiden Fällen ändert sich doch die magnetische Flußdichte B in einem
» 'Stück Eisen' des Querschnitts A, um das die Sekundärwicklung gewickelt
» ist.
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» Warum ist beim Stomwandler dieses dB offensichtlich viel weniger begrenzt
» als beim Generator oder Trafo
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» Danke für eure Antwort(en)!


Hallo,
Spannungswandler und Stromwandler unterscheiden sich durch ihren Aufbau.
Ein Spannungswandler soll die Spannung exakt im Transformationsverhältnis
übertragen. Die Sekundärspannung soll dabei möglichst stabil sein, auch
bei Belastungen. Die Stabilität wird durch die Kurzschlußspannung angegeben.
Spannungswandler haben einen Kurzschlußspannung von ca. k = 1 % (eine sehr "harte" Spannung)
Normale Spannungstransformatoren haben einen Kurzschlussspannung von ca. 5 bis 10 %
Bei Belastung geht die Sekundärspannung nur gering (?) zurück.

Stromwandler (Stromtransformatoren) sollen den Strom für Messzwecke ganz genau transformieren.
Sie haben einen Kurzschlussspannung von k = 100%. Im Leerlauf würde die Spannung
extrem hohe Werte annehmen. Bei Belastung (sehr niederohmig = Amperemeter )
bricht die Spannung fast auf 0 Volt zusammen. (eine sehr "weiche" Spannung).
Dafür messen sie aber den Strom sehr genau, denn das Verhältnis Primärstrom
zu Sekundärstrom ist sehr genau.

"Sehr harte" Transformatoren sind die Spannungswandler k <= 1% (kaum Spannungseinbruch bei Belastung)

"Harte" Transformatoren haben Spannungseinbrüche bei Belastung k = 5% - 10%

"Weiche" Transformatoren, z.B. die Klingeltransformatoren, müssen kurzschlussfest sein. k => 40%.
Sie haben im Leerlauf eine viel höhere Spannung .

"Sehr weiche" Transformatoren sind die Stromwandler k = 100% (fast totaler Spannungszusammenbruch bei Belastung)

Die unterschiedlichen Kurzschlußspannungen k werden durch die Transformatorkonstruktion erreicht (Streufelder).

Gruß Kendiman

PS: Schweisstransformatoren werden mal im Leerlauf und dann im (fast) Kurzschluss betrieben.

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» "Harte" Transformatoren haben Spannungseinbrüche bei Belastung k = 5% -
» 10%

Die Kurzschlussspannung gibt an, bei wie viel Prozent der Primärspannung Nennstrom fließt, wen der Transformator sekundärseitig kurzgeschlossen ist!

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» "Sehr weiche" Transformatoren sind die Stromwandler k = 100% (fast
» totaler Spannungszusammenbruch bei Belastung)

Ein Stromwandler wird zwar im bereich unterhalb seiner Kurzschlussspannung betrieben. Aber von weich kann da keine Rede sein. Es sin Stromquellen!

Der TE wollte nicht wissen was weich und hart ist.
Er wollte eine Erklärung, warum die Spannung bei offenem Sekundärkreis so hoch ansteigt.
Das hast du ihm, aber nicht erklärt. Und ich ganz bewusst nicht, weil diese Erklärung nicht ganz so einfach ist!

Jedenfalls wird der Kern in die Sättigung getrieben, was zu dem noch dazu führt, dass Wirbelströme den Kern thermisch überlasten können.

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» » "Harte" Transformatoren haben Spannungseinbrüche bei Belastung k = 5% -
» » 10%
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» Die Kurzschlussspannung gibt an, bei wie viel Prozent der Primärspannung
» Nennstrom fließt, wen der Transformator sekundärseitig kurzgeschlossen
» ist!
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» » "Sehr weiche" Transformatoren sind die Stromwandler k = 100% (fast
» » totaler Spannungszusammenbruch bei Belastung)
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» Ein Stromwandler wird zwar im bereich unterhalb seiner Kurzschlussspannung
» betrieben. Aber von weich kann da keine Rede sein. Es sin Stromquellen!
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» Der TE wollte nicht wissen was weich und hart ist.
» Er wollte eine Erklärung, warum die Spannung bei offenem Sekundärkreis so
» hoch ansteigt.
» Das hast du ihm, aber nicht erklärt. Und ich ganz bewusst nicht, weil
» diese Erklärung nicht ganz so einfach ist!

Hallo,

ist so schwierig nicht.

Ein Stromwandler ist ein trafo wie jeder andere auch.

Allerdings mit einer gewaltigen Aufwärtstransformation.

Nehmen wir mal als Beispiel einen SW 100:1

1 Windung primär und 100 Windungen sekundär.
Die Spannungstransformation ergibt also die hundertfache Primärspannung an der Sekundärwicklung, wenn das Teil im Leerlauf betrieben wird.

Richtig beschaltet, und damit belastet, erscheint der Widerstand der Bürde im Quadrat des Übersetzungsverhältnisses auf der Primärwicklung.

Wenn wir diesen 100:1-Stromwandler mit 10 Ohm abschließen, dann erscheint er auf der Primärseite nur noch als ein Widerstand Rbürde*1/100²= 1 mOhm. Die an diesem kleinen Widerstand abfallende Spannung wird auf den hundertfachen Wert transformiert und steht an der Bürde zur Messung bereit.

In unserem Beispiel ergibt sich daraus eine Meßspannung von 100mV/A am 10-Ohm-Widerstand (1A an 1mOhm ergibt 1mV, die Transformation 1:100 macht daraus 100mV)

Wenn das Ding aber im Leerlauf betrieben wird, dann wird der Wechselstromwiderstand nicht mehr von den transformierten 10 Ohm bestimmt, sondern nur noch von der Induktivität der Primärwicklung. Auch wenn das i.d.R. nur eine Windung ist, wird die Induktivität merklich spürbar. Die Spannung über der Primärwicklung steigt an, und wegen der damit verbundenen Sättigung des Kernmateriales bricht das sich aufbauende magnetfeld zusammen, und das bewirkt eine hohe Induktionsspannung in der Sekundärwicklung.
So funktionieren übrigens auch Zündspulen......

--
Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
trägt vieles bei zur Haltbarkeit!

I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd

» » Der TE wollte nicht wissen was weich und hart ist.
» » Er wollte eine Erklärung, warum die Spannung bei offenem Sekundärkreis
» so
» » hoch ansteigt.
» » Das hast du ihm, aber nicht erklärt. Und ich ganz bewusst nicht, weil
» » diese Erklärung nicht ganz so einfach ist!
»
» Hallo,
»
» ist so schwierig nicht.
»
» Ein Stromwandler ist ein trafo wie jeder andere auch.
»
» Allerdings mit einer gewaltigen Aufwärtstransformation.
»
» Nehmen wir mal als Beispiel einen SW 100:1
»
» 1 Windung primär und 100 Windungen sekundär.
» Die Spannungstransformation ergibt also die hundertfache Primärspannung an
» der Sekundärwicklung, wenn das Teil im Leerlauf betrieben wird.
»
» Richtig beschaltet, und damit belastet, erscheint der Widerstand der Bürde
» im Quadrat des Übersetzungsverhältnisses auf der Primärwicklung.


Die Bürde wird in VA angegeben und ist abgesehen von Verlusten auf sekundär- und primär Seite gleich. Ein 100/1A 30VA Wandler würde, bei Nennbebürdung, auf der Primärseite einen Widerstand von 3m Ohm darstellen. Ja stimmt.

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» Wenn wir diesen 100:1-Stromwandler mit 10 Ohm abschließen, dann erscheint
» er auf der Primärseite nur noch als ein Widerstand Rbürde*1/100²= 1 mOhm.
» Die an diesem kleinen Widerstand abfallende Spannung wird auf den
» hundertfachen Wert transformiert und steht an der Bürde zur Messung
» bereit.

Ja.
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» In unserem Beispiel ergibt sich daraus eine Meßspannung von 100mV/A am
» 10-Ohm-Widerstand (1A an 1mOhm ergibt 1mV, die Transformation 1:100 macht
» daraus 100mV)

Das hast du ja toll zusammengeschustert!
10 Ohm * 1A ist bekanntlich 10V
Das entspricht einem Spannungsfall auf der Primärseite von 10V * 1 / 100 = 100mV


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» Wenn das Ding aber im Leerlauf betrieben wird, dann wird der
» Wechselstromwiderstand nicht mehr von den transformierten 10 Ohm bestimmt,
» sondern nur noch von der Induktivität der Primärwicklung. Auch wenn das
» i.d.R. nur eine Windung ist, wird die Induktivität merklich spürbar. Die
» Spannung über der Primärwicklung steigt an, und wegen der damit
» verbundenen Sättigung des Kernmateriales bricht das sich aufbauende
» magnetfeld zusammen, und das bewirkt eine hohe Induktionsspannung in der
» Sekundärwicklung.
» So funktionieren übrigens auch Zündspulen......

Der Anfang war gut. Aber der Vergleich mit einer Zündspule geht gar nicht!

Ich versuche es einmal.

Ein 100/1A Stromwandler mit 30VA und einer Überstromkennzahl 10 kann also mühelos eine Spannung auf der Primärseite von 3V übersetzen dann stehen auf der Sekundärseite 300V an!
Wir wissen ja unterdessen, dass die Bürde der Sekundärseite von 30 Ohm auf der Primärseite dividiert durch das Quadrat der Übersetzung von 100 erscheint.
30 Ohm / 100 Quadrat = 3m Ohm
Die 30VA Nennbürde ergeben, mit der Überstromkennzahl 10, eine Leistung von 3000VA
30 Ohm Bürde * 10A Quadrat = 3000VA
Auf der Primärseite heißt das:
Wurzel aus (P*R) = U
Wurzel aus (3000VA * 3mOhm) = 3V
Diese 3V werden mit dem Windungsverhältnis auf die Sekundärseite übertragen.
3 *100 = 300V

Da der Kern bestimmt noch eine kleine Reserve bis zur Sättigung hat, ist die Spannung also größer 300V. Und weil der Kern aber noch weiter in die Sättigung getrieben wird, ist diese Spannung auch noch sehr verzerrt und die Spannungsspitzen sind noch größer. Außerdem wird der Kern durch die Wirbelströme stark erhitzt.
Wenn der Wandler nicht durch Überschläge beschädigt wird, kann er thermisch Schaden nehmen.

» Der Anfang war gut. Aber der Vergleich mit einer Zündspule geht gar
» nicht!

Ach! Und warum nicht?

Da haben wir genau die Konstellation wie beim Stromwandler, nämlich einen Aufwärtstransformator, der sekundärseitig keinerlei Belastung ausgesetzt ist.

Und genau deshalb entsteht an dessen Sekundärwicklung die sehr hohe Spannung, wenn primärseitig der Stromfluß unterbrochen wird.....

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» » Der Anfang war gut. Aber der Vergleich mit einer Zündspule geht gar
» » nicht!
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» Ach! Und warum nicht?
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» Da haben wir genau die Konstellation wie beim Stromwandler, nämlich einen
» Aufwärtstransformator, der sekundärseitig keinerlei Belastung ausgesetzt
» ist.
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» Und genau deshalb entsteht an dessen Sekundärwicklung die sehr hohe
» Spannung, wenn primärseitig der Stromfluß unterbrochen wird.....

Ja! Wie du es Sagst: „Wenn der Stromfluss unterbrochen wird“

Der Primärstrom in dem Stromwandler wird aber nicht unterbrochen!

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=174194&page=0&category=all&order=time

der sekundärseitig keinerlei Belastung ausgesetzt ist.
Schön wäre es..................
Gruß

--
Nur wer nichts macht, macht keine Fehler
wer keine Fehler macht, wird befördert.

» der sekundärseitig keinerlei Belastung ausgesetzt ist.
» Schön wäre es..................
» Gruß

Wenn du nicht gerade die Isolationsbelastung der offenen Sekundärwicklung meinst, wüsste ich nicht von welcher Belastung du ausgehst.
(Wir sprechen von einer offenen Sekundärwicklung des Stromwandlers.)

Zündspule

--
Nur wer nichts macht, macht keine Fehler
wer keine Fehler macht, wird befördert.

» Zündspule

Die hat eine Offene Sekundärwicklung.
Wenn dem nicht so währe, würde, bei Unterbrechen des Primärstromes, ein Sekundärstrom fließen. So, dass sich das Magnetfeld langsam abbauen könnte. Dadurch würde aber keine Hochspannung entstehen, die in der Lage währe die Funkenstrecke der Zündkerze zu zünden (überspringen, Zündfunken).
Bei meinem Alten Motorrad war der Kerzenstecker nicht mehr ganz dicht. So, dass ich bei einem Gewitterguss Probleme mit Zündaussetzern bekam.

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» ist so schwierig nicht.
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» Die Spannungstransformation ergibt also die hundertfache Primärspannung an
» der Sekundärwicklung, wenn das Teil im Leerlauf betrieben wird.
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ähm,,,, müssen es denn gleich 100 Wdg. mehr sein!?!
Ich will aber nur 1 Wdg sekundär.

und morgen will ich um die Hälfte weniger Wdg, als primär..

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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Stimmt.
Gruß

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uih, ein paar Tage nicht rein geguckt und so viele Antworten - vielen Dank erstmal!

Ein bisschen verwirrt bin ich trotzdem noch. Kann ich mir den Ansatz mit dem transformierten Widerstand (Bürde) in etwa so vorstellen?:

Offene Sekundärwicklung sind gaaaanz viele Megaohm, selbst durch 10.000 geteilt (100/1 Wandler) ist immer noch gaaanz viel Widerstand, was natürlich nicht geht, schließlich fällt die Spannung ja nahezu vollständig am Verbraucher ab, und nicht am (offenen) Stromwandler.

Die Transformation des Widerstandes ist real also begrenzt. Ist diese Begrenzung die begrenzte Magnetisierbarkeit des Eisenkerns, der wegen der fehlenden Gegeninduktion voll in die Übersteuerung/Sättigung gerät, wodurch die Flanken des Flusses sehr steil werden, was dann den Zündspuleneffekt hat?

(schlagt mich bitte nich tot, wenn ich mit meinem Versuch der bildlichen Vorstellung voll daneben lieg!)