Diskussion:Realer Transformator

Eigenständiger Artikel notwendig?

Wird in Transformator#Realer_Transformator schon ausführlich dargestellt. Interwikis sollten hier auch schwer zu finden sein. In der enWP wird dies z.B. auch unter Transformator aufgeführt. Viele Grüße aus Druffel sendet der Druffeler! (Diskussion) 14:54, 4. Sep. 2015 (CEST)

Ich arbeite hier an einem Artikel, der sich mehr auf die Ersatzschaltbilder, sowie Kopplungsfaktor und Gegeninduktivität konzentriert.--MitjaStachowiak (Diskussion) 16:06, 5. Sep. 2015 (CEST)

Wozu Streufaktor?

In vieler Literatur wird neben dem Kopplungsfaktor auch ein Streufaktor $\sigma =1-k^{2}$ definiert. Aber wozu braucht man den? Ich habe auch nach stundenlanger Arbeit keine Formel außer der Genannten herleiten können, die den Streufaktor in eine Beziehung zu anderen Größen setzt.
Wer kennt sich hier aus? --MitjaStachowiak (Diskussion) 22:10, 6. Sep. 2015 (CEST)

Ich sollte hier mal ergänzen, dass ich den Streufaktor endlich ergänzt habe. Wenn man nach Blondel-Koeffizient sucht, findet man ganz gute Literatur. Damit der Streufaktor funktioniert, muss man wie schon gesagt Symmetrie der Streufelder annehmen. Spannend wird es, wenn das nicht mehr der Fall ist...--MitjaStachowiak (Diskussion) 00:39, 21. Jan. 2017 (CET)

Kapazitive Effekte?

Wenn die schon angesprochen werden, sollten sie auch nicht in der Erklärung fehlen.MOW (Diskussion) 12:53, 9. Feb. 2016 (CET)

Ja, im Modell für höhere Frequenzen. Ich habe im Moment keine Zeit, das durchzuarbeiten.--MitjaStachowiak (Diskussion) 13:41, 9. Feb. 2016 (CET)

Streuung

Im Artikel steht: Dieses Phänomen heißt Streuung, bewirkt aber keine direkte Verschlechterung des Wirkungsgrades.
Worauf bezieht sich diese Aussage? Im Bereich der Leistungstrafos hat eine höhere Streuung (höhere uK) erheblich Zusatzverluste zur Folge. Grüße--Scientia potentia est (Diskussion) 15:52, 9. Feb. 2016 (CET)

Dazu müsste man in der Tat mehr schreiben. Aber die Streuung ist nicht die Ursache der Verluste. Verluste sind immer ohmsche - oder Hystereseverluste. Diese fallen durch den Strom selber oder durch Ummagnetisierung an. In einem streuungsreichen Transformator braucht man mehr Strom auf der Primärseite, um ein äquivalenten Effekt auf der Sekundärseite zu erhalten. Ist der Transformator verlustbehaftet erzeugt dann dieser zusätzlich benötigte Strom zusätzliche ohmsche Verluste.

Zumindest in der Theorie gibt es einen verlustfreien, aber nicht streuungsfreien Transformator. Das Ersatzschaltbild besteht dann nur aus Induktivitäten.--MitjaStachowiak (Diskussion) 16:48, 9. Feb. 2016 (CET)

Ok, von der theoretischen Seite betrachtet, verstehe ich das. Man sollte in so einem allgemeinen Artikel vielleicht auch nicht auf spezielle Beispiele eingehen. --Scientia potentia est (Diskussion) 19:24, 9. Feb. 2016 (CET)

Nun, ich möchte bei Gelegenheit die Begriffe "verlustfrei" und "streuungsfrei" näher erläutern, aber ehrlich gesagt weiß ich nicht, ob ein verlustbehafteter Transformator streuungsfrei sein kann. Im Ersatzschaltbild sitzen für den verlustbehafteten Transformator ja ohmsche Widerstände in den T-Zweigen. An denen fällt auch eine Spannung ab, nur eben nicht phasenverschoben, wie das bei den Streuinduktivitäten der Fall wäre...--MitjaStachowiak (Diskussion) 22:15, 9. Feb. 2016 (CET)

Die Streufeldleistung (Streuenergie) sollte ja nicht verloren gehen, wenn du bei deinen Betrachtungen vernachlässigst, dass ein Streufeld wohl immer irgendwo Verluste induziert. Was sagt die Fachliteratur dazu?--Scientia potentia est (Diskussion) 07:59, 10. Feb. 2016 (CET)

Nun, wenn das Streufeld Verluste induziert, dann kann man die Streuinduktivitäten im Prinzip als eigenen Transformator auffassen, dessen T-Ersatzschaltbild auf der Sekundärseite nur aus einem Widerstand besteht. Den Wert dieses Widerstands zu ermitteln, dürfte natürlich schwer werden... Aber sofern ich das jetzt auf die Schnelle beurteilen kann, würden sich durch das Streufeld induzierte Verluste im Ersatzschaltbild wie ein ohmscher Widerstand verhalten, der Parallel zur Streuinduktivität geschaltet ist. Die Reihen-Parallelschaltung von Wicklungswiderstand, Streuinduktivität und Induktionsstreuwiderstand ließe sich als eine einzige Impedanz Z mit Real- und Imaginärteil darstellen, die sich virtuell wieder in ein R und ein L zerlegen ließe. Demzufolge würden Streuinduktionen also nur die genauen Werte von R_1 und L_σ1 verändern. (Sekundärseitig äquivalent)--MitjaStachowiak (Diskussion) 11:43, 10. Feb. 2016 (CET)

Wenn du das Ersatzschaltbild um Streuverluste erweitern willst, solltest du unbedingt Belege dafür haben. Ansonsten wird das vielleicht bei den darauffolgenden Diskussionen keinen Bestand haben. --Scientia potentia est (Diskussion) 13:44, 10. Feb. 2016 (CET)

Naja, das Ersatzschaltbild beinhaltet ja eben keine Streuverluste. Der Reale Transformator ist Teil der Theorie über lineare Netzwerke. Die besagt, dass sich das Verhalten eines beliebigen, linearen Zweitors durch ein T-Ersatzschaltbild mit drei Impedanzen und einer Stromquelle darstellen lässt (https://de.wikipedia.org/wiki/Zweitor#T-Ersatzschaltung). Der Transformator ist passiv, also entfällt die Stromquelle. Auf Basis der Überlegungen zum theoretischen Aufbau eines Transformators lassen sich die drei Impedanzen in guter Näherung in Leitungswiderstände, Haupt- und Streuinduktivitäten, sowie den Hystereseverlust-Widerstand zerlegen. So bekommt die Ersatzschaltung einen realen Bezug und es lässt sich grob sagen z.B. was passiert, wenn das Streufeld der Primärseite größer wird, oder ein Material mit größerer Hystereseschleife verwendet wird...

Wenn man jetzt alle möglichen Phänomene, wie Streuinduktionen mit betrachtet, lässt sich diese Zuordnung der Impedanzen im Ersatzschaltbild zu tatsächlichen, physikalischen Vorgängen nicht mehr so präzise ausdrücken - man würde dann den kompletten Transformator elektrodynamisch simulieren, das Übertragungsverhalten berechnen, linearisieren und daraus das Ersatzschaltbild konstruieren; wenn man es dann dann noch braucht. Aber dann kann man nicht mehr sagen R_1 = Widerstand der Primärwicklung, L_σ1 = Streuinduktivität, usw.

Was Quellen angeht - ich bin immer wieder über den realen Transformator gestolpert, viele Quellen, selbst Fachliteratur, waren zum Teil lückenhaft oder gar fehlerhaft. Ich habe also selber nachgerechnet und hergeleitet, deswegen habe ich fast keine Quellen. Aber manche Größen, wie der Streufaktor (Siehe Diskussion oben) scheinen einfach keinen Sinn zu ergeben. Trotzdem packt der Professor sie auf die Folien und man sitzt dann stundenlang davor und versteht nichts. Ich vermute, dass es keinen klaren Konsens dazu gibt, was man mit dem Modell des realen Transformators eigentlich erreichen will. Will man mit einem Transformator im Schaltplan rechnen können? Will man die Funktionsweise eines Transformators mit allen Detailphänomenen verstehen und in ein Ersatzschaltbild überführen? Oder will man auf Produktdatenblättern Größen angeben können, die den Transformator charakterisieren?

Je nach Anwendungsfall findet man unterschiedliche Ansätze, die manchmal nicht wirklich zusammen passen. Ich habe hier eine Herleitung erbracht, die ausgewählte Grundphänomene des Transformators in ein Ersatzschaltbild überführt und darauf aufbauend typische Eigenschaften ableitet. Jetzt liegt es an anderen Ingenieuren aus anderen Fachbereichen, ihr Verständnis dieses Modells damit abzugleichen und Ergänzungen dieses Artikels zu schreiben ;-) --MitjaStachowiak (Diskussion) 14:20, 10. Feb. 2016 (CET)

Niedrige/hohe Frequenz

Es wäre wahrscheinlich hilfreich ein paar Worte darüber zu verlieren, welche Frequenzen als niedrig bzw. hoch betrachtet werden müssen. Oder mit anderen Worten: Wann ist das "Modell für niedrige Frequenzen" gültig und ab wann muss das (noch nicht beschriebene) "Modell für hohe Frequenzen" verwendet werden? --136.8.33.69 23:45, 19. Mai 2016 (CEST)

Unbedingt. Wenn ich dazu was finde, stelle ich es ein ;-) --MitjaStachowiak (Diskussion) 12:08, 20. Mai 2016 (CEST)