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Letzter Kommentar: vor 11 Jahren6 Kommentare3 Personen sind an der Diskussion beteiligt
Mir fiel da gerade der Satz auf: "An manche Transformatoren werden besonders hohe Anforderungen an die Linearität der Strom-Spannungs-Kennlinie gestellt oder ...... Dies kann durch einen Luftspalt im magnetischen Kreis erreicht werden,...."
Kann das einmal jemand erklären, warum das so sein soll? Dazu wäre auch noch wichtig zu definieren, welche Spannung zu welchem Strom sich " besonders linear" verhalten soll. Soweit hier die Primärspannung und der Sekundärstrom gemeint sollte, kann das so schon nicht ganz richtig sein. Ein Luftspalt erhöht in jedem Fall den Magnetisierungsstrom. Nachdem dieser an den Innenwiderständen sowohl der Spannunsquelle als auch der Primärseite einen Spannungsabfall hervorruft, der die Primärspannung verringert und ev. auch verzerrt, sollte der Magnetisierungsstrom doch eher klein als groß sein und möglichst in Phase mit der Spannung und nicht phasenverschoben. Da ist ein Luftspalt in jedem Fall kontraproduktiv. Anders mag es sich verhalten, wenn die Primärspannung unsymmetrisch ist, sodass der Trafo vormagnetisiert ist. In diesem Fall ist der Luftspalt notwendig und er dient dann u. a. auch der Linearisierung. Das ist aber ein Sonderfall, der in dem Zusammenhang des Textes dann auch erwähnt werden müsste. MfG Elmil (Diskussion) 14:39, 29. Jun. 2012 (CEST)Beantworten
Gemeint ist sicher der Signalübertrager, da will man ein B/H-Verhalten, das einer Ursprungsgerade ähnelt, weil man eben möglichst keine Hysterese wünscht, die ja den Signalweg mit einem "Gedächtnis" für die Vorgeschichte ausstatten und damit das Signal verfälschen würde. Aber Strom/Spannung? Hmm. -- Janka (Diskussion) 01:47, 30. Jun. 2012 (CEST)Beantworten
Das wäre nur richtig, wenn es einen Einfluss der Kernhysterese auf die Spannungsübertragung gäbe. Gibt es aber nicht. Da gilt nur die Wirkungskette Primärspannung >>>> dphi/dt >>>> Sekundärspannung. D. h. Sekundärspannung ist immer das direkte Abbild der Primärsp. Magnetisierungsstrom oder Hysterese kommt da nicht vor. Der einzig denkbare Einfluss eines Luftspaltes kann nur über den Magnetisierungsstrom und dessen Wirkung in Form von Spannungsabfälle auf der Primärseite stattfinden. Lautsprecherübertrager z. B. hinter einfachen Röhrenendstufen haben immer nur mit Luftspalt funktioniert, weil diese Übertrager natürlich vom Anodenstrom vormagnetisiert waren. In diesem Zusammenhang kann ich mich auch an die Formulierung erinnern: der Luftspalt ist notwendig zur "Linearisierung". Klar, ohne wäre der Übertrager total gesättigt gewesen. MfG Elmil (Diskussion) 14:03, 30. Jun. 2012 (CEST)Beantworten
Ich habe diesen Artikel lange aufgegeben, möchte Dich aber darauf hinweisen, dass Du Dich bei Deinen Überlegungen auf den Betrieb an einer praktisch idealen Spannungsquelle beschränkst. Es scheint mir aber nicht sinnvoll, nur an Netztrafos zu denken. -- wefo (Diskussion) 16:16, 30. Jun. 2012 (CEST)Beantworten
Grundsätzlich kann man einen Transformator mit nichtlinearen Eigenschaften im Ersatzschaltbild als Drossel, in der die nichtlinearen Eigenschaften enthalten sind, mit einem dazu parallel geschalteten idealen, also absolut linearen und verlustfreien Transformator darstellen. -- wefo (Diskussion) 22:49, 30. Jun. 2012 (CEST)Beantworten
Dieser Diskussionspunkt beweist, in welch hohem Maße die Beschreibung des „idealen Transformators“ im Artikel zu falschen Vorstellungen führt. Der ideale Transformator speichert keine Energie und enthält somit keine Spule(n) und natürlich auch kein magnetisches Feld. Nur die Beschreibung als Zweitor ist im Prinzip zutreffend, aber wohl nicht deutlich genug. -- wefo (Diskussion) 09:41, 4. Jul. 2012 (CEST)Beantworten
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Letzter Kommentar: vor 11 Jahren3 Kommentare2 Personen sind an der Diskussion beteiligt
Hier zwei Grafiken: die erste von einem 0,7kVA Schnittbandkerntrafo, der immer einen kleinen Luftspalt hat und die zweite von einem 1kVA Ringkerntrafo, der gar keinen Luftspalt hat. Die Grafiken zeigen besser als jede Berechnung, wie die Magnetisierungsströme laufen und wie hoch sie jeweils sind. Beim Ringkerntrafo ist der reine Ummagnetisierungsstrom zu sehen, beim Schnittbandkerntrafo kommt noch der Luftspaltaufmagnetisierungsstrom dazu, der den Ummagnetisierungsstrom überdeckt.
Spannung und Leerlaufstrom an 0,7kVA Schnittbandkerntrafo bei 230Veff.
Obwohl der Schnittbandkerntrafo kleiner ist hat er einen Strompeak von 140mA, gegenüber dem 1kva Ringkerntrafo der nur einen Ummagnetisierungstromsattel von 25mA und einen Strompeak am Hysteresekurvenumkehrpunkt von 60mA hat.
Die Kernmaterialien sind bei beiden Trafos gleich. Also kann der höhere Magnetisierungsstrom und der gänzlich andere Verlauf beim Schnittbandkerntrafo nur durch den Luftspalt kommen. Der Luftspalt ist nicht gewollt und nur ca. 0,1mm groß bei zusammengepressten Kernhälften.
Spannung und Leerlaufstrom an 1kVA Ringkerntrafo bei 230Veff.
Die Ummagnetisierungsverluste heißen Ummagnetisierungsverluste. Das hat niemand bestritten. Aber nur du spricht von einem "Ummagnetisierungsstrom". Was du gemessen hast, ist der Leerlaufstrom und der setzt sich aus mehreren Strömen mit unbekanntem Kurvenverlauf zusammen. Das hatten wir oben alles schon. Ich sehe bei dieser Diskussion keinen Fortschritt. Du kannst nicht durch freie Interpretation der Kurvenverläufe der Leerlaufströme eine neue Theorie für die Bestandteile des Leerlaufstroms begründen und dabei die bewährte Theorie einfach ignorieren. Man könnte versuchen die Komponenten des Leerlaufstroms und ihre Kurvenformen durch Messungen und Berechnungen genauer zu ermitteln. Ich sehe dafür aber weder praktischen noch theoretischen Bedarf. -- Pewa (Diskussion) 16:26, 22. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pewa, wie entstehen die elektrischen Ummagnetisier-Verluste? Du wirst wohl nicht bestreiten, dass es elektrische sind? Das zeigt doch die grüne Kurve in meiner Grafik, welche den Strom und die Spannung unter der Halbwelle multipliziert und dann die Ummagnetisierungsleistung darstellt. Jetzt ist es nur noch von der Betrachtung abhängig, um damit zu den Verlusten zu gehen. Welche Verlustdarstellung denn? Die Verlustleistung ist dargestellt. Die Verlustarbeit ist die Leistung mal der Zeit, also die Fläche unter der grünen Leistungskurve. Ach ja der Ummagnetisierungs-Strom der war doch schon dabei, als die Leistung berechnet wurde. Wenn der Strom zur Spannung phasenverschoben wäre, ein Blindstrom, dann würde bei der Verlustarbeit und Verlustleistung sehr wenig herauskommen. Ist er ja aber nicht wie man in der Grafik sieht. Schau mal meine EXCEL Tabelle weiter oben an. Bitte zwei mal draufklicken zum ansehen. Da zeige ich dir was du wissen wolltest. Die Energie im Kern ist nur 1/4 so groß wie die Energie im Luftspalt bei einem Schnittbandkern. Da warst du ganz anderer Meinung. Man sieht es aber schon an den Verhältnissen der Ströme, also war ich nicht überrascht. Das Myr ist mit 22600 ansehnlich groß im Kern. Das alles habe ich berechnet und an einem realen Trafo auch nachgemessen. Siehe die Rechenreihenfolge. Jetzt wirst du wieder sagen ich lese Geheimnisse aus meinen Messkurven. Schau dir den Strom-Unterschied zwischen Ringkern und Schnittbandkern an, dann verstehst du vielleicht was ich meine. Beim Schnittbandkern oder den anderen eckigen Kernen hast du recht, da sieht man den Ummagnetisierstrom nicht, weil der Strom zum Luftspaltmagnetisieren immer größer ist. Was sagst du zu meiner Kritik an dem Maßstab deiner schrägen Thyssen Hysteresekurven. Dein Maßstab ist um 150 mal größer als meiner wenn ich sage die Hysteresekurve vom Ringkern ist nahezu senkrecht verlaufend. Deine Steigung ist natürlich bei deinem gedehnten Maßstab flacher, bei der selben Kurve. Das was du oben vorschlägst mit der Messung und Berechnung der Komponenten des Leerlaufstromes habe ich doch schon ganz genau so gemacht. Ich merke zu zeigst dich geneigt. --Emeko (Diskussion) 18:02, 22. Nov. 2012 (CET)
Nachtrag: Beim Schnittbandkern sieht man den dreieckförmigen Strom, der vom Luftspalt her rührt. H Luft ist 8000A/cm bei 1 tesla. H ist proportional dem Strom und umgekehrt. Beim Luftspaltfreien Ringkern sind die Stromspitzen im Nulldurchgang von der beginnenden Sättigung her rührend. Der fast waagerechte Strom beim Ringkern unter der Spannungshalbwelle ist der Ummagnetisierungsstrom. Er läuft deshalb fast waagerecht, weil auch das H fast nicht steigt beim Hochfahren des B an der Hysteresekurve, bei passendem Maßstab betrachtet. Also ganz andere Stromverhältnisse bei den verschiedenen Kernen die man hiermit aber erklären kann.--Emeko (Diskussion) 18:39, 22. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Zum Maßstab: Wenn bei H=1A/m die maximal genutzte Flussdichte erreicht ist, dann stellt man natürlich nur diesen genutzten Bereich dar und nicht den 100-fachen Bereich. Und wenn die Magnetisierungskennlinie im genutzten Bereich fast linear ansteigt, wie bei Trafoperm, ist sie sicher nicht rechteckförmig.
Zur Berechnung: Ich verstehe immer weniger, was du eigentlich meinst. Bisher hast du immer behauptet, dass der am Ringkerntrafo gemessene Strom fast ein reiner Wirkstrom in Phase mit der Spannung ist. Jetzt berechnest du den Magnetisierungsstrom aus der Induktivität, der ein reiner Blindstrom (90° Phasenverschiebung) ist und behauptest, dass er genau mit deinem gemessenen Strom übereinstimmt. Das kann unmöglich beides richtig sein.
Mit "Ummagnetisierungsstrom" meinst du offenbar den Strom, der durch die Hystereseverluste verursacht wird. Das ist ein Wirkstrom. Der Magnetisierungsstrom wird durch die effektive Permeabilität des Kerns und die Induktivität der Primärwicklung bestimmt. Das ist ein Blindstrom mit 90° Phasenverschiebung zur Spannung, der bei dem Betrieb des Trafos mit Wechselspannung als Blindstrom vollständig zurück fließt. Dafür spielt die Remanenz keine Rolle.
Zu deiner Leistungsmessung: Was du dort berechnet hast, ist ausschließlich die Wirkleistung, das Produkt aus der anliegenden Spannung und dem Strom. Genauer gesagt ist die Wirkleistung gleich dem Integral der berechneten Leistungskurve. Die kleinen negativen Spitzen sagen praktisch nichts aus, was Suvroc oben schon erklärt hat. Die sehen fast genau so aus, wenn Wirkleistung und Blindleistung gleich groß sind. Um die Blindleistung zu berechnen, musst du den Strom mit einer um 90° nacheilenden Spannung multiplizieren und das Produkt integrieren. Wenn du das machst, wirst du dich vermutlich wundern, wie groß die Blindleistung ist. -- Pewa (Diskussion) 00:40, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pewa, Du Schreibst: Wenn bei H=1A/m die maximal genutzte Flussdichte erreicht ist, dann stellt man natürlich nur diesen genutzten Bereich dar und nicht den 100-fachen Bereich. Du hast nicht verstanden was ich meine mit dem Maaßstab. Die von mir und Elmil beschriebenen und dargestellten Hysteresekurven für zum Beispiel Permenorm 5000, mit nahezu senkrechtem Verlauf zwischen minus 1,4 und plus 1,4 Tesla haben bei +1,4T ein H von 0,2 A/cm, was in meiner Gafik einem waagerechten Abstand von 5 mm entspricht. In den Grafiken die du zitierst, ist der Abstand von 0 bis 0,2 A/cm viel größer, also ist dein Massstab gedehnt und folglich die Kurve scheinbar mehr geneigt. Ich sage nochmal, oben hört beiden dynamischen Kurven das Rechteck auf, aber innerhalb -1,2 und +1,2 T ist die dynamische Hysteresekurve für jeden Betrachter rechteckig, wenn man die Kurve so darstellt, dass die Sättigungsfeldstärke von ca. 5 A/cm noch aufs Papier passt.
Du schreibst immer wieder falsch: Der Magnetisierungsstrom wird durch die effektive Permeabilität des Kerns und die Induktivität der Primärwicklung bestimmt. Das ist ein Blindstrom mit 90° Phasenverschiebung zur Spannung, der bei dem Betrieb des Trafos mit Wechselspannung als Blindstrom vollständig zurück fließt. Dafür spielt die Remanenz keine Rolle.
Du wirfst wieder alle Ströme in einen Topf. Ich denke wenn du immer das selbe schreibst geht es hier nicht weiter. Du sagst ja auch, dass der Hystereseberluststrom ein Wirkstrom ist, aber im gleichen Satz bezeichnest du ihn als Magnetisierungsstrom der 90 Grad nacheilt und der wieder ins Netz zurückfliesst. Entweder oder. Beides gleichzeitig geht nicht. Du bist derart Beratungsresistent für die Erkenntnis, dass die Ummagnetisierung in Wärme umgesetzt wird, dafür Strom braucht und beim Ausschalten im Remanenzpunkt gespeichert wird. Schau meine Gafik an mit dem Remanenzversuch, der das beweist. Ich werde versuchen die Blindleistung beim Ringkerntrafo und beim Schnittbandkerntrafo mit gleichem Kern und gleicher Leistung zu berechnen und dann hier mitteilen.--Emeko (Diskussion) 12:45, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Nein, ich habe genau zwischen Ummagnetisierungsstrom und Magnetisierungsstrom unterschieden. Du wirfst immer wieder alles durcheinander. Du willst offenbar nicht zwischen dem Ummagnetisierungsstrom (für die Ummagnetisierungsverluste) und dem Magnetisierungsstrom (Blindstrom) unterscheiden. Du willst nicht verstehen, dass die Magnetisierungsenergie nicht nur im Lustspalt, sondern auch im Eisen gespeichert wird. Suvroc hat dir das auch schon ausführlich erklärt. Der Magnetisierungsstrom ist ein Blindstrom und der wird nicht im Wärme umgesetzt.
Dein Bild "Remanenzenergie und deren Nachweis" ist auch falsch, weil die Hysteresekurve mit Luftspalt viel flacher ist als ohne Luftspalt. Durch die flachere Hysteresekurve wird der Remanenzfluß kleiner.
Wenn du den genutzten Teil einer Kurve auf 5mm zusammen quetschst, ist das einfach Unsinn, weil man dann keine Details mehr erkennen kann. Genau so gut könntest du die Hystereskurve auch auf einen halben Millimeter zusammenquetschen und dann behaupten, dass der Kern keine Hysterese hat. Du glaubst doch nicht wirklich, dass man auf die Art irgend etwas beweisen kann. Es bleibt dabei, die Magnetisierungskurve von Trafoperm ist im genutzten Bereich fast linear ansteigend. -- Pewa (Diskussion) 14:58, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pewa, Du schreibst: Du willst offenbar nicht zwischen dem Ummagnetisierungsstrom (für die Ummagnetisierungsverluste) und dem Magnetisierungsstrom (Blindstrom) unterscheiden. Du willst nicht verstehen, dass die Magnetisierungsenergie nicht nur im Lustspalt, sondern auch im Eisen gespeichert wird. Das ist eine falsche Unterstellung, ich glaube du verwechselst da was. Ich behaupte das ja gerade die ganze Zeit, dass ich unterscheide zwischen (Ummagnetisierungsstrom für die Hystereseverluste plus die Wirbelstromverluste) und dem Blindstrom = Magnetisierungsstrom für die (Rest)-Luftspalte. Das Eisen nimmt Ummagnetisierungsenergie auf, speichert sie wenn du willst in Wärme,aber du kannst sie nicht elektrisch zurückholen. Der Luftspalt dagegen nimmt Energie auf und reflektiert sie wieder in der nächsten Halbwelle. Du schreibst: Es bleibt dabei, die Magnetisierungskurve von Trafoperm ist im genutzten Bereich fast linear ansteigend. Da sage ich dazu aber mit sehr großer Steigung, sodass es fast senkrecht aussieht, ohne auf die richtigen Details von Elmils Beitrag einzugehen.--Emeko (Diskussion) 18:58, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Der Magnetisierungsstrom ist nicht sinusförmig und den Ummagnetisierungsstrom gibt es wirklich.
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Siehe hier auf Seite 24: [2]. Hier ist auf Seite 24 der Magnetisierungsstrom nichtsinusförmig dargestellt. Also immerhin für das was emeko vertritt ein Beleg und keine eigene Theoriefindung von emeko.--Emeko (Diskussion) 15:06, 15. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Noch´n Gedicht: Siehe hier auf Seite 22-26, über Ummagnetisierungsverluste:[3]. Die Magnetisierungtsverluste rühren her: 1. Wirbelstrom, 2. ohmsche Verluste in der Spule beim Fliessen des Magnetisierungsstromes, beim Ringkerntrafo aber klein weil Magnetsierungsstrom klein und 3. Hystereseverluste, korrespondierend mit der Fläche unter der Hyst. Kurve. Dimension: Wattsekunden / Kubik Meter.
Was ich beim Ringkerntrafo messe sind hauptsächlich die Hystereseverluste und die sind in Phase zur Spannung, logischerweise müssen sie das auch sein sonst würde ja keine Arbeit verrichtet, ohne Spannung. Übrigens steht im Küpfmüller auch einiges über die Ummagnetisierungsverluste.--Emeko (Diskussion) 16:55, 15. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Von einem "Ummagnetisierungsstrom" ist da nirgends die Rede, sondern nur von Ummagnetisierungsverlusten. Natürlich verursachen die Ummagnetisierungsverluste einen (Wirk)Strom, aber das ist nicht der Magnetisierungsstrom (Blindstrom) und auch nicht der Leerlaufstrom.
Wenn du einen neuen Begriff "Ummagnetisierungsstrom" definieren willst, musst du wenigstens angeben können, welcher Anteil des Leerlaufstroms dieser Ummagnetisierungsstrom sein soll. Also:
Leerlaufstrom = Ummagnetisierungsverluststrom + Hystereseverluststrom + Wirbelstromverluststrom + Kupferversluststrom + j(Blindsrom)? Ohne Formeln wirst du das weder erklären noch verstehen können. -- Pewa (Diskussion) 12:48, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@ Pewa. Kannst du dir nicht vorstellen, dass für die Hysterese-Verluste zur Spannung ein Strom fließen muss, der zur Spannung in Phase liegen muss? Ansonsten liegst du richtig, dass der Ummagnetisierungsstrom ein Wirkstrom und nicht der Leerlaufstrom und nicht der Blindstrom ist. Der Ummagnetisierungsstrom ist aber im Leerlaufstrom enthalten. Ich hatte schon mehrmals angegeben, dass der Ummagnetisierungsstrom der jenige ist, den man in meiner Ringkerntrafomesskurve unter der Spannungshalbwelle sieht und der bei der pos. Spannungshalbwelle über der Nulllinie und bei der neg. Spannungshalbwelle unter der Nulllinie liegt. Man kann die Treppe im Nulldurchgang sehen zwischen der pos. und der neg. Stromhalbwelle. Noch in einem Punkt irrst du nach meiner Meinung. Der Ummagnetisierungsverluststrom ist gleich dem Hystereseverluststrom, das sind keine zwei verschiedene Ströme. Die Hystereseverluste entstehen doch durch das Ummagnetisieren. Steht auch in den Quellen die ich angab. Ich kann das grafisch gut verstehen und erklären. Weil die Formeln dafür gar nicht gegeben sind oder mir unbekannt sind, geht das für mich auch nicht anders. Also gilt für mich: Leerlaufstrom = (Ummagnetisierungsverluststrom = (Hystereseverluststrom) + Wirbelstromverluststrom + Kupferversluststrom + (Blindstrom = Magnetfeldaufbaustrom in den Luftspalten). Dass der Wirbelstromverluststrom und der Kupferversluststrom deutlich kleiner sind als der Hystereseverluststrom hatte ich schon erwähnt. Das steht auch in den Referenzquellen. Wobei der Blindstrom nur beim Ringkerntrafo klein genug ist, um den Hystereseverluststrom sichtbar werden zu lassen. Bei allen Trafos mit eckigen Kernen oder dem Schnittbandkern ist der Hystereseverluststrom hinter dem Blindstrom versteckt, weil der Strom zum Luftspalt aufladen dreieckförmig ist und schon in der Mitte einer Halbwelle beginnt. Dazu kann ich noch viele Bilder zeigen. Ansonsten entdecke ich Gemeinsamkeiten.--Emeko (Diskussion) 14:04, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Formeln existieren zwar aber es wird zum Beispiel im Buch von Küchler davon abgeraten, sie zu benutzen weil bei B >1 Tesla die Berechnung stark von nicht erfassbaren Nichtlinearen Faktoren abhängig ist. Es wird empfohlen Verlustkurven oder Tabellen zu benutzen. Eine Formel zur Berechnung, Hyst.Verlust = 1,5 *f/100 * (B/1,5) hoch 2 in W/kg, mit Hz und Tesla = 0,75 W/kg. siehe Referenz oben: Greilach Berechn.EM Kap.3 ... Transformator sagt, dass der Hysterese-Verlust bei kornorientiertem Blech ca. 0,75 W/Kg Kerngewicht beträgt. Der von mir gemessene Ringkern mit 1kVA und ca. 10 kg Kerngewicht hat demnach 7,5 Watt Hystereseverluste, was sich mit meiner Messung von 8W deckt. Siehe auch Küchler, die Transformatoren, seite 3 bis 13.--Emeko (Diskussion) 14:45, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Tut mir Leid, aber du kannst beliebig oft behaupten, dass du den "Ummagnetisierungsstrom" gemessen hast (ohne genau zu definieren was das sein soll), tatsächlich hast du den Leerlaufstrom gemessen. Der Leerlaufstrom enthält immer den Blindstrom, auch wenn der Blindstrom sogar kleiner ist als der Verluststrom. Der Verluststrom und der Blindstrom addieren sich auch nicht linear sondern geometrisch, wegen 90° Phasendifferenz: (Bitte das "j" beachten). Da die meisten dieser Ströme auch noch nicht-sinusförmig sind, kannst du aus der Kurvenform des Leerlaufstroms nicht erkennen, wie sich der Leerlaufstrom zusammensetzt. Wenn du weiter das Gegenteil behaupten willst, kann ich das nicht mehr ernst nehmen. -- Pewa (Diskussion) 17:27, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Die Hysteresekurve des Ringkerntrafo zeigt doch in Verbindung mit meiner Messkurve, dass bei Aussteuerung des B nur im senkrechten Ast der Kurve, also nicht bis zum Beginn der Neigung der Kurve, gar kein Blindstrom fliessen kann. Denn der Blindstrom fliesst nur in der Nähe des Spannungsnulldurchgangs, deshalb heißt er ja auch Blindstrom, weil er zur Spannung um 90 Grad nacheilend ist und ohne Anwesenheit von Spannung, blind fliesst. Dies kommt eben nur durch Sättigung oder Luftspalte. Der Ummagnetisierungsstrom wird indirekt als Ummagnetisierungsverlust in den Quellen die ich angab zitiert und auch dort als Kurve gezeigt. Alles dazu habe ich bereits mehrmals geschrieben. Wiederholen will ich mich nicht mehr. Noch ein Bild das so auch in den Quellen steht:
Zusammenhang von Spannungszeitfläche, Hysteresekurve und Strom am Ringkerntrafo.
Es gibt keinen "senkrechten Ast der Kurve". Die Steigung der Kurve ist die Permeabilität, "senkrecht" wäre eine unendliche Permeabilität, die es nicht gibt. Das hatten wir oben schon. Da die Permeabilität nicht unendlich ist, fließt immer ein Blindstrom. In gewisser Weise ist deine "Theorie der unendlichen Permeabilität" in sich schlüssig, aber sie ist falsch, weil es keinen "senkrechten Ast der Kurve" und keine "unendliche Permeabilität" gibt. -- Pewa (Diskussion) 22:18, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Ich zeige die Hysterese-Kurve als annähernd senkrechte Gerade, siehe die Literatur dazu, die oben und unten flach wird und nach den Seiten auslenkt, eben bei der Sättigung. Schau doch die gedruckten Hysteresekurven in den Datenblättern der Trafo-Blech-Hersteller an. Du behauptest daraus ich würde deshalb auf eine unendliche Permeabilität schließen, obwohl ich zuvor schrieb, dass die Permeabilität ab der Sättigung auf nahe 1 zurückgeht. So kommen wir nicht weiter. Ich habe das Gefühl von dir hingehalten und müde gemacht zu werden. Oder um welches Prinzip geht es dir dabei?--Emeko (Diskussion) 23:49, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Sieh dir die Werte in der Literatur an. Der Wert ist die Steigung der Magnetisierungskurve im genutzten Bereich. Die Werte sind nicht annähernd unendlich und die Kurve ist nicht annähernd senkrecht, auch wenn das bei einer schematischen Darstellung so aussehen mag, siehe z.B. [5]. Du weißt sicher selbst, dass man einen Transformator nicht in der totalen Sättigung mit betreibt, sondern nur im Bereich möglichst hoher Permeabilität. Du musst immer zwischen unterschiedlichen Idealisierungen zur Erklärung der prinzipiellen Funktion eines Transformators und detaillierten Darstellungen eines realen Transformators zur Erklärung spezieller Eigenschaften, wie z.B. dem Einschaltstrom, unterscheiden. Das ist dann aber keine neue Theorie sondern nur eine detailliertere Anwendung der bekannten Theorie zur Erklärung von speziellen Eigenschaften, die in anderen Darstellungen vernachlässigt werden. -- Pewa (Diskussion) 11:44, 17. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Nachtrag damit die Physik stimmt: Eine fast unendliche Permeabilität, (ich schreibe fast, weil es unendlich nicht gibt in der Technik,) würde eine Magnetfeldstärke nahe Null bedeuten, weil dabei der magnetische Widerstand fast Null ist. Deshalb braucht der Strom zum Aufbau der Feldstärke im Eisen dann natürlich auch nur fast gleich Null zu sein. Eine dazu gehörende Hysteresekurve wäre nicht wie Pewa schreibt unendlich hoch, die Höhe betrifft ja das B, die Magnetflussdichte, sondern wäre fast unendlich schmal. So eine Hystereseschleife wäre schmaler als ein dünner Strich. Ich habe auch keine Theorie der unendlichen Permeabiltät aufgestellt wie Pewa behauptet, das schließt er aus seiner falschen Annahme. Ich sagte nur dass ein Kern ohne jegliche Rest-Luftspalte eine fast senkrechte Hysteresekurve hat, die aber oben wohlweislich bei der Sättigung abknickt. Sättigung hat mit Permeabilitä nichts zu tun. Sättigung betrifft das B, Permeabilität betrifft das H. Das Problem ist wohl: Wenn man den Ummagnetisierungsstrom und den Luftspaltstrom in einen Topf wirft, dann kommen solche Thesen mit der unendlichen Permeabiltität heraus.--Emeko (Diskussion) 09:13, 17. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Würdest du bitte genau lesen und mir keine Dinge unterstellen, die ich nicht geschrieben habe. Ich habe dich mit dem "senkrechten Ast der Kurve" zitiert, der eine unendliche Permeabilität im senkrechten Bereich bedeutet. Kein Wort von einer Hysteresekurve die "unendlich hoch" ist. Die Steilheit der Magnetisierungskurve hat auch nichts mit der Breite der Hystereseschleife zu tun. Du behauptest, dass der Blindstrom zu Null wird und das ist nur durch eine unendliche Permeabilität zu erklären, ob du das nun verstehen willst oder nicht. Du willst wohl nicht behaupten, dass die ganze Theorie der elektromagnetischen Induktion grundlegend falsch ist. Du behauptest, dass es einen "senkrechten Ast der Kurve" gibt. Ein "senkrechter Ast der Kurve" hat eine unendlich große Steigung und damit eine unendliche Permeabilität, das ist eine banale Tatsache. Diese unendliche Permeabilität passt zu deiner Behauptung, dass der Blindstrom gleich Null sein soll und der Strom nur durch die Breite der Hystereseschleife, also die Hystereseverluste, bestimmt wird. Man kann das als eine in bestimmter Weise idealisierte Vorstellung ansehen. Es ist aber nicht das reale Verhalten eines realen Kerns, dass man genau messen kann. Im besten Fall ist es eine unter bestimmten Bedingungen zulässige Vereinfachung und Näherung. Was gar nicht geht, ist, dass du gar nicht versuchst den Blindstrom zu berechnen und die Blindleistung bzw. den Blindstrom separat exakt zu messen, um dann zu behaupten, dass er nicht existiert.
Kannst du verstehen, dass der "senkrechte" Teil einer Kurve eine unendliche Steigung hat und dass das nicht bedeutet, dass die Kurve "unendlich hoch" ist? Wenn die Kurve "rechteckig" wäre oder einen "waagerechten" Teil hätte, dann wäre dort die Permeabilität gleich Null, was physikalisch auch unmöglich wäre. -- Pewa (Diskussion) 12:43, 17. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Die von mir gezeichnete Hysteresekurve des Ringkerntrafos habe ich aus einem datenblatt der Fa. VAC Weichmagnetische Werkstoffe entnommen. Dort ist die Kurve genau so gezeichnet. Und die Fachleute, haben sich wohl was dabei gedacht. Diese Aussage nehme ich zurück weil sie falsch ist:Ich glaube du hast recht, wenn du meinst dass eine unendliche Steigung der Hystereskurve, unendlich weil die Kurve einen senkrechten Ast hat, eine unendlich hohe Permeabilität zur Folge hat.Dafür am 23.11.12 neu formuliert: Die unendlich hohe Steigung bedeutet nur, dass die Bermeabilität beim Anstieg des B nicht zunimmt. Das My0 mal das Myr hat die Dimension V Sec. / (A * m). Das bedeutet für ein hohes Myr: hohe Induktion, die V sec., bei kleiner Feldstärke H die (A/m. Und wann haben wir eine kleine Feldstärke im Eisen? Wenn die Hysteresekurve schmal ist bei der hohen Nenninduktionsdichte von 1,5 Tesla. Also schmale Hysteresekurve gleich hohes Myr = hohe Permeabilität. Die lineare Steigung die flacher ist als senkrecht kommt, 1. Durch die Abnahme des Myr bei steigendem B und 2. durch den Luftspalt. Und wo ist der Luftspalt? In den verteilten Luftspalten, die es zuhauf in Nicht Ringkernen gibt. Auch Feldeinschnürungen zeigen sich wie ein kleiner Luftspalt, weil dort das Material in Teilsättigung bei steigendem B geht, lange bevor es der ganze Kern tut. Also die Steigung der ganzen Kurve hat hauptsächlich was mit der Luftspaltfunktion zu tun. Steile Steigung = kleine Luftspalte, flache Steigung große Luftspalte. Ob die Kurve jetzt wirlich ganz senkrecht ist, ist doch dabei nicht von Bedeutung. Ich habe sie jedenfalls genau so abgezeichnet.
Ich glaube was wir beide meinen, lässt sich nur mit der Neukurve verstehen, die von Null B und H ausgeht. Und die hat keine unendliche Steigung. Da gebe ich dir Recht. Korrektur am 23.11.12: Falsche Aussage von mir: Bei Steigung unendlich würde ja sonst wirklich die Permeabilität unendlich herauskommen, am Anfang jedenfalls bis zu Auslenkung der Kurve. Obwohl die Anfangspermeabilitäten wirklich sehr hoch sind. Größer 20.000. Die volle Hysteresekurve kommt ja von unten und von oben her und deshalb hat sie den senkrechten Ast außen. Aber Achtung: Die Steigung der Neukurve ist natürlich umso steiler je schmaler die Kurve ist. Natürlich verstehe ich das was du im Absatz hier drüber schreibst mit der Steigung unendlich. Aber das ist wie gesagt kein Maß für die Permeabilität, sondern nur die Breite der Kurve ist es. Den Blindstrom habe ich doch gemessen mit dem Oscilloscopbild. Wie soll ich ihn denn nach deiner Meinung sonst messen?--Emeko (Diskussion) 18:46, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Ich würde Pewa empfehlen mal eine ideale "Rechteckhysterese" aufzuzeichnen. Ein Rechteck, 0-Punktsymmetrisch, mit senkrechter Flanke und einer endlichen Breite und Höhe. Auf der senkrechten B-Ast findet sich zu jedem B-Wert ein H-Wert, bei einem idealen Rechteck ist dieser H- Wert immer dergleiche. Damit ergibt sich zu jedem B ein definiertes H und somit auch ein B/H=µ. Mit dieser idealisierten Vorstellung ergäbe sich ein mit zunehmendem B ein immer größeres H beginnend mit µ=0. Nun ist es in der Praxis so nicht ganz richtig, weil die Schleifenbreite bei den meisten Rechteckwerkstoffen auch von der Aussteuerung der Schleife abhängt, d. h. bei kleinen Induktionen ist auch die Schleife schmäler ("die Breite wächst mit der Höhe"). Dies soll aber hier mal keine Rolle spielen. In jedem Fall ist die Vorstellung von dem "unendlichen µ" falsch. Übrigens kann man auch recht einfach den Magnetisierungsstrom grafisch konstruieren bzw. man sieht es schon mit dem bloßen Auge, dass H beginned mit dem Nullduchgang der magnetisierenden Spannung (wegen der Phasenverschiebung von 90° hat B dort seinen Maximalwert) auf einen gegebenem Wert (halbe Schleifenbreite) springt und dann konstant bleibt bis zum nächsten Nuldurchgang am Ende der Halbwelle. Mit Beginn der gegenpoligen Halbwelle spingt H auf den Wert -H und bleibt dort bis diese Halbwelle zu Ende ist. Dabei sei angenommen, dass die Spannung so bemessen ist, dass die Magnetisierung in der Schleife bleibt (keine Sättigung). Also bei idealisierter Rechteckhysterese ein reiner Rechteckstrom in Phase mit der Spannung. MfG --Elmil (Diskussion) 18:31, 17. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Elmil, du schreibst oben: "Mit dieser idealisierten Vorstellung ergäbe sich ein mit zunehmendem B ein immer größeres H beginnend mit µ=0." Ich glaube, weil das H ja konstant bleibt, muss es heißen: "mit zunehmendem B ein immer größeres µ." Ist ja auch logisch. 0,5 Tesla geteilt durch 20A/m ist ja auch kleiner als 1,5 Tesla geteilt durch 20A/m. Es gibt übrigens 3 verschiedene µ. Das µra, Anfangspermaebilität, das µr, Amplitudenpermeabilität und das µrmax, maximal erreichbare Permeabilität. Ansonsten ist es genau wie du es hier geschrieben hast.--Emeko (Diskussion) 09:46, 18. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Das kann man so oder so betrachten, je nach dem, wie man es definiert. Jedenfalls ist es abwegig zu glauben, dass bei einer spannungsgeführten Magnetisierung so ein Kern sofort in Sättigung ginge, weil µ unendlich wäre. Ausserdem ist diese Diskussion insofern irrelevant, weil bei realen Rechteckwerstoffen immer eine, wenn auch sehr geringe Scherung vorliegt, d. h. H wächst mit zunehmenden B leicht an. Die Idealisierung dient nur dem Zweck das Prinzip zu verstehen. Dazu gehört eben auch die Erkenntnis, dass selbst bei µ gegen unendlich eine Flussänderung immer nur entsprechend der angelegten Spannung und deren Einwirkungszeit (=Spannungszeitfläche) erfolgen kann. --Elmil (Diskussion) 21:50, 17. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Nein das kann man nur so sehen wie es ist. Ich sage doch die ganze Zeit, dass es abwegig ist, bei einem Netztrafo von einer rechteckigen Hysteresekurve mit unendlicher Permeabilität auszugehen um den Blindstrom zu berechnen. Bei einem gewickelten Ringkerntrafo gibt es auch keine Scherung, er hat eine Permeabilität des Kernmaterials, die gleich der maximalen Steigung der Hysteresekurve ist.
Pewa macht immer wieder den gleichen Fehler zu glauben dass die Steigung der Hyst. Kurve das Myr bestimmt, anstatt die Breite der Kurve.--Emeko (Diskussion) 18:46, 23. Nov. 2012 (CET)
@Pewa, Myr = B/ H* My0. Also hängt das Myr des Eisens alleine nur von B ab, wenn das H fast konstant ist bei der fast senkrechten Hystereskurve im Ringkern, der keinen Luftspalt hat, wenn sich das B innerhalb dem Arbeitsbereich bewegt. Deshalb spricht man auch von Anfangs-,Arbeits-und max. Permeabilität, weil sich das Myr beim Anstieg des B ändert.--Emeko (Diskussion) 10:41, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Wenn man das µr an der Neukurve misst dann tritt das Problem nicht auf. So wird es jedenfalls auch in der Literatur, [6] gemacht. Sättigung tritt eben nicht ein weil µr = sehr groß ist, sondern weil das B nicht mehr wächst, trotz seigendem H, weil alle Weisschen Bezirke ausgerichtet sind. Dann ist das Eisen alles ummagnetisiert und für die weitere Aufmagnetisierung praktisch nicht mehr da und dann verhält sich ab da der Elektromagnet oder die Trafoprimärspule wie eine Spule ohne Eisenkern, eine Luftspule eben und dann steigt das H eben ab diesem Punkt der Hysteresekurve weiterhin wie bei einer Luftspule aber nun viel stärker als zuvor weiter an, solange noch Spannunmgszeitfläche übrig ist das B in der Luft weiter zu treiben. ( Aber in der Regel fällt dann die ganze Spannung am Ri der Trafospule ab und es ist keine Spannung mehr da die zusammen mit der Zeit das B weiter treiben kann. Ich finde so lässt sich das alles viel besser beschreiben als mit Formeln. Was sagst du dazu Elmil? Ich glaube dazu gibt es auch keine Formeln. Es findet sozusagen ein Kippen des Trafoverhaltens statt. Ich glaube in der Mathematik beschreibt man das mit Nullstellen. Siehe auch meine Grafiken auf meiner Benutzerseite, wo ich Trafos mit DC Spannungszeitflächen beaufschlagt und die Trafo Reaktion gemessen habe.--Emeko (Diskussion) 09:46, 18. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Danke. Die schematisch dargestellte Rechteckschleife gibt es nur bei dem Material "PERMENORM 5000 Z". Bei diesem Material ist keine Permeabilität angegeben. In der aktuellen Werkstoffliste Weichmagnetische Werkstoffe und Halbzeuge findet man auch diese schematische Rechteckschleife unter 2.1 NiFe-Legierungen mit 72-83 % Ni als eine Möglichkeit. Das Material "PERMENORM 5000 Z" findet sich aber in dem ganzen Dokument nicht und auch kein anderer Werkstoff mit Rechteckschleife(Z). Ich gehe davon aus, dass es sich dabei um ein Nischenprodukt handelt, dass keine praktische Bedeutung erlangt hat. Sicher ist es kein Standardmaterial für Netztransformatoren, um die es hier geht und die du gemessen hast.
Wenn du kleine Feldstärke von 40A/cm ins Auge fassest die bei 1 Tesla anstehen, beim Trafoperm N3 oder N2, und den Anstieg auf wenig mehr bei 1,2tesla, dann ist das gegenüber den Kurven von EI Trafos mit Luftspalten schon nahezu eine Rechteck.--Emeko (Diskussion) 19:21, 18. Nov. 2012 (CET)Beantworten
5000Z ist in der Tat kein Trafoblech, aber Trafoperm N2, ein Blech aus Eisen mit ca. 3% Silizium. Die Hystereseschleife davon liegt mir hier vor, sie ist etwas höher als die von 5000Z und etwas breiter und nicht ganz so eckig im Sättigungsbereich. Scannen kann ich im Augenblick leider nicht, aber Du kannst es wirklich glauben. Die Permeabilitätswerte von Trafoperm kann ich Dir auch noch sagen: Beginnt bei H=0 bei ~ 1000, steigt bei einem doppelt logarithmischen Achsenkreuz etwa linear bis ca. 13000 bei H~ 0,2 A/cm und fällt dann wieder ab. Bevor Du anfängst zu rechnen, lass Dir von einem alten Hasen vielleicht doch noch sagen, es ist völlig sinnlos und auch nicht zielführend, bei solchen Werkstoffen mit µ zu rechnen. Alles viel zu nichtlinear. Der viel einfachere Weg geht so wie ich schon angedeutet habe. Fahre einfach mit einem Stift die Schleife in aufmagnetisierender Richtung hinauf, lese dabei mehrmals die H-Werte ab, es werden immer +H-Werte sein, die immer fast konstant sind oder ganz leicht ansteigen. Oben angekommen, nicht in Sättigung fahren sondern hinüberwechseln auf die abmagnetisierende Seite und dort hinunterfahren. Beim Richtungswechsel wechselt auch H von + nach -, bei gleichem Verhalten wie vor. Jetzt muss man nur noch wissen, dass der Richtungswechsel immer im Nulldurchgang der Spannug erfolgt (wegen der Phasenverschiebung zwischen Spannung und Induktion von 90° hat dort die Induktion ihr Maximum), also wechselt auch dort der Magnetisierungsstrom von +H nach -H. Also ein nahezu Rechteckstrom mit gleicher Phasenlage wie die Spannung. Das ist eine so einfache Überlegung, jeder Gymnasiast mit Physik-Leistungskurs müsste eigentlich selbst draufkommen. Dewegen hat es mich immer wieder verblüfft zu erleben, wie auch promovierten Physikern der Mund offen geblieben ist, wenn man ihnen dies präsentiert hat. MfG --Elmil (Diskussion) 17:15, 18. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Diese Stromtreppe um den Nulldurchgang herum sieht man doch auch gut an meiner Messung vom Ringkerntrafo. Sie beginnt etwas nach dem Nulldurchgang weil der leichte Sättigungsstrom noch abklingen muß. Ansonsten habe ich dem nichts mehr hinzuzufügen. Ich bitte auch PJacobi dazu Stellung zu nehmen, von wegen Theoriefindung meinerseits.--Emeko (Diskussion) 19:21, 18. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Elmil: Am Schluss ist die "einfache Überlegung" des Gymnasiasten aber falsch. Richtig ist, dass der Magnetisierungsstrom ein Blindstrom mit 90° Phasenverschiebung gegenüber der Spannung ist. Richtig ist aber auch, dass der Magnetisierungsstrom in Phase mit der Flussdichte B ist und dass am Maximum der Flussdichte der maximale Magnetisierungsstrom fließt. Einschub von EMEKO am 23.11.12: Das gilt doch nur bei Luftspulen. Der Magnetisierungsstrom ist nicht rechteckförmig und er hat sein Maximum im Nulldurchgang der Spannung und ist um 90° phasenverschoben und nicht in Phase mit der Spannung. Das ist so einfach, dass sogar jeder Gymnasiast mit Physik-Leistungskurs darauf kommen müsste, wenn es ihm richtig erklärt wird.
Wenn bei hochpermeablen Materialien die Summe der gleichphasigen Verlustströme größer wird als der Blindstrom, kann man den Verlauf des Blindstroms in der Summe der Ströme einfach nicht mehr erkennen. Daraus weitreichende theoretische Schlussfolgerungen zu ziehen, ist natürlich nicht richtig. -- Pewa (Diskussion) 11:49, 19. Nov. 2012 (CET)--Emeko (Diskussion) 18:46, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Wenn man das natürlich so betrachtet, was nicht sein darf, das nicht sein kann, dann kommt man zu Deinen Ergebnissen. Wenn Du einfach meinen Rat befolgst und an Hand der Rechteckschleife den Magnitisierungsvorgang "nachfährst", dann wirst doch auch Du sehen, dass es kein Strom (H)- Maximum gibt, mindestens nicht bei einer idealen Rechteckschleife. Der Aufmagnetisierungsast läuft doch schön parallel zur B-Achse. Das bedeutet, H und damit der Strom ist über den ganzen Flusshub von -B bis +B immer konstant, nämlich +H. Am oberen Ende (man fährt nicht in den Sättigungsast!), wenn die Spannung durch 0 geht und B sein Maximum hat springt zum Abmagnetisieren der Strom von +H nach -H und es geht wieder die Schleife abwärts immer schön parallel zur B-Achse im Abstand von -H. Also es gibt nur 2 Stromwerte +H und -H, der Wechsel findet immer im 0-Durchgang der Spannung statt. Frage: Wie nennt man so einen Strom und welche Phasenlage hat er zur Spannung? MfG --Elmil (Diskussion) 13:00, 19. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Wir waren uns doch schon einig, dass es keine Netztransformatoren mit Rechteckschleife gibt. Die gemessenen Transformatoren haben auch keine Rechteckschleife. Bei der kleinsten Überspannung würde der Blindstrom gegen unendlich gehen. Für einen Netztransformator ist die Rechteckschleife also vollkommen ungeeignet. Also was soll das noch?
Einschub von EMEKO am 23.11.12: Pewa glaubt immer noch, dass bei einem hohen Myr schon bei kleinem B eine Sättigung eintritt. Er vergisst, dass das B auch bei hohen Permeabilitäten bis 1,6 Tesla laufen kann bevor die Sättigung eintritt. Das kommt davon wenn man mit dem Strom denkt und nicht mit der Spannungszeitfläche.--Emeko (Diskussion) 18:46, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Bei einer idealen Rechteckschleife ist die Permeabilität unendlich und der Blindstrom gleich Null. Es fließt ein reiner Wirkstrom für die Eisenverluste. Was soll's, das hatten wir oben alles schon. Aber wenn nicht sein darf was nicht sein kann, muss man vielleicht alles durch Rechteckkurven erklären. Mit den Messungen hat das nichts zu tun, um die es hier ging. -- Pewa (Diskussion) 20:27, 19. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Es macht keinen Sinn Reih um immer wieder alles in Frage zu stellen oder zu verneinen. Jetzt stellst Du wieder in Abrede, dass es Trafokerne aus Trafoperm gibt, obwohl dafür schon der Name des Materials spricht. Oder willst Du nur streiten? Dann sei Dir gesagt: nicht mit mir! --Elmil (Diskussion) 22:30, 19. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Ich halte es für sehr schlechten Stil, mir etwas zu unterstellen, was ich nicht gesagt habe. Wenn du behaupten willst, dass Trafoperm eine "rechteckige" Kennlinie hat, solltest du dir einmal die Magnetisierungskurven des Herstellers hier auf Seite 20 ansehen und dich fragen, ob du hier die Fakten in Frage stellt. -- Pewa (Diskussion) 10:02, 20. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Das sind statisch gemessene Neukurven, die haben mit einer Ummagnetisierungsschleife nur ganz ungefähr etwas zu tun. Auch Datenblätter sollte man lesen könne, ehe man darüber spricht. --Elmil (Diskussion) 13:04, 22. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Zuerst müsste man lesen können. Die Kurven auf Seite 20 sind: "Dynamische (50 Hz) Induktions-Feldstärkekurven von Bändern, Banddicke: ≤ 0,3 mm. Messungen an Ringbandkernen". Also genau das, was für Ringkern-Netztransformatoren maßgeblich ist, um die es hier die ganze Zeit geht. -- Pewa (Diskussion) 15:06, 22. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Ok, ich war auf Seite 17, da sind die statischen Werte. Die dynamischen sind etwas breiter. Ist aber egal im Prinzip. Die Kurven zeigen Feldstärkewerte, die sich ergeben, wenn man die Schleife bis zu dem jeweiligen Induktionswert, den die Kurve zeigt, ausfährt. Es zeigt den Effekt, dass die Schleifenbreite mit der Höhe wächst. Beispiel: Aussteuerung bis B=0,01 T Schleifenbreite H=0,06 A/cm ; B bis 1 T , Schleifenbreite H~ 0,8 T. Es gibt keine Schleife, die bis 1,2 T geht und bei B=0 die Breite von 0,0..A/cm hat. Im Gegenteil, die dynamischen Schleifen sind der Wirbelströme wegen, die sie ja mit enthalten, bei B=0 am breitesten (ausgebaucht), weil dort die Wirbelströme ihr Maximum haben. So gesehen vermitteln die Kurven einen falschen Eindruck und ersetzen nicht das Bild einer voll ausgefahrenen Hystereseschleife. Lesen allein genügt nicht, kapieren muss man es auch. --Elmil (Diskussion) 22:40, 22. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pewa: Wir betrachten die Hysteresekurven hier mit diesem Material in Ringkernen im Vergleich zu Hysteresekurven die geschert sind, weil deren Kerne einen Luftspalt und viel größere Feldstärkemasstäbe haben. Wenn man wie du den Feldstärkemassstab derart dehnt, bzw. Grafiken zitiert die einen derart gedehnten H Feld Massstab zeigen, dann kann man jede steile Hysteresekurve flach bekommen. Bei unseren Kurven beträgt die Feldstärke bei B = 0 ca. 150A/m am rechten Ast, bei deinen zitierten Kurven von Trafoperm beträgt die Feldstärke bei B = 0 ca. 0,01 A/cm = 1 A/m. Das ist eine H-Dehnung von 150 gegenüber unseren Grafiken.--Emeko (Diskussion) 20:23, 20. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pewa, @Pewa: Deine ideale Rechteckkurve hat doch gar nichts mit der unendlichen Permeabilität zu tun. Permeabilirät ist eine Sache, Sättigung eine andere. Der Kern kann bis zum B von zum Beispiel 1,2 Tesla eine Permeabilität von 50000 haben und bei 2,2 Tesla eine von 1. Die fast Rechteckkurven gibt es durchaus bei Netztransformatoren die Ringkerntrafo heissen. Die Bezeichnung Rechteck bezieht sich natürlich nicht auf die Kurve weiter oben und unten, sondern nur auf den nahezu senkrechten Teil bis ca. + - 1,4 Tesla. Bei höherer Induktion weicht die Kurve dann natürlich nicht rechtwinkelig, sondern in einem Bogen aus in Richtung Sättigung, die bei einem B von spätestens 2,2 Tesla eintritt. Noch ein Fehler. Wenn der Blindstrom gegen unendlich gehen soll bei Übersteuerung und der kern müsste bis genau an die Kante ausgelegt sein für die Nennspannung, was niemand macht. Dann müsste die Kurve oben rechteckig abbiegen. Allerdings hast du vergessen dass der ohmsche Wickel- und Leitungswiderstand den Blindstrom begrenzt auf Werte die beim maximal 80 fachen Nennstrom liegen. Der Blindstrom hat nichts mit der hohen Permeabilität in der Mitte der Kurve zu tun. Er entsteht durch die Sättigung, weil das B nicht weiter steigt, weil alle Bezirke ummagnetisiert sind. Das hängt auch hier mit der Spannungszeitfläche zusammen. Mach mal ein Gedankenexpiriment. Man kann Trafos so bauen, dass sie nur bis zu 0,7 Tesla magnetisiert werden, indem man die doppelte Kernfläche als üblich nimmt. Dann bleibt das B immer im senkrechten Teil der Hyst.kurve, auch bei 20% Überspannung würdest du noch keinen Blindstrom sehen, aber den Ummagnetisierstrom durchaus. Ich kann dir als Praktiker noch viele solche Beispiele und auch Messkurven dazu liefern. Solange bis du verstehst was wir meinen.--Emeko (Diskussion) 22:47, 19. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pewa, kannst du erklären woher der Stromverlauf unter der Spannungshalbwelle bei meinem Ringkerntrafomessbild kommt? Oder kannst du erklären weshalb die Weisschen Bezirke dann nach deiner Meinung erst im Nulldurchgang der Spannung alle schlagartig umklappen sollen, wenn vorher kein Magnetisierungsstrom fließt oder nach dir vorher keiner fließen darf? Die höchste zulässige Flussdichte B bezeichnet doch in Wirklichkeit die Stelle auf der Hyst. Kurve wo die Aufmagnetisierung beendet ist, da sind doch alle Weisschen Bezirke schon ummagnetisiert und der dazu nötige Strom ist da natürlich schon geflossen!! Kannst du da als Physiker dir nicht vorstellen? Ich verstehe deinen Widerstand dagegen nicht. Weshalb hängst du so an den Formeln oder an falschen Vorstellungen?--Emeko (Diskussion) 12:05, 19. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Hier noch eine rechteck-Hysteresekurve.
Hysteresekurven von Metglas, abhängig von der Vormagnetisierung.
Die realen Hysteresekurven des Herstellers findet du hier. Die sind zwar sehr steil aber nicht rechteckig. Ich bin Elektrotechniker und dafür habe ich auch ein paar Semester Physik studiert. Ich würde mich aber nie als Physiker bezeichnen. Den Rest hatten wir doch schon. Dass im Nulldurchgang der Spannung das Maximum des Magnetisierungsstroms fließt ist trivial bei jedem Transformator im Leerlauf so. Dass der Strom bei B_max überproportional ansteigt, weil die Magnetisierungskurve flacher wird, ist auch trivial. Dass du den Magnetisierungsstrom zu anderen Zeiten nicht sehen kannst, weil er im Wirkstrom untergeht ist auch banal. Wenn der Kern vollständig gesättigt wäre, würde der Strom gegen unendlich (U/R_Cu) gehen, das ist offensichtlich nicht der Fall.
Die Formeln beschreiben die bekannten Theorien. Für eine neue Theorie brauchst du nicht nur neue Formeln sondern vor allen Dingen unwiderlegbare nachvollziehbare Beweise und keine Vermutungen und Spekulation, wie "Ich kann den Blindstrom nicht von den anderen Strömen unterscheiden, also gibt es ihn nicht" oder "Wenn alle Hysteresekurven rechteckig wären ...". Ich glaube, wir haben das Thema jetzt endgültig durch... -- Pewa (Diskussion) 22:26, 19. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pewa, Du schreibst: Dass du den Magnetisierungsstrom zu anderen Zeiten nicht sehen kannst, weil er im Wirkstrom untergeht ist auch banal. Ich schrieb es aber genau umgekehrt und zwar im Zusammenhang mit Trafos mit Luftspalt. Im Leerlauffall fliesst auch kein Wirkstrom sondern nur der Magnetisierungsstrom und der ist ein kleiner Wirkstrom.--Emeko (Diskussion) 22:47, 19. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Du hast nach dem Ringkerntrafo gefragt. Du hast doch behauptet, dass bei dem Ringkerntrafo nur im Nulldurchgang der Spannung ein Blindstrom fließt, weil du ihn zu anderen Zeiten nicht sehen kannst. Was du jetzt schreibst ergibt gar keinen Sinn mehr: "im Leerlauffall fliesst auch kein Wirkstrom"?, "Im Leerlauffall fliesst...nur der Magnetisierungsstrom und der ist ein kleiner Wirkstrom"? Der Strom, der im Nulldurchgang der Spannung fließt, soll also jetzt ein Wirkstrom sein? Das ist ganz offensichtlich falsch. -- Pewa (Diskussion) 11:08, 20. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pewa. Du willst mich wohl absichtlich missverstehen. Ich sage nach wie vor für den Ringkerntrafo gilt: der um-Magnetisierungsstrom für das Kernmaterial ist hauptsächlich ein Wirkstrom mit einem fast waagerechten Verlauf, der Magnetisierungsstrom für den Rest-Luftspalt ist viel größer als der Ummagnetisierungsstrom und ist ein Blindstrom, der beim Ringkerntrafo wegen der fast eckigen Kurve, Kurz vor dem Nulldurchgang beginnt und kurz danach endet. Dann kommt wieder gegenpolig zu vorher der Material Magnetisierungsstrom usw.. Restluftspalt ist ein Konstrukt und beschreibt das Material in der Nähe der Sättigung, weil es sich dann wie ein Kern mit Luftspalt verhält. Ein Sinusförmiger Wirkstrom kommt nur von einer ohmschen Last und hat mit dem Leerlauffall nichts zu tun. Deshalb sage ich nicht einfach nur Wirkstrom sondern um-Magnetisierungsstrom der wirkstromähnlich ist.
Ich finde, die Missverständnisse häufen sich und ich zweifle an dieser Form der Diskussion die immer unübersichtlicher wird.
Übrigens hast du in deinem Beitrag vor diesem, gegenüber Elmil behauptet, das Trafoperm Material sei nicht rechteckig, steil, verlaufend. Wir betrachten die Hysteresekurven hier mit diesem Material in Ringkernen im Vergleich zu Hysteresekurven die geschert sind, weil deren Kerne einen Luftspalt und viel größere Feldstärkemasstäbe haben. Wenn man wie du den Feldstärkemassstab derart dehnt, bzw. Grafiken zitiert die einen derart gedehnten H Feld Massstab zeigen, dann kann man jede steile Hysteresekurve flach bekommen. Bei unseren Kurven beträgt die Feldstärke bei B = 0 ca. 150A/m am rechten Ast, bei deinen zitierten Kurven von Trafoperm beträgt die Feldstärke bei B = 0 ca. 0,01 A/cm = 1 A/m. Das ist eine H-Dehnung von 150 gegenüber unseren Grafiken. Betreibe also bitte keine Haarspalterei mehr, sonst ist auch für mich die Diskussion hier beendet.--Emeko (Diskussion) 20:18, 20. Nov. 2012 (CET)--Emeko (Diskussion) 18:46, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
ich wundere mich schon weshalb Pewa auf meine Fragen nicht antwortet. Hier stelle ich jetzt eine Trafoberechnungstabelle hin, wo man sieht was beim gleichen Kern mit und ohne Luftspalt passiert mit der Feldstärke und der Energie usw.. Achtung! Erst wenn man auf die unscharf dargestellte Tabelle draufklickt, wird sie lesbar. .--Emeko (Diskussion) 15:15, 22. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Aenderungen von EMEKo am 06.11.12
Letzter Kommentar: vor 11 Jahren83 Kommentare10 Personen sind an der Diskussion beteiligt
Hallo, besonders an Zipferlak:
Begründung meiner Änderungen:
1. Im ersten Bild ist die Ergänzung sicher richtig mit den getrennten Wickeln.
2. Die Primärwindungszahl muss auch bekannt sein für die max. Primärspannung sonst hat man nur die max. Windungsspannung.
3. Natürlich muß der Strom berücksichtigt werden für die Trafogröße. Oder ist bei Zipferlak ein 1000V, 1 A Trafo gleich groß wie ein 1000V, mit 10A Trafo Primärstrom?
4.Der Streufluss und das Uk ist bei un-verschachtelten Wickeln wesentlich größer als bei übereinander gewickelten und oder verschachtelten Wickeln.
5.Bei Sättigung kann der Magnetfluss nicht mehr weiter steigen. Siehe Hysteresekurve, die nur nach oben hin begrenzt ist aber nach der Seite hin nicht. Die Strom steigt sehr wohl weiter, er ist proportional dem H-Feld.
6. Der induktive Blindstrom ist nur vom (Rest)-Luftspalt im Kern abhängig und hat mit dem Ummagnetisierungsstrom wenig zu tun. Siehe meine Bilder die Zipferlak leider gleich wieder löscht.
7. Nur Luftspulen haben sinusförmige Blindströme. Solche mit Eisenkernen haben wegen der Hysteresekurve niemals Sinusförmige Leerlaufströme. Auch hier siehe meine Bilder. Oder auf meiner Benutzerseite.
8. Uk ist bei steifen Ringkerntrafos kleiner als 5%.
9. Luftspulen werden sehr wohl in der HF Technik bei Sendern und Empfängern eingesetzt. Schraub doch mal ein altes UKW Radio auf.
Bitte die Löschung der einzelnen Änderungen von mir vorher begründen. Ansonsten ist das schlechter Stil und grenzt an Wandalismus.--Emeko (Diskussion) 17:27, 6. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Welche retorische Frage. Natürlich sollten alle von mir zitierten Punkte, einen nach dem anderen diskutiert werden. Aber du scheinst wohl gar nicht diskutieren zu wollen? Ist dir das Durchlesen meiner Änderungen zu mühsam oder verstehts du sie nicht? Ich kann es gerne noch weiter erläutern, aber dazu müsstest du schon mal eine erste Frage stellen.--Emeko (Diskussion) 10:16, 8. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Änderung im Abschnitt "Belasteter_und_unbelasteter_Transformator
Meines Erachtens ist die Deutlichste der Änderunge in [7] die zu Transformator#Belasteter_und_unbelasteter_Transformator. Emeko stellt das Verhalten an realen Transformatoren dar, während Zipferlak zwei idealisierte (nicht realisierbare) Modelle in Realation zueinander bringt.
Da es sich hier um eine technische Einrichtung handelt ist m.E. Emeko's Heransgehensweise eine deutliche Verbesserung des Artikels. Zumal die Darstellung durch reale Messergebnisse bebildert ist. MfG, --92.75.33.523:11, 8. Nov. 2012 (CET).Beantworten
Bei dem Text nach der Transformatorenhauptgleichung ab Zeile 119, fügte ich die Primätwindungszahl ein, weil die für die maximale Primärspannung ganz wichtig ist. Sonst hat man nur die Primärwindungsspannung, also Volt pro Windung und die ja hier nicht gemeint. Genauso ist für die Definition der Trafogröße auch der zu übertragende Stromn wichtig, sonst wäre ein Trafo mit 1000V primär und 1A primär Laststrom genau so groß wie ein Trafo mit 1000V primär und 10A Primärstrom.--Emeko (Diskussion) 10:50, 9. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Ab Zeile 173 habe ich ergänzt wodurch der Streufluss hauptsächlich beeinflusst wird. Es ist die Art des Wickelaufbaus, ob er unverschachtelt ist, dann große Streuung oder verschachtelt, dann kleiner Streufluss. (Verschachtelt ist wenn die Lagen der Prim und Sek. Wicklung abwechselnd, Lage für Lage übereinander gelegt werden. Unverschachtelt ist, wenn die Wickeln in getrennten Kammern oder auf getrennten Schenkeln liegen.)
Betreff Magnetfluss: Es gibt leider immer noch die Meinung, dass das Wirkprinzip des Trafos über den Strom erfolgt. (Das wurde schon oft diskutert. Zum Beispiel steht in der Trafohauptgleichung gar kein Strom.) Der Strom ist im Nennbetrieb nur die Antwort darauf was der Trafo durch die Spannung erfährt. Folglich erfolgt die Sättigung des Eisens nicht durch den Magnetisierungsstrom sondern durch das begrenzte B, die Magnetflussdichte. Siehe die Form der Hysteresekurve, wo das B ab ca. 2 Tesla nicht mehr weiter zunehmen kann obwohl die Spannungszeitfläche weiter zunimmt, Zum Beispiel im Einschaltflall zu beobachten oder bei zu großer Primärspannung, das H nimmt dabei aber immer weiter zu. Es baut sich dann weiter im Kern auf, dessen Magnetischer Widerstand dann ab der Sättigung zunimmt. Ab der Sättigung ist der Trafo dann sehr wohl stromgesteuert, davor aber nur von der Spannungszeitfläche beeinflusst. Hier herrscht wohl ein Block im Kopf bei vielen Autoren auch bei denen von Fachbüchern. Da hilft nur einmal weg von den Formeln zu gehen und einen Trafo in diesen Extremzuständen durchzumessen und die Ergebnisse neu zu interpretieren. Der Strom der sich im Normalbetriebsfall einstellt ist die Antwort darauf, was die Spannung mit dem Trafo anstellt. Er hängt bei gleicher Leistung von Trafos stark vom Kerntyp ab. Siehe mein anschaulicher Vergleich zwischen EI Kern und Ringkern Messkurven. Der Strom ist also zum Magnetfeld proportional, das sich im Sättigungsfall weiter erhöht, bis der Strom durch die R´s im Kreis begrenzt wird und nicht weiter steigen kann. So wie auch beim DC Elektromagnet nach dem Einschalten. Der aber nicht zum Erklären der Trafofunktion in dessen Nennbetrieb dienlich ist, abwohl er immer wieder dazu benutzt wird. (Deshalb habe ich früher den Trafo auch nicht richtig verstanden.)
Verlustarmer Trafo, Leerrlaufstromform: Hier zeigt meine Messung genau was passiert, viel besser als jede Formel.
Der Vergleich mit der Scheinleistung und den Eisenverlusten ist umständlich und nur für Fachleute verständlich. Viel besser sind meine Messungen und Gegenüberstellungen, die immer wieder rausgelöscht werden von Ziferlak.
Betreff: Der ungünstigste Fall für einen Luftkern: Da wird mein Text, der erklärt was ein Luftkern ist, auch immer wieder gelöscht. Luftkern ist eigentlich genau genommen nur Luft ohne Spule. Aber das ist dessen Autor wohl Betriebsblind. geht mir aber auch so bei Dingen die ich geschrieben habe. Nur akzeptiere ich dann den bessern Text.
Das wärs! Ich hoffe meine Erklärungen waren nun ausführlich genug, damit meine Verbesserungen dann wieder in den Artikel hinein kommen können. Stellt sich noch die Frage wer schreibt das dann wann wieder rein? Wenn ich es tue wird es wohl wieder gelöscht? Will mein Helfer anonym bleiben? Grüße, --Emeko (Diskussion) 10:50, 9. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Fangen wir mit dem ersten Satz, den Du ändern willst, an. Dort steht heute: "Ein verlustloser Transformator im Leerlauf verhält sich wie eine ideale Spule." Diese Aussage möchtest Du durch eine Aussage über einen verlustarmen Transformator ersetzen. Warum ? Hältst Du sie für falsch ? Als Literaturbeleg für die Aussage sei dies hier genannt. --Zipferlak (Diskussion) 21:42, 9. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Falsch und richtig ist nicht die Kategorie die hier zur Debatte steht, sondern Realitäts- (Praxis-|Technik-nähe) Es gibt keine verlustlosen Transformatoren, ein Exkurs in den Zoo der idealisierten Modelle allein hilft bei der Beschreibung des realen Verhaltens nicht weiter. Wie sich ein realer Trafo im Leerlauf verhält erklärt m.M.n. dieser Satz nicht. MfG, --84.57.240.8313:24, 10. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Ja, der Satz alleine erklärt das natürlich nicht, er tut dies aber in Verbindung mit den anderen Sätzen im gleichen Absatz. Das Leerlaufverhalten wird auch nicht umfassend ausgeleuchtet, sondern der Fokus liegt insbesondere auf der reduzierten Phasenverschiebung aufgrund der Eisenverluste. --Zipferlak (Diskussion) 16:06, 10. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Änderung im Abschnitt "Realer Transformator" - Magnetisierungsstrom im Primärkreis
Mit [8] ergänzt Emeko die Größen die die Stärke des "Magnetisierungsstroms" bestimmen. Da diese Größen (Kernmaterial,-form, Lustspalt) als physische Größen auch Lesern ohne Fachkenntnisse unmittelbar verständlich sind, ist m. E. dieser Variante gegenüber der alleinigen Verwendung der abstrakten Größe "induktiven Blindwiderstandes" vorzuziehen.
Emekos Ergänzte Fassung: "bei Leerlauf im Sekundärkreis fließt immer ein Magnetisierungsstrom im Primärkreis, der von dem Kernmaterial, der Kernform und der Größe der Restluftspalte im Kern und damit vom induktiven Blindwiderstand der Primärtrafospule abhängt ...".
Ursprüngliche Fassung: "bei Leerlauf im Sekundärkreis fließt immer ein Magnetisierungsstrom im Primärkreis, der von der Größe des induktiven Blindwiderstandes der Primärtrafospule abhängt ... ".
Ich denke meine Fassung sagt auch deshalb mehr aus, weil Magnetisierungsstrom und Blindstrom zwei verschiedene Paar Schuhe sind, siehe die Messkurven. Der Magnetisierungsstrom entsteht durch das Ummagnetisieren des Eisens und ist fast in Phase zur Spannung. Der Blindstrom entsteht durch den Luftspalt im Eisen. Restluftspalte sind bei allen eckigen Kernen vorhanden, auch durch die fehlende Vorzugsrichtung in zwei von 4 Schenkeln. Dieser Blindstrom ist aber überhaupt nicht sinusförmig. Aber in Lehrbüchern steht halt immer noch: Der Strom ist beim Trafo um 90 Grad nacheilend und sinusförmig, also der Cosinus der Spannung. Klar damit lässt sich schon mit J Omega L rechnen. Aber das ist auch der ganze Vorteil und führt aber nur zum Nichtverstehen. Und das möchte ich zum Wohle vieler Studenten vermeiden. ( Die alten denken wohl nicht mehr um. )--Emeko (Diskussion) 11:00, 9. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Wenn Du gemessen hast, dass es in den Lehrbüchern falsch steht, folgen wir in Wikipedia dennoch den Lehrbüchern und nicht Deinen Messungen. Das wurde Dir in der Vergangenheit schon öfter erklärt. Eine Diskussion darüber ist nicht erforderlich bzw. müsste eher auf den Diskussionsseiten zu WP:KTF oder WP:Belege als hier stattfinden. --Zipferlak (Diskussion) 21:30, 9. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Ich beweise ja nichts aus dem holen Bauch heraus.Wer hat denn diese altmodische Regel aufgestellt, nur zu veröffentlichen was in alten Fachbüchern steht? Bist du nicht in der Lage die Messung zu verstehen und zu entscheiden was richtig und falsch ist? Wenn du es nicht verstehst dann solltest du nicht darüber entscheiden können. Und wenn du es verstehst dann kannst du es Guten Gewissens nicht löschen, denn du stellst dich dann absichtlich dumm. Dient das dann dem WIKI?.--Emeko (Diskussion) 16:33, 10. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Hallo, vielleicht ist diese Quelle hilfreich? Ich möchte aber trotzdem Emeko widersprechen. Der Magentisierungsstrom ist ein reiner Blindstrom und kann deswegen nicht in Phase zur Spannung sein, da er ja sonst ein Wirkstrom wäre. Darüber hinaus gibt es keinen weiteren Blindstrom. Der Leerlaufstrom beim realen Trafo hat natürlich einen Blindanteil (für die Ummagnetisierung) und einen Wirkanteil (Verluste). Was die Nichtsinusförmigkeit angeht: Das hängt doch letzlich immer vom Material ab, also wie linear die Kennlinie ist und ob man im linearen Bereich bleibt. Gruß--Suvroc (Diskussion) 22:58, 9. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Die angegebene Quelle oben sagt auch fälschlicherweise, dass der Magnetisiserungsstrom Sinusförmig sei. Sie sagt sogar, dass der Sekundärseitige Wirkstrom der Eingangsspnnung nacheilt, was völlig falsch ist. Die Quelle zeigt nicht eine Messung sondern theoretisiert nur mit Formeln.
Die Quelle sagt auch auf Seite 107, "je größer der magnetische Widerstand, desto größer der Strom", womit der Spulenstrom I gemeint ist, was richtig aber schwer verdaulich ist, da es umgekehrt zum Ohmschen Gesetz ist.
Meist wird der Magnetisierungsstrom vereinfacht als Blindstrom gesehen. Ich unterscheide zwischen dem Um-Magnetisierungsstrom, der die Ummagnetisierungsarbeit verrichtet, also der die Weisschen Bezirke im Eisen umklappt und dem Blindstrom der das H-Feld im Luftspalt aufbauen muss. Leider werden beide Ströme oft in einen Topf geworfen, weil man dann damit besser rechnen kann. In der Literatur steht ja durchaus, dass beim Eisenkern das Rechnen schwierig wird, wegen der Nichtlinearitäten durch die Hystereskurve. Der UM-Magnetisierungsstrom ist sehr wohl ein Wirkstrom, siehe das Bild, die grüne Kurve der Ummagnetisierungsleistung, vom Scope gemessen:
Messung an einem 1 kVA Ringkerntrafo, grüne Kurve = Ummagnetisierungsleistung
. Man beachte den weiteren Stromverlauf, der erst am Ende der Spannungshalbwelle sich hebt. Diese Spitze ist der geringe Blindstrom für das H im Restluftspalt, entsprechend der waagerecht werdenden Hystereskurve. Er ist bei einem geschachtelt Kern Trafo viel größer, wegen dem größeren Luftspalt und hat dann einen fast Dreieckigen Verlauf, siehe nächstes Bild:
Netzspannung und Leerlaufstrom von einem Transformator mit wechselseitig gestapelten Kernblechen schlechter Qualität. Hoher Leerlaufstrom von ca. 1 Aeff., weniger durch Ummagnetisierungsverluste als großen durch Blindstrom durch große Restluftspalte. Der Strom zum Aufbau von H im Luftspalt wird als Blindstrom in der folgenden Netzhalbwelle ins Netz zurückgegeben und belastet die Leitungen und den Trafo unnötig.
Ja, aber Du hast nicht den Magentisierungsstrom, sondern den Leerlaufstrom gemessen. Die Scheinleistung bei Deinem Ringkern hat eindeutig einen Gleichanteilrein positiven Anteil (Verlustleistung) und einen Wechselanteil (Blindleistung zum Ummagnetisieren) , obwohl in Deinem Ringkern kein Luftspalt vorhanden ist. Nach Deiner Theorie hätte eine ideale Rinkernspule eine Induktivität von 0 H, da kein Luftspalt in ihr vorhanden ist. Beim geschachtelten Kern ist die Blindleistung freilich größer, wegen des Luftspaltes wie von Dir dargestellt. Das widerspricht aber nicht den Lehrbüchern und nicht der Tatssche, dass man auch für einen (idealen) Eisenkern einen Blindstrom braucht.
@suvroc. Ok der Leerlaufstrom setzt sich, wie aus seinem verlauf ersichtlich, aus dem Ummagnetisierungsstrom und dem Strom für den Aufbau der Luftspaltmagnetfeldstärke zusammen. Auch im Ringkern verhält sich das Eisen am ende der Hystereskurve als wenn es kleiner Luftspalte eingebaut hätte. Die Quelle kann ich nicht nennen aber ich habe es gelesen. Der Ummagnetisierungsstrom hat keinen Gleichanteil. Er hat unter der pos. Spannungshalbwelle einen pos. und unter der neg. Halbwelle einen negativen Betrag. Das sieht man ja auch aus der Magnetisiserungsleistungskurve. Es ist gerade umgekehrt. Aufgrund des kleinen Ummagnetisierungsstromes hat der Ringkerntrafo eine große Induktivität, dia aber nichtlinear ist und zum Ende der Hysdterekurve stark abnimmt. Du hast da wohl was verwechselt. Du solltest genauer hinsehen, dann merkst du dass der Leerlaufstrom sich aus mehreren Komponenten zusammensetzt. Dem Ummagnetiserungsstrom, der einen verlust bedeutet und dem Strom für das H-Feld im Luftspalt, der annähernd verlustfrei ist, allerdings an dem R der Prim.spule auch weider Verluste hervorruft.--Emeko (Diskussion) 09:46, 12. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Emeko: Je länger wir diskutieren umso weniger verstehe ich worauf Du hinaus willst. Keiner bestreitet, dass ein Luftspalt den Blindstom erhöht. Im übrigen siehe eins tiefer und ganz unten. Gruß--Suvroc (Diskussion) 19:04, 12. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Die ursprüngliche Fassung ist für den realen Transformator aber falsch, ganz unabhängig von Messungen. Sie steht so garantiert auch nicht in Lehrbüchern. Es steht dort ein Magnetisierungsstrom im Primärkreis, der von der Größe des induktiven Blindwiderstandes der Primärtrafospule abhängt. Diese Aussage vernachlässigt die wenige Punkte darüber eingeführten Verluste durch Rsigma1 und RFe. Die Aufstellung widerspricht sich also selbst. -- Janka (Diskussion) 23:00, 9. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Vielleicht soltte man bei dem betreffenden Satz nicht von "Magentisierungsstrom" sondern von "Leerlaufstrom, der von induktivem Blindwiderstand und Eisenverlusten abhängt" sprechen? Magnetisierungsstrom macht doch eigentlich nur Sinn, wenn man die Verluste vernachlässigt, was "realen" Bedingungen aber widerspricht? --Suvroc (Diskussion) 23:32, 9. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Wieder falsch. Leerlaufstrom ist der Ummagnetisierungsstrom, der fast in Phase zur Spannung ist plus dem Strom für die Aufmagnetisierung des Luftspaltes, der fast 90 Grad nacheilt zur Spannung, siehe meine Aussagen von heute weiter oben.--Emeko (Diskussion) 16:40, 10. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Der Satz wurde mit diesem Edit eingefügt. In der Lesenswert-Fassung war er nicht enthalten. Ich würde Janka folgen und den Satz ganz entfernen. Das Thema Leerlaufstrom sollte im Abschnitt "Belasteter und Unbelasteter Transformator" abgehandelt sein. --Zipferlak (Diskussion) 23:39, 9. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Stimmt, der induktive Blindwiderstand wirkt auch beim idealen Trafo, die Verlustmechanismen sind in der Auflistung schon beschrieben. Raus damit...am 30.11. --Suvroc (Diskussion) 23:46, 9. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Emeko: "Wer hat denn diese altmodische Regel aufgestellt, nur zu veröffentlichen was in alten Fachbüchern steht? Bist du nicht in der Lage die Messung zu verstehen und zu entscheiden was richtig und falsch ist?" => Du bist hier am falschen Ort und in der falschen Textgattung, falls Du neue Erkenntnisse präsentieren möchtest und die Darstellung in anerkennten Lehrbüchern korrigieren möchtest. Hier ist eine Enzyklopädie, in der etabliertes Wissen dargestellt wird. Eigene Messungen sind eine ganz, ganz, ganz schlechte Idee. Die Korrektur von veralteten durch neue Erkenntnisse geschieht im Wissenschaftsprozess. --Pjacobi (Diskussion) 18:10, 10. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pjacobi. Irgendwer muss doch mal anfangen zu messen und zu denken und nicht nur abzuschreiben. Du siehst mich wohl als blutigen Laien an, der sich profilieren möchte. Meine Spuren Im WWW. sagen jedoch etwas anderes. Deine Hinweise zu Wissenschaft und Belege bringen mir gar nichts. Was habe ich als Rentner im Wissenschaftsbetrieb verloren? Da habe ich doch sowieso keinen Zugang als "nur Ingenieur". Wieso schaut von Euch Fachleuten keiner mal genau hin was ich ich gemessen und geschrieben habe, sondern wehrt nur pauschal ab? Immer wenn ich eine Diskussion beginnen will, kommt nur der Einwand : So nicht von Zipferlak und von Dir. Vielleicht bleibt mir nur der Weg ein Buch zu schreiben. Dazu suche ich Mitautoren. Kannst du mir dazu einen Weg zeigen?
Wenigstens du solltest dir merken: Der Strom in den unbelasteten Trafo ist seine Antwort auf die Behandlung mit den Spannungszeitflächen. Wer das beherzigt, sieht den Trafo in völlig neuer Perspektive und versteht ihn endlich. Das wurde hier schon oft bestätigt von anderen Fachleuten wie Elmil oder MichaelLenz, usw.. Ich kann dazu Dutzende Beispiele aus der Praxis bringen. Praxis ist genau das Stichwort. Die Meisten meiner Kritiker sind Wissenschaftler, Physiker meist, die alle nur die Lehrbuchtheorie im Kopf haben, (was man unschwer aus den DIskussionen herauslesen konnte), die aber nie mit Trafos praktisch umgegangen sind und deren Verhalten nie Messtechnisch untersucht haben. Mein Bestreben hier ist, diese Erkenntnis lückenlos umzusetzen. Bin leider wieder einmal an den Strukturen gescheitert. In 3 Jahren werde ich es hier wieder versuchen. Bis dann. --Emeko (Diskussion) 09:46, 12. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Wo ist denn hier eigentlich das Problem? Im unbelasteten idealen und realen Transformator fließt primär ein Leerlaufstrom. Bei dem idealen Transformator ohne Verluste ist das ein reiner Blindstrom mit 90° Phasenwinkel. Bei dem realen Transformator fließt fließt aufgrund der Kupfer- und Eisenverluste zusätzlich ein Wirkstrom, der in Phase mit der Spannung ist. Bei dem realen Transformator fließt also ein Leerlaufstrom = Blindstrom + Wirkstrom mit einem Phasenwinkel kleiner als 90° und größer als 0°, abhängig von den Leerlaufverlusten bzw. dem Verhältnis von Blindstrom zu Wirkstrom.
Die Messung scheint einen (kleinen?) Transformator mit sehr hohen Leerlaufverlusten zu zeigen, der nicht unbedingt repräsentativ für einen durchschnittlichen Transformator ist. -- Pewa (Diskussion) 12:22, 12. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@pewa. Der Trafo mit dem 1 A Leerlaufstrom hat immerhin 1,6kVA, der Ringkerntrafo mit dem 26mA Leerlaufstrom hat 1kVA. Also sind die beiden Trafos vergleichbar. Nur beim Ringkerntrafo sieht man sehr schön den Strom für die Ummagnetisierung, der bei EI kern Trafo untergeht im Strom für den Luftspalt.--Emeko (Diskussion) 16:39, 12. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Emeko: Ich sehe Dich -- leider -- immer wieder als blutigen Laien im Handwerk des Enzyklopädieschreibens. "Irgendwer muss doch mal anfangen zu messen und zu denken und nicht nur abzuschreiben." => Für den wissenschaftlich-technischen Fortschritt bestimmt, für die Erstellung einer Enzyklopädie bestimmt nicht. Du bist hier einfach an der falschen Adresse, um gegen falsche Lehrmeinungen anzukämpfen. --Pjacobi (Diskussion) 16:28, 12. Nov. 2012 (CET)
@Pjacobi. Ich habe halt leider keine andere Adresse um meine Meinung zu präsentieren. Kennst du eine bessere ADresse oder einen Prof. an einer Hochschule? Trotzdem Danke für deine Geduld mit mir.--Emeko (Diskussion) 16:39, 12. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Zustimmung zu Pewa. Die Diskussion driftet immer weiter ab. Eigentlich ging es um den Satz: "bei Leerlauf im Sekundärkreis fließt immer ein Magnetisierungsstrom im Primärkreis, der von der Größe des induktiven Blindwiderstandes der Primärtrafospule abhängt..." im Abschnitt "Realer Transformator". Der Satz gehört rausgestrichen, da der Magnetisierungsstrom auch beim idealen Trafo auftritt, also nicht einen Unterschied zwischen idealem und realen Transformator darstellt. Dafür gehört aber ein Satz hinein, der auf die Luftspalte im Kern hinweist, welche wie von Emko richtig behauptet, den Blindstrom erhöhen (erhöhen nicht erst bewirken, auch ein idealer Trafo ohne Luftspalte zieht Blindleistung!).--Suvroc (Diskussion) 19:04, 12. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@suvroc: Siehe der Kommentar von Elmil unten, dem ich mich ganz und gar anschließe, entsteht Blindstrom nur wenn ein definierter Luftspalt da ist oder wenn am Ende der Aufmagnetisierung Teile des Materials sich wie kleine Restluftspalte verhalten, weil sie früher gesättigt sind als der ganze Kern. Das wird durch Querschnittsverengung oder falsche Vorzugsrichtung im gewalzten Blech bei eckigen Kernschnitten verursacht. Bei einer Aussteuerung im reinen Rechteck der Hysteresekurve entsteht kein Blindtsrom, siehe meine Messungen am Ringkerntrafo.--Emeko (Diskussion) 10:53, 13. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Frage: Magnetisierungsstrom Wirkstrom oder Blindsstrom, phasenverschoben oder nicht?
Antwort: Hängt ab vom Kernmaterial. Eine Blindkomponente kommt immer, aber auch nur dann zustande, wenn die Mag.-Kennlinie eine Scherung aufweist. Was heißt Scherung? H muss proportional B sein. Der Idealfall ist eine Luft(spalt)kennlinie. Hier ist der Prop.-Faktor auch noch konstant=µ. Aber auch klassische Kernmaterialien wie Dynamoblech haben diese Eigenschaft, sodass die Aussage, dass nur Luft zu einer Blindstromkomponente im Mag.-Strom führt, falsch ist. Bei Dynamoblech ist µ nicht mehr konstant, sondern abhängig vom Sättigungszustand, der Mag.-Strom ist deshalb kein Sinusstrom mehr, sondern verzerrt, er enthält aber trotzdem eine nicht unerhebliche Blindkomponente. Nun gibt es aber moderne Magnetwerkstoffe, deren Hystereseschleife einem Rechteck sehr nahe kommt. D. h. die Feldstärke H zum Auf-u. Abmagnetisieren ist nahezu konstant und unabhängig von B, der Remanenzpunkt liegt praktisch auf gleicher Höhe wie das B bei Beendigung des Aufmagnetisierungsvorganges (soweit man unterhalb der Sättigungsggrenze bleibt). Aus dieser Kerneigenschaft ergibt sich ein Mag.-Strom, der mit der Spannung weitgehend in Phase ist, der damit ein reiner Wirkstrom ist und der nur noch für die Ummagnetisierungsverluste steht. Strom, der nicht phasenverschoben ist, hat auch keine Blindstromkomponente, was bedeutet, dass so ein Gebilde auch keine Blindleistung speichern kann. Ich sehe Euch alle schon Kopfschütteln, aber es ist so. Und fast alle heute üblichen Leistungstransformatoren haben solche Kerne, insofern ist dies auch kein rein akademisches Problem. Paradebeispiel ist der praktisch luftspaltlose Ringkerntrafo, bei dem man diese Verhältnisse fast astrein vorfindet. Bei den Kernmaterialien handelt es sich um kaltgewalzte Eisen-Siliziumlegierungen, die in Walzrichtung magnetisiert solche Eigenschaften haben, wenn auch nicht als exakte Rechteckschleife, so doch in sehr guter Annäherung an ein Rechteck. Deswegen ist die Aussage: "der Mag.-Strom ist ein Sinusstrom, der der Spannung um 90° nacheilt..." eben ein Märchen, das nur gelegentlich wahr ist und vielfach falsch. Der Grund, warum dieses Märchen so oft in Lehrbüchen zu finden ist, ist ganz einfach: Als die Lehrbücher geschrieben wurden, hat es solche modernen Kerne noch nicht gegeben und neuere Lehrbücher sind zu oft von alten abgeschrieben. Also ein echtes Dilemmea. In Wiki darf nicht ganz ohne guten Grund nur stehen, was in den Lehrbücher steht und diese sind hier, gelinde gesagt nicht ganz vollständig bzw. etwas zu ungenau. Jeder, der z. B. den Mag.-Strom eines Ringkerntrafos (ev. bei etwas reduzierter Spannung) mit dem Oszi anschaut, stellt fest, dass nix Sinus, nix 90°, sondern ganz anders. Deswegen wäre es schon angebracht, den Wikitext den echten Verhältnissen etwas besser anzupassen,wenngleich ich zugestehe, dass die Zusammenhänge fast zu kompliziert sind um sie mit einem Satz zu erschlagen. MfG --Elmil (Diskussion) 19:23, 12. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Antworten auf die Frage von ELMIL. Zuerst einmal bin ich sehr froh, dass ELMIL sich beteiligt und dass ich hier Unterstützung bekomme von dem der es wissen muss und das immer wieder im WIKI bewiesen hat, durch all die vielen Diskussionen.
Ich dachte schon ELMIL hat sich für immer vom WP verabschiedet, weil er so lange nichts mehr schrieb. Also bin ich nun sehr erleichtert und denke es war die Prügel wert die ich mal wieder bekommen habe.
Frage an ELMIL: Weshalb muss man den Zusammenhang denn in nur einem Satz erläutern? Darf es nicht etwas mehr sein?
Dem Allen was ELMIL hier schreibt kann und muss ich nichts mehr hinzufügen. Ich sehe das genauso.
Was mich aber sehr wundert: Scheinbar können nur ELMIL und ich meine gemessenen Kurven von Spannung und Strom am Trafo richtig interpretieren. Sonst würde es hier nicht diese Diskussion geben. Aber leider diskutieren die Blockierer gar nicht mit und beantworten auch meine Fragen nicht. P.S. ELMIL weis das sicher auch ohne meine Messungen, ich versuche es mit den Messungen aber zu beweisen. P.S. Ein Ringkerntrafo der übersteuert wird, also eine zu große Spannungszeitfläche bekommt und dann den kern Sättigt, verhält sich ab da wie eine Luftspule, das Eisen ist dann scheinbar nicht mehr vorhanden und der Strom ist dann ein Blindstrom. Es gibt also mehrere Betriebszustände am guten-" Ringkerntrafo.
Frage was jetzt die Herren ZIPFERLAK und PJACOBI? Blockiert ihr weiter oder zeigt ihr euch bemüht die Lehre zu verbessern?
Ich sage es immer wieder und wieder: Das WIKI wird von Studenten zuerst gelesen, bevor sie ein Fachbuch öffnen. Sollen sie denn weiterhin das Falsche lernen? Es kommt mir fast so vor wie vor hunderten von Jahren, als man glaubte: Die Erde ist eine Scheibe und die Sonne dreht sich um die Erde.--Emeko (Diskussion) 10:53, 13. Nov. 2012 (CET)--Emeko (Diskussion) 11:04, 13. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Du scheinst die falsche Vorstellung zu haben, dass es bei einem Eisenkern keinen Blindstrom gibt, sondern nur in Luft? Natürlich erhöht der Eisenkern den Blindwiderstand und reduziert den Blindstrom. Und ein Netztrafo (sinusförmige Spannung) wird natürlich im möglichst linearen Teil seiner Magnetisierungskennlinie betrieben. Eine "rechteckige" Kennlinie würde zu extremen Verlusten führen, weil der Kern ständig in der Sättigung wäre.
Wenn der Eisenkern gesättigt ist, steigt nicht nur der Blindstrom extrem an, sondern auch die Kupferverluste steigen mit dem Quadrat des Blindstroms und verursachen einen Wirkstrom, der die Wicklung zum Glühen bringt.
Hast du einmal die Induktivität der Primärwicklungen deiner Transformatoren gemessen und daraus den Blindstrom berechnet? Bei einem Transformator mit Luftspalt ist natürlich die Induktivität kleiner und der Blindstrom größer.
Bitte erst einmal die bekannte Theorie richtig anwenden. Wenn es in den letzten Jahrzehnten sensationelle Neuentwicklungen bei Netztransformatoren gegeben hat, die eine neue Theorie erfordern, sollte sich dafür doch sicher eine Quelle oder sogar ein Fachbuch finden lassen. -- Pewa (Diskussion) 12:29, 13. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pewa, kannst du meine Messungen nicht interpretieren? Siehst du da einen großen Blindstrom beim Ringkerntrafo? Es sind 26mA eff. beim 1kVA Trafo. Eine Rechteckige Hysteresekurve meint natürlich eine ganz schmale senkrecht verlaufende mit kleinem H und großem B und da H dem Strom proportional ist ist dieser dann eben klein. Du hast wohl mit recheckiger Kurve die eines Dauermagneten im Sinn mit großem Koerztivfeld, großes H. Ich wäre dir sehr dankbar wenn du ein neues Fachbuch darüber finden und mir nennen würdest. Natürlich habe ich einen Trafo berechnet. Und wennd an herauskommt dass der Leerlaufstrom sinusförmig ist, dann scheint die Rechnung nicht zu stimmen, denn die Messung zeigt die Wirklichkeit.(nicht signierter Beitrag vonEmeko (Diskussion | Beiträge) 14:21, 13. Nov. 2012)
@Emeko: Ich werde weiterhin mein Bestes geben, alles zu blockieren was der vorherschenden Lehrmeinung widerspricht, alle Eintragungen, die auf eigenen Messungen und Überlegungen beruhen. Ich bin stark davon beunruhigt, dass Dir nicht klar ist, warum hier eigene Forschungen keinen Platz haben. Abgemildert wird dieses Problem nur dadurch, dass Du es (meines Wissens) im Artikelnamensraum nicht aggressiv verfolgst, sondern nur zur Länge der Diskussionseite beiträgst. --Pjacobi (Diskussion) 14:04, 13. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@PJacobi, mir ist schon klar was du vertrittst, aber meine Hoffnung war, du würdest in Anbetracht der Wichtigkeit der Ergebnisse eine Ausnahme machen. Aber da war ich wohl zu optimistisch. Bleibt nur noch meine Bitte an dich mir beim Suchen eines Fachbuches oder eines Autors zu helfen. Für mich ist die Länge der Diskussion nicht lästig, wie sie es dir sein muss, sondern fruchtbar, beweist sie mir doch die Richtigkeit meiner Erkenntnisse, siehe Elmils Nachricht und die vielen falschen Ansichten der anderen Teilnehmer, die sich dabei herauskristallisieren. Was kein Wunder ist bei diesen alten Fachbüchern. Aber bevor du mich auf dem Scheiterhaufen verbrennst höre ich auf den Artikel zu erweitern und sammle erst mal wieder neue Munition.--Emeko (Diskussion) 14:21, 13. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Emeko: Ich sehe bei dem Ringkerntrafo einen kleinen Blindstrom. Es ist völlig normal, dass ein Trafo mit einem Kern mit hoher Permeabilität und ohne Luftspalt eine hohe Induktivität und einen kleinen Blindstrom hat. Ein kleiner Blindstrom bei relativ hohen Eisenverlusten (Wirkstrom) ergibt dann einen kleinen Phasenwinkel des Stroms. Du scheinst da etwas anderes hinein zu interpretieren.
@Pewa: danke dass du mal meine Messkurven angeschaut hast. Wenn Du aber genauer hingesehen hättest, dann wäre dir aufgefallen, dass der 1kVA Ringkern nur 26mA Leerlaufstrom hat und der vergleichbar große Trafo mit eckigem geschachtelten Kern über 1 A Leerlaufstrom hat. Wieso kommst du drauf dass der Ringkerntrafokern große Eisen Verluste haben soll? Umgekehrt ist es er hat ganz kleine Eisenverluste, was daher kommt, dass die Magnetisierung immer in Vorzugsrichtung der Blechorientierung erfolgt, immer im Ring herum!. Du willst nicht wahrhaben, dass der Ummagnetisierungsstrom der unter der Spannungshalbwelle liegt, kein Blindstrom ist sondern von der Ummagnetisierungsarbeit her rührt und deshalb ein Wirkstrom ist, der auch deshalb in Phase zur Spannung ist. Der Blindstrom kommt ganz am Ende der Kurve als kleine Erhebung, die größer wird, wenn der Kern mit höherer Spannung weiter ausgesteuert wird. Das kann ich die alles als Kurven zeigen. siehe:Benutzer:Emeko, die vielen Bilder und Messkurven.--Emeko (Diskussion) 16:41, 14. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Emeko, abgesehen davon, dass die ganze Debatte hier ein Negativbeispiel für WP:TF ist: Du möchtest irgendwelche angeblich falschen Lehrmeinungen widerlegen, vernachlässigst dabei aber alle Grundsätze sauberen wissenschaftlichen Arbeitens. Du argumentierst z.B. mit einer Vergleichsmessung, die aber eigentlich völlig wertlos ist, da beispielsweise folgendes nicht bekannt ist:
Wie war jeweils der Kernquerschnitt (sprich, wie hoch war die Induktion im Kern, wie weit war man von der Sättigung weg?)
War beidesmal dasselbe Kernblechmaterial drin? Welches? Die Wirbelstromverluste misst Du nämlich auch mit.
Wie waren die Trafos wicklungsmäßig ausgelegt. Die (geringen) Wicklungsverluste misst du nämlich auch mit.
Das war jetzt keine Aufforderung uns dies alles mitzuteilen. Aber man kann keine Versuchsergebnisse als Argument akzeptieren, solange die Versuchsbedingungen nicht bekannt sind. Genauso ist es Kaffeesatzleserei aus nichtsinusförmigen Strom- und Spannungskurven die Blind- und Wirkanteile genau herauslesen zu wollen. Nur weil die Ringkerntrafoleistung nur einen kleine "Hubbel" im negativen aufweist, heißt das übrigens nicht, dass man auch einen nur kleinen Blindanteil hat. Zur Verdeutlichung siehe Bild nebenan...ist sogar fast dieselbe Kurve. Und was ist überhaupt genau "klein"? Warum hast Du keine Leistungsmesser bei der Messung angeschlossen, damit hätte man den Blind- und Wirkanteil exakt messen können? Und schließlich: Das ist der Artikel über Transformatoren allgemein. Wenn Du etwas bei einem 1kVA Trafo durch Messung nachweist, woher weist Du, dass das auch bei einem Leistungstrafo mit bis zu 1000 000 kVA gilt (Faktor 106!!!!)? Oder bei einem Übertrager aus Deinem Radio mit einem Bruchteil eines kVAs? Gruß--Suvroc (Diskussion) 20:52, 14. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Suvroc, so ist es ja nicht wie du sagst, dass jeder Trafo sich physikalisch anders verhält. Das Induktionsgesetz ist für alle gleich. Und in dem kommt der Leerlaufstrom gar nicht vor. Der hängt aber stark vom Kerntyp und Kernmaterial ab, selbst wenn bei allen verglichenen Typen meinetwegen nur 1,0 Tesla als Max. B herrscht. Für die Induktion ist nur die Spannungszeitfläche maßgebend.
Die Grafik die du hier zeigst, bildet eben ganau die falsche Lehrmeinung ab und kann niemals an einem realen Trafo gemessen worden sein. Solche sinusförmigen Leerlaufströme gibt es nur bei Luftspulen. Übrigens vergleichst du hier meine Stromkurven mit deinen Leistungskurven, was nicht sauber ist. Zu Messungen an Luftspulen habe ich auch Grafiken auf meiner Benutzer:emeko seite drauf. Die Wirkverluste sind bei meinen Messungen im Leerlauf vernachlässigbar. Die beiden Trafos hatten beide ca. 1,2 Ohm Wicklungswiderstand. Selbst bei 1 A Leerlaustrom am EI Kerntrafo fehlt dann eben nur 1 Volt in der Spannungsamplitude die die Induktion treibt und das ist gegenüber 310 V Scheitel nicht viel. ( Dann kommt meinetwegen das B eben um ca. 0,03 Tesla weniger hoch.) Die Induktion war bei den verglichenen Trafos bei 1,6 Tesla. Die Spannung kam aus dem Netz. Ich will hier im WIKI die Trafos nicht quantitativ vergleichen, das habe ich auf meiner Homepage getan, sondern zeigen wie die Leerlaufströme wirklich aussehen und dass der Ummagnetisierungsstrom kein Blindstrom ist, weil er in Phase zur Spannung ist, was man nur beim Ringkerntrafo sieht, weil bei dem der Blindstrom, der am Ende der hystereskurve zum Fliessen kommt, so klein ist. Beim EI Kerntrafo versteckt sich der Ummagnetisierungsstrom hinter dem viel größeren Blindstrom, der für den H-Feld Aufbau im Luftspalt,en gebraucht wird.
ELMIL hat es in seinem Kommentar vollkommen richtig ausgedrückt als er schrieb: Die Lehrmeinung ist schon alt und stammt aus der Zeit als es noch keine Ringkerntrafos gab. Aber soll man sie deshalb nicht ergänzen oder teilweise revidieren? Wenn du mir deine Mail Adresse gibst kann ich dir meine detaillierten Untersuchungen zu dem Thema senden. Theoriefindung ist das sicher nicht was ich tue. Ich kann es mit vielen Messungen beweisen.--Emeko (Diskussion) 10:15, 15. Nov. 2012 (CET),--Emeko (Diskussion) 18:06, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
"Im Induktionsgesetz ... kommt der Leerlaufstrom gar nicht vor"??? Bei allen Induktionsgesetzen die ich kenne, fließt durch eine Induktivität an Wechselspannung (Blindwiderstand) ein Leerlaufstrom, der bei einer verlustfreien Induktivität ein Blindstrom ist und als Magnetisierungsstrom bezeichnet wird, egal ob Luft oder Eisen.
Leerlaufstrom = Blindstrom + Wirkstrom. Wie verhält sich dazu dein "Ummagnetisierungsstrom"? Der Begriff ist ungebräuchlich. Es gibt Ummagnetisierungsverluste, die (wie alle Verluste) einen Wirkstrom erzeugen. Der Magnetisierungsstrom ist ein Blindstrom.
Du vergleichst Äpfel und Birnen mit deinem Ringkern ohne Luftspalt und dem geschichteten Kern mit Luftspalt, bei dem der Blindstrom viel größer ist, weil die effektive Permeabilität durch den Luftspalt viel kleiner ist. Du solltest also zwei Kerne mit gleichem Luftspalt bzw. gleicher effektiver Permeabilität vergleichen. Und du solltest die Wirkleistung und Blindleistung separat messen, weil Rückschlüsse aus der Kurvenform der Scheinleistung reine Kaffesatzleserei sind, wie Suvroc richtig bemerkt hat. -- Pewa (Diskussion) 14:06, 15. Nov. 2012 (CET)Beantworten
. Wo ist da bitte der Strom? Wenn du die Luftspule und die mit Eisenkern in einen Topf wirfst, und behauptest der Leerlaufstrom ist sinusförmig, dann ist das falsch. Es geht hier nicht um Elektromagnete wo der Blindstrom verantwortlich ist für die Kraft im Luftspalt, sondern um Trafos, wo der Blindstrom unerwünscht ist, weshalb man ihn so klein wie möglich halten will und das geht am besten mit Ringkerntrafos.
Den Begriff "Ummagnetisierungsstrom habe ich nicht erfunden. Ich werde versuchen die Quelle zu finden. Er kommt natürlich wie du schreibst von den Ummagnetisierungsverlusten. Ich trenne eben zwischen dem Strom für die Ummagnetisierung und dem Strom der das Feld im Luftspalt oder bei der beginnenden Sättigung auch im Kern, aufbauen muss. Das ist alles. Das sieht man ja auch beim Ringkern so schön an der Phasenlage zur Spannung. Und man sieht das am Besten beim Ringkerntrafo, weil dessen Blind Strom für den Luftspalt fehlt, da der Ringkern gar keinen Luftspalt hat. Aber am Ende der Hystereskurve verhalten sich die gesättigten Bezirke im Kern wie kleine Luftspalte, daher erscheint der Blindstrom auch erst am Ende der Sapnnungshalbwelle. Wenn du sagst ich solle zwei Kerne ohne Luftspalt vergleichen, dann hast du nicht verstanden was ich meine. Ich will ja gerade zwei unterschiedliche Kerne vergleichen, damit man sieht, dass der Ummagnetisierungsstrom nur beim Ringkern gut zu sehen ist. Der Schnittbandkern ist aus dem gleichen Material, nur eben mit Luftspalt gebaut. Bei EI-Kern bewirkt der Ummagnetisierstrom lediglich kleine Dellen im Dreieckigen Blind-Strom. Siehe meine Kurven weiter oben oder auf meiner Benutzerseite. Beim leerlaufenden Ringkern Trafo macht es wenig Sinn die Ummagnetisierungs-Wirkleistung und die Sättigungs-Blindleistung zu messen, weil diese Werte sehr klein sind. Pwirk = 3,2W und Pbl = 0,32VA.
Wenn du den Ummagnetisierungsstrom und den Luftspaltbedingten Strom in einen Topf wirfst und deren Summe dann als Blindstrom beschreibst, dann wirfts du Äpfel und Birnen in einen Topf. Sowas nennt man dann Kompott. Was sagst du zur Spannungszeitfläche? Lehnst du den Begriff und deren Wirkung etwa auch ab? Ich glaube man muss hier jetzt dann einen neuen Absatz einbauen.--Emeko (Diskussion) 14:39, 15. Nov. 2012 (CET), Änderungen am:--Emeko (Diskussion) 18:06, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Eigentlich ist doch alles ganz einfach. Wir sind uns doch alle-auch Emeko-einig, dass die Induktion im Trafokern einen irgendwie gearteten periodischen Verlauf hat? Und es gibt in jeder Periode zwei Nulldurchgänge, nicht?
Betrachten wir den Ringkern im Leerlauf zum Zeitpunkt des Nullpunktes der Induktion: Zu diesem Zeitpunkt sind die Dipole nicht orientiert, deswegen herscht kein Feld.
Phase 1: Dann beginnen sich die Dipole auszurichten, ein B-Feld baut sich auf. Irgendwann erreicht die Induktion ihr Maximum Bmax. Da das magnetische Feld Sitz von Energie ist, muss beim Aufbau des Feldes von 0 auf Bmax Energie in das Feld geflossen sein.
Phase 2: Nach Bmax fällt die Induktion wieder ab und hat irgendwann wieder einen Nulldurchgang. Die Induktion fällt von Bmax auf 0 ab. Das heißt, Energie muss aus dem Feld wieder herausfließen.
Nach dem Nulldurchgang baut sich das Feld wieder auf, nur mit gegensätzlicher Orientierung. D. h. es folgt wieder Phase 1, nur mit umgekehrten Vorzeichen.
Danke, aber der Abschnitt behandelt den Energietransport von Primär- zu Sekundärspule. Die ganze Debatte oben dreht sich aber immer noch um den Leerlaufzustand.--Suvroc (Diskussion) 00:39, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Du solltest dich nicht weiter auf Messungen berufen, solange du den Blindstrom bzw. die Blindleistung am Ringkern nicht gemessen, sondern nur sehr grob geschätzt hast. Du wirst feststellen, dass entsprechend der bekannten Theorie, auch in jedem Ringkerntrafo ein Blindstrom fließt, siehe oben. Der Blindstrom wird nicht nur durch einen Luftspalt verursacht, sondern durch die effektive Permeabilität des Magnetkreises , zu der das Eisen ebenso beiträgt, wie der Luftspalt.
Der Blindstrom ergibt sich aus dem Fluss: mit dem Strom und der effektiven Permeabilität , (siehe z.B. Magnetische_Flussdichte). Das ist der Magnetisierungsstrom und der muss nicht sinusförmig sein, wenn nichtlinear ist.
Dein "Ummagnetisierungs(verlust)strom" ist kein Blindstrom sondern ein Wirkstrom, der Verluste verursacht und in Phase mit der Spannung ist. Wenn du den unbedingt verwenden willst, brauchst du auch noch einen "Wirbelstrom(verlust)strom" und einen "Kupfer(verlust)strom, die auch Wirkströme sind und die du kaum separat messen kannst.
@Suvroc, danke für deine präzisen Fragen, die uns mit meinen Antworten hoffentlich weiterbringen. Es ist wirklich ganz einfach. Deine Annahme ist aber nur bei einem junfräulichen Kern richtig, denn der Ringkern hat immer eine Remanenz und deshalb fängt die Induktion nie bei B = Null an und deshalb sind die Dipole immer in eine Richtung mehr oder weniger orientiert. Das ist die Praxis. Auch fährt das Magnetfeld beim Umfahren der Hystereskurve nie durch H = Null. Nur bei Luft als Kern einer Spule fährt das B und das H durch null.
Zu Phase 1: Die Energie die zum Orientieren der Dipole benötigt wird entspricht genau den Wattsekunden, welche der Fläche innerhalb der 1/2 Hysteresekurve entspricht. In deinem Fall der halben Fläche weil du bei B = 0 Null anfängst. Diese Wattsekunden werden im Kern in Wärme umgewandelt. (Alles nachzulesen in den Referenzquellen die ich nächsten Abschnitt gestern angegeben habe. Das habt ihr wohl noch nicht gelesen.) Klar ist wohl jedem, dass die Energie vom Netz herkommt und zwar zu dem Zeitpunkt wo sich die Spannung aufbaut, fließt auch der Strom der die Dipole ausrichtet. Also kann der Strom nur in Phase zur Spannung liegen, denn wenn um den Nulldurchgang herum die Spannung sehr klein ist und dann der Blindstrom fließt kann keine Arbeit verrichtet werden. Dieser Blind-Strom wird ja genau wieder in der nächsten Netz Halbwelle ins Netz zurückreflektiert. Er kommt aus dem Luftspalt. (Denke an den Versuch wo eine Magnetspule mit Luftspalt im Kern ausgeschaltet wird. Da will die gespeicherte Energie, wieder raus und verursacht den Funken am Schalter. Auch beim Sperrwandler, in Schaltnetzteilen, wird die Energie die übertragen werden soll nur im Luftspalt zwischengespeichert.) Zurück zum Trafo: Im Kern selber ist die Feldstärke sehr klein. Nur im Luftspalt bei den Trafos mit eckigen Kernen ist das Magnet-Feld groß. Das sieht man sehr schön wiederum am Ringkerntrafo, der keinen Luftspalt hat. Da ist auch der Magnetisierungsstrom sehr klein. Übrigens hat Benutzer:Pewa Recht wenn er sagt der Magnetisierungverlust setzt sich aus 3 Komponenten zusammen. 1. Wirkverlust an der Spule, 2. Wirbelstromverluste in den Blechen, die nicht beliebig dünn sein können, 3. Hystereseverluste. 1 und 2 sind beim Ringkerntrafo gering, der Blindstrom für den Rest-luftspalt ist gering, weshalb 1 und 2 auch gering sind, denn wo nicht viel fliesst kann auch nicht viel Verlust entstehen.. Bleibt der Hystereseverlust. Und genau um den geht es mir, den Strom davon, mal der Spannung, mal der Zeit unter der Halbwelle = Wattsekunden, (= 32Wsek,) sieht man in meiner Messkurve oben. Zu Phase 2: Schon teilweise beantwortet, die Energie für das Ausrichten der Dipole nach Plus B und H wurde ja schon beim Hinweg verbraucht. Beim Rückweg, zu minus B und H, verursacht durch die nächste Spannungshalbwelle, Zeitfläche, ist wieder erneut Energie zum UM-Magnetisieren nötig, die den Kern etwas erwärmt. Nur der Strom der sich als Zipfel am Ende der Stromkurve, beim Spannungsnulldurchgang, hebt ist ein kleiner Blindstrom, der ins Netz zurückfließt, weshalb der Ummagnetisierungsstrom etwas verspätet ansteigt in der nächsten Halbwelle. Siehe meine Messkurve oben, vom Ringkerntrafo.
Emeko, hast Du schon mal daran gedacht in die Politik zu gehen ;-)? Du hast Dich jetzt um die Beantwortung der Frage gedrückt, wohin die Energie, die im Eisenkern gespeichert ist, in der Phase 2 zurückfließt.--Suvroc (Diskussion) 13:42, 18. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Suvroc, sorry, ich habe die Frage von dir wo hin die Energie fließt die aus dem kern heraus will doch schon beantwortet.
Im Kern wird gar keine Energie gespeichert. Nur im Luftspalt. Im Kern wir die Energie doch für das Ummagnetisieren verbraucht und die Energie die im Ummagnetisieren steckt ist in der Remanenz gespeichert. Deshalb entsteht ja auch der EInschaltstrom wenn in die gleiche Richtung wie die Remanenz eingeschaltet wird, weil die Energie schon in der Remanenz drin ist und die Spannungszeitfläche mal dem Ummagnetisierungsstrom nicht gebraucht wird. Beim Ummagnetisieren in die Gegenrichtung wird wieder Energie gebraucht, die aber zu keinem Zeitpunkt frei wird und rausgeholt werden kann. Hysteresekurve besagt ja auch daß die Magnetisierung , das B noch verharrt, auch wenn schon Ummagnetisiert wird. Das mit der Politik, verwechselst du. Ich versuche nur anschaulich zu erklären, die Tatsachen bleiben für mich immer die selben. Aber Irrtum ist auch bei mir nicht ausgeschlossen. Keiner werfe den ersten Stein.....--Emeko (Diskussion) 19:36, 18. Nov. 2012 (CET),Änderungen am --Emeko (Diskussion) 18:06, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Ja, Du irrst leider gewaltig. Du sagst doch selber, dass der Kern ummagnetisiert wird, das heißt das B-Feld im Kern ändert sich mit der Zeit (im Idealfall sinusförmig). Im magnetischen Feld herrscht die Energiedichte. Siehe auch hier. Das heißt:
doch, der magnetisierte Kern speichert Energie. Wenn Du davon ausgehst, dass im Kern überall dieselbe Induktion B herscht, hast Du in einem Kern mit Volumen V die Energie
mit betragsmäßig steigendem B fließt Energie in den Kern
mit betragsmäßig fallendem B fließt Energie aus dem Kern
Dass das B-Feld Sitz von Energie ist, ist eine nicht zu diskutierende physikalische Grundlage! Deine Theorie widerspricht dieser, also kann sie nicht stimmen! Deine Messungen mögen ja richtig sein, aber Deine Schlußfolgerungen sind falsch! --Suvroc (Diskussion) 23:03, 19. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@suvroc: Ich habe da eben erst reingelesen. Du sitzt hier einem Irrtum auf. Bei diesen Ringkernen, um die es hier geht, liegt die Remanenz fast im Scheitelpunkt von B. Das bedeutet, dass der Kern beim Wegnehmen der Spannung nicht von selbst auf B=0 geht, sondern bei B=Bmax "hängen" bleibt. Der gibt sozusagen die Energie, die wegen des großen µ sehr gering ist, freiwillig nicht mehr ab. Um ihn umzumagnetisieren muss man wieder Energie reinstecken, d. h. Gegenspannung anlegen und mit -H geht er gegen -Bmax. Nur Kerne, bei denen es eine Differenz zwischen Bmax und Brem gibt, kommt Energie wieder zurück. Nur die nehmen dann auch Blindstrom auf. Vielleicht liest Du mal weiter unten "Neues aus dem Leistungskurs Physik" MfG --Elmil (Diskussion) 12:29, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Elmil:Mag alles sein, aber das zeigt noch mehr wie überflüssig die Diskussion und wie wertlos die Messungen sind, es geht hier um Transformatoren allgemein, nicht nur um Ringkerntrafos mit Kernen mit extrem hoher Remanenz.Gruß--Suvroc (Diskussion) 17:11, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Du widersprichst dir selbst. Einerseits behauptest du ständig falsch, dass im Eisen keine Energie gespeichert wird, andererseits hast du selbst gezeigt, dass ein Teil der im Eisen gespeicherten magnetischen Energie am Remanenzpunkt elektrisch zurückfließt, wenn man bei dem ausgeschalteten Trafo den Luftspalt vergrößert.
Du solltest einmal den Fall betrachten, dass der Trafo nicht bei jeder Halbwelle am Remanenzpunkt ausgeschaltet wird, sondern ständig an Wechselspannung liegt. Dann fließt die Remanenzenergie in den nächsten 90° als Blindstrom zurück, bevor der Kern mit umgekehrter Polarität wieder magnetisiert wird. -- Pewa (Diskussion) 15:20, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pewa, im 50 Hz Betrieb des Trafos, ist es so wie Elmil es oben schreibt. Natürlich speichert der Kern Energie, aber beim EI-Kern Trafo mit Luftspalt speichert der Luftspalt viel mehr als das Eisen. Beim Ringkern sind es siehe unten, 32mWsec. die aber nicht reflektiert werden im 50 Hz Takt, wegen der hohen Remanenz, die immer weider überwunden werden muss. Nur wenn ich den Kern öffne kommt die Remanenzenergie raus, aber das macht man gewöhnlich nicht beim Betrieb des Trafos. Dein Kritik am Remanenzversuch ist berechtigt. Die untere Hysteresekurve, für den Fall nach dem Öffnen des Kernes, müsste kleiner, schräger und schmaler sein. Aber das Prinzip stimmt. das habe ich selber nachgemessen.--Emeko (Diskussion) 16:35, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Suvroc, die Diskussion war doch, wer speichert mehr Energie, das Eisen oder der Luftspalt. Eindeutig der Luftspalt. Korrektur: Aufnehmen tut der Rest-Luftspalt, den ich bei der Sättigung definiere, bei meinem 1kVA Ringkern ca. 1,6mVAsec, der Kern ca. 32mWsek., nur gibt sie der Kern nicht wieder her, der Luftspalt schon . (Korr. Aufgrund der viel geringeren magnetischen Spannung im Kern, durch das hohe Myr, wäre die im Kern gespeicherte Energie ungefähr um das Myr kleiner als im Luftspalt bei gleicher Länge wie das Eisen allerdings.) Nimm einen Ringkern mit hoher Remanenz und Sättigungsinduktion von 2,2 Tesla und fahre das Max. B nur bis 1,4 Tesla, also im fast senkrechten Ast der Kurve und schalte dann aus. Dann fährt das B direkt fast waagerecht rüber in die Remanenz und die geringe Energie bleibt darin gespeichert. Sie kommt nicht raus nach dem Ausschalten, das hast du doch gefragt. Erst wenn du den Kernn öffnest, geht nur beim Schnittbandkern, dann kommt die Energie wieder raus. Siehe mein Versuch dazu auf meiner Benutzerseiten Bildersammlung. (Die Hysteresekurven ist nicht repräsentativ für diesen Fall.) Schaltnetzteil Entwickler für Sperrwandlertrafos wissen das genau.
Damit der Kern umpolt musst du wieder Energie hineinstecken.--Emeko (Diskussion) 09:04, 20. Nov. 2012 (CET).Korr. am--Emeko (Diskussion) 18:06, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Remanenzenergie und deren Nachweis.
@suvroc, kann das sein, dass deine Formel, die Energie im Luftspalt bezeichnet? Ich vermisse das Myr vom Eisen darin. Du stimmst mir doch sicher zu, dass das Myr in die Formel eingehen muss, sonst wäre die Luftspaltenergie gleich groß wie die im ganzen Eisen Volumen, was ich nicht glauben kann, denn dann würde zum Beispiel ein Sperrwandlertrafo auch genausogut ohne Luftspalt funktionieren, tut er aber nicht.--Emeko (Diskussion) 09:21, 20. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@suvroc, die Feldstärke im Eisen ist die Feldstärke im Luftspalt dividiert durch das Myr. Also ist die Feldstärke, die in meiner Formel für die Energie sogar quadratisch eingeht, im Eisen viel geringer als im Luftspalt. W= 1/2 * H hoch2 * My0 * Myr * Vol. Es wäre schön wenn du die Formel ins Wiki Format bringen könntest.--Emeko (Diskussion) 09:48, 20. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Emeko, Du hast recht, ich habe das myr vergessen, tut mir leid. Korrekt muss es heißen:. Ändert aber nichts an der Grundaussage: Es gilt:. In vorige Formel eingesetzt ergibt sich: . Das ist sowohl im Kern als auch im Luftspalt gleich. Also ist die Energiedichte im Kern um den Faktor größer als im Luftspalt. Korrigiere: Das war falsch, im magnetischen Kreis ist B natürlich konstant. Aber trotzdem: Bitte beachte, dass eine Energiedichte darstellt. Das Volumen des Luftspaltes beträgt ein Bruchteil des Volumens des Kernes, damit ist die im Kern gespeicherte Energie um ein vielfaches größer.
Was möchtest Du denn jetzt genau am Artikel geändert haben? Ich habe den Eindruck, dass Du sukzessive von Deinem Postulat–Der Magnetisierungsstrom entsteht durch das Ummagnetisieren des Eisens und ist fast in Phase zur Spannung. Der Blindstrom entsteht durch den Luftspalt im Eisen. –abrückst?
@suvroc, du musst aber bedenken, dass die Feldstärke im Eisen viel geringer ist als die im Luftspalt. Das hast du oben wo ich das schon schrieb wohl übersehen? Im Eisen hast du bei gutem, kornorientierten Trafoblech, nur ca. 0,1A/cm Feldstärke bei 1,4 Tesla, im Luftspalt hast du dann ca. 30A/cm, das Ganze I Mal N der Spule = Teta, die magnetische Spannung, die fast vollkommen am Luftspalt abfällt. Aber nur die Luftspaltenergie kann wieder heraus beim Anschalten, die im Kern gespeicherte Energie nicht, die wird im Kern festgehalten und im Remanenzpunkt repräsentiert. Mein obiges Postulat gilt immer mehr, je weiter diese Diskussion fortschreitet. Ich werde jetzt mal einen 1kVA EI-kern und Ringkern rechnen und es dann hier zeigen. Mein Diskussion dreht sich aber nur um den Unterschied zwischen EI-kern und Ringkern. Beim Ringkern sieht man den Ummagnetisierungsstrom gut, beim EI-Kern fast nicht. Denk bitte an den Sperrwandler Übertrager für Schaltnetzteile, wo die Energie nur im Luftspalt gespeichert wird. Grüße, --Emeko (Diskussion) 12:00, 21. Nov. 2012 (CET)--Emeko (Diskussion) 18:06, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Emeko, dass die Feldstärke und damit die Energiedichte im Eisen geringer ist, bestreitet doch niemand. Das geht doch direkt aus den von mir genannten Formeln hervor. Aber "geringer" und "gar nicht", wie von Dir postuliert, sind eben ein Unterschied. Aus den Formeln geht doch klar hervor, dass die Verteilung der gespeicherten Energie auf Kern und (Rest)luftspalt vom myr des Eisens und dem Verhältnis des Kernblechvolumens zum Luftspaltvolumen abhängt! Damit mag in der Tat ein Großteil (aber eben nicht alles) der Blindleistung bei Deinem 1 kVA Trafo in den Luftspalt fließen. Ich weiß jetzt nicht, wie bei solchen "Klingeltrafos" der Kernschnitt genau ausgeführt ist, ich weiß nur, dass bei Leistungstrafos die Bleche in Joch und Schenkel unterschiedlich lang sind, so dass sie miteinander verschachtelt sind (sog. Step-lap). Das obere Joch wird nach Aufsetzten der Spulen Blech für Blech eingeschichtet. Damit kann der Luftspalt minimiert werden. Dem verbleibenden Restluftspalt stehen dann zig Tonnen an Kernblech gegenüber, so dass dort das Verhältnis Luftspaltvolumen zu Kernblechvolumen wieder ein ganz anderes ist.
@Suvroc, @Pewa, @Zipferlak, @Pjacobi: Es geht mir um mehrere Dinge: 1. Dass der Leerlaufstrom bei Trafos mit Eisenkern nicht sinusförmig ist. 2. Dass der Ummagnetisierungsstrom oder Hysteresestrom nahezu in Phase zur Spannung liegt bei einem Trafo ohne Luftspalt, 3. Dass nur die in den Luftspalten gespeicherte Energie, nach dem Ausschalten wieder herauskommt, die Ummagnetisierungsenergie bleibt in der Remanenz gespeichert. 4. Dass die Trafogröße nicht nur von der Spannung sondern auch entscheidend vom zu übertragenden Strom abhängt. Das ist so trivial, dass es bis jetzt vergessen wurde reinzuschreiben. Wenn ich es reinsetzte, wurde es mehrmals wieder gelöscht. Das tut richtig weh. 5. Dass bei Sättigung die Sekundärspannung sehr gering wird steht jetzt drin. Sie bricht aber erst am Ende der Halbwelle, bei der einsetzenden Sättigung zusammen, zuvor ist sie nicht kleiner als ohne Sättigung. Man muss eben den Verlauf der Spannungen und Ströme ansehen über die Zeit und auch so darstellen dürfen ohne dass es gleich Theoriefindung ist. Mehr fällt mir jetzt nicht ein aber da gibt es noch einiges was verbessert gehört.--Emeko (Diskussion) 10:53, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
zu 1. Hängt davon ab, wie linear die Kennlinie vor der Sättigung ist und wieweit die Kennlinie ausgenutzt wird, aber grundsätzlich sicher richtig
zu 2. Hängt doch letzlich davon ab was man unter "Umagnetisierungsstrom oder Hysteresestrom" versteht, siehe neuer Abschnitt
zu 3. Der Unterschied zwischen Bmax und Remanenz kommt raus, aber sonst sicher richtig. Ich dachte aber wir reden nicht vom Ausschalten, sondern vom Leerlaufbetrieb mit Wechselstrom?
zu 4. Mit steigendem Strom nimmt halt der Leiterquerschnitt und damit auch die anderen Dimensionen zu, sicher richtig
zu 5. Dem kann ich grundsätzlich folgen, kommt halt darauf an, was man unter Sekundärspannung versteht, Max-Wert oder Effektivwert oder Zeitwert.
Du siehst, wir haben gar nicht so große Differenzen, bis auf "Das was in den Kern fließt ist keine Blindleistung, nur was in den die (Rest)Luftspalte fließt ist Blindleistung.", siehe eins tiefer. Das werde ich Dir aber nicht noch zum gefühlten 20. Mal erklären. Ich habe Dir aufgezeigt, inwiefern die Aussage physikalischen Grundlagen widerspricht, Du hast mir nicht zeigen können, wie Du den Widerspruch auflösen willst. Insofern ist für mich diese Diskussion hier beendet. Gruß--Suvroc (Diskussion) 17:11, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Suvroc, Du schreibst: Damit mag in der Tat ein Großteil (aber eben nicht alles) der Blindleistung bei Deinem 1 kVA Trafo in den Luftspalt fließen. Du wirfst wieder alles in einen Topf. Das was in den Kern fließt ist keine Blindleistung, nur was in den die (Rest)Luftspalte fließt ist Blindleistung. Der "Klingeltrafo" ist ein Ringkerntrafo mit 25 qcm Querschnitt im Kern ohne Luftspalt, bei 30cm mittlerer Eisenweglänge. Den nehme ich eben, weil man damit den Ummagnetisierungsstrom so schön sieht und weil ich aus dem gleichen Material einen Schnittbandkerntrafo habe der einen kleinen Luftspalt hat. Wie man bei Großtrafos die Kerne baut weiß ich. Aber auch da hast du Eisenummagnetisierverluste=Hystereseverluste plus Wirbelstromverluste und eben Luftspalt-magnetisierungsleistung. Verluste hat der Luftspalt keine, nur der dafür nötig Blindstrom verursacht dann Kupferverluste primärseitig. Da der Blindstrom aber zeitlich woanders liegt als der Ummagnetisierstrom kann man das auseinanderhalten. Ich gebe zu, dass man die Ummagnetisier und die Wirbelstromverluste wohl nicht getrennt im Strom sehen kann, nur sind die Wirbelstromverluste beim 1kVA Ringkerntrafo sehr sehr klein. Im Artikel geht es mir um die Aufnahme meiner Grafiken, um die Zulassung der Aussage, dass der Magnetisierungsstrom je nach Trafotyp unterschiedlich aussieht und niemals eine Sinusform hat, wenn der Trafo einen Eisenkern besitzt.--Emeko (Diskussion) 12:21, 23. Nov. 2012 (CET)--Emeko (Diskussion) 18:06, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@ zipferlak, dem Pointingvektor stehe ich sehr skeptisch gegenüber. Außerdem hat Suvroc recht, es geht hier nur im den Leerlauffall.
harte Hysteresekurve von einem Ringkern-Transformator Eisenkern ohne Luftspalt und hoher Remanenz bei kleiner Koerzitivfeldstärke.
@pewa, ich habe doch den Blindstrom genau gemessen. Schau doch meine Kurven an. Nur beim Ringkerntrafo, wo der Blindstrom sehr klein ist, sieht man den Strom der von den Hystereseverlusten kommt. Der Blindstrom beim Ringkerntrafo ist stark abhängig wie stark das B ausgesteuert wird. Ich habe Messungen mit Überspannungen da sieht man große und schmale Blindstromspitzen, die aber nur im Spannungsnulldurchgang entstehen, wenn die Spannungszeitfläche zu Ende geht und den Kern in die Sättigung getrieben hat. Dabei entstehen im Kern durch die gesättigten Bezirke "Ersatzluftspalte" die ich mal so nenne weil ich keinen anderen Begriff gefunden habe. Aber am Strom kann man genau sehen was die Spannungszeitfläche mit dem Trafo anstellt. Er ist die Antwort darauf. So einfach ist das. Das wird nun wieder euren Protest hervorrufen. Du wirfst immer noch alle 4 Ströme in einen Topf und bezeichnest sie als Blindstrom. Das ist nur grob gesehen richtig. Schaut man genauer hin, was beim Rigkern leicht gelingt, dann sieht man auch den Ummagnetisiserungsstrom der in Phase zur Spannung liegt. Es ist richtig, dass dieser Strom sich aus 3 Komponenten zusammensetzt, wie du es schreibst. Aber in meiner Antwort an Suvroc oben, habe ich schon erläutert, dass der Kupferverlust im Leerlauffall sehr sehr klein ist, 26 mA mal 1 Ohm = 0,6 Milliwatt am 1kVA Ringkerntrafo. Es steht dort auch, dass der Wirbelverlust nur ca. 1/4 vom Hystereseverlust groß ist. Also haben wir es hauptsächlich mit den Hystereseverlusten zu tun. Siehe die Referenzen die ich gestern im Abschnitt unten eingefügt habe. Da kann man das alles nachlesen. Also betreibe ich hier keine Theoriefindung und beantrage hiermit meine Messkurven einstellen zu dürfen.
.--Emeko (Diskussion) 10:37, 16. Nov. 2012 (CET)--Emeko (Diskussion) 18:06, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Diese ganze Diskussion ist völlig witzlos und muss für den Artikel folgenlos bleiben, da Messungen diskutiert, und nicht Fachliteratur angeführt wird. Ich sehe natürlich ein, dass es eine äußerst spannende Diskussion für manche Beteiligten ist, aber sie ist hier zunehmend deplatziert. Warum macht Ihr nicht einen Diskussionszirkel unter Benutzer:Emeko/Labor o.s.ä. auf? --Pjacobi (Diskussion) 10:42, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pjacobi, könntest du dir bitte die Mühe machen und die Referenzen anschauen, die ich im Abschnitt 5 eingefügt habe? Da ist ersichtlich, dass ich die Begriffe nicht erfunden habe, dass die Hystereseverluste in Phase zur Spannung liegen und dass der Leerlaufstrom wirklich nicht sinusförmig ist. Wenn du wenigstens das zulässt wäre schon viel gewonnen.--Emeko (Diskussion) 11:20, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Emeko: Zitat: "Dieser Blind-Strom wird ja genau wieder in der nächsten Netz Halbwelle ins Netz zurückreflektiert. Er kommt aus dem Luftspalt." Das ist einfach falsch. Der Blindstrom wird ebenso durch den Luftspalt verursacht, wie durch den Kern. Wenn kein Luftspalt vorhanden ist, wird er nur durch den Kern verursacht. Ich habe dir das oben vorgerechnet. Wenn du einen Kern mit gleich unendlich hättest, wäre der Blindstrom ohne Luftspalt gleich Null. Einen solchen Kern gibt es aber nicht. Ohne Luftspalt ist der Blindstrom durch den Kern kleiner, aber auch ein kleiner Blindstrom ist ein Blindstrom und du kannst ihn in deinen Messkurven nicht sehen.
Im (Eisen)-Kern wird immer Energie gespeichert die im Leerlauf als Blindstrom in den Trafo hinein und wieder heraus fließt. Darauf zielte auch die Frage von Suvroc. Das sind fundamentale Grundlagen, die du verstehen solltest, um deine Messungen richtig bewerten zu können. -- Pewa (Diskussion) 14:00, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Pewa: Im Eisenkern ist nur eine ganz kleine Magnetfeldstärke, im Luftspalt, oder besser den Restluftspalten, ist dagegen ein großes Magnetfeld. Und weil das Magnetfeld proportional zum Blind-Strom ist, so dient eben dieser Blindstrom zum Aufbau des Magnetfeldes im Luftspalt, damit im Kern das entsprechend kleinere Magnetfeld aufgebaut werden kann. -Im Kern ist der magnetische Widerstand klein wegen Myr>5000, im Luftspalt groß wegen Myr = 1. Ganz einfach. --Stöhn!! Es ist schwer den Pysikern die hier die Oberhand haben, den Trafo zu erklären. Außer Elmil hilft mir leider niemand.-- Mit Rechnen kommst du hier nicht weiter, weil damit die Nichtlinearitäten im Eisen am Ende der Hysteresekurve nicht erfasst werden. Du schreibst: "Wenn du einen Kern mit gleich unendlich hättest, wäre der Blindstrom ohne Luftspalt gleich Null." Das ist wieder falsch. Der Blindstrom kommt erst dann wenn der Kern wegen der Sättigung sein hohes Myr verliert. Dann kann man sich das ersatzweise wie einen immer noch gut magn. leitfähigen Kern aber mit eingebauten kleinen Luftspalten vorstellen. Habe ich gelesen, ist nicht meine Erfindung. Ich werde es finden wo es steht.
Du schreibst weiter: "Im (Eisen)-Kern wird immer Energie gespeichert die im Leerlauf als Blindstrom in den Trafo hinein und wieder heraus fließt." Das ist wieder völlig falsch. Nur im Luftspalt wird Energie gespeichert, die wieder reflektiert werden kann. Frag einen Entwickler von Schaltnetzteilen. Lies bitte mal nach was der Unterschied zwischen einem Flusswandler - Übertrager und einem Sperrwandler-Übertrager ist. Das sieht man auch schon an der Hysteresekurve: Bei der senkrechten, schmalen Kurve im Flusswandler oder im Ringkern-Netztrafo, fließt doch kaum ein Blindstrom, außer der Kern wird übersteuert. Auch dazu gibt es oben ein Bild von mir, mit einem Ringkern bei Überspannung im Leerlauf. Nach dem Ausschalten bleibt die Energie im Remanenzpunkt gespeichert. Beim Ringkern sowieso, weil das B vom Remanenzpunkt annähernd auf der gleichen Höhe wie die Betriebsinduktion B liegt.
Der Blindstrom fließt hauptsächlich wegen dem Luftspalt oder den verteilten Luftspalten bei beginnender Sättigung. Siehe mein Beispiel oben, mit dem Elektromagneten mit Luftspalt, aus dem die Energie wieder heraus will beim Abschalten, als Funken. Die Energie im Eisen bleibt im Remanenzpunkt gespeichert beim Abschalten. Siehe die Funktion von Transformatorschaltrelais.
Ich habe den Verdacht, dass ich euch noch lange erklären muss wie der Trafo funktioniert. Aber ich werde mich im Interesse von WIKIPEDIA weiter bemühen. Ich werde nun erst am Samstag früh wieder antworten. Ihr solltet das alles erst mal verdauen. Ich kann euch aber auch per mail meine texte senden, wenn ihr das wollt.--Emeko (Diskussion) 15:13, 16. Nov. 2012 (CET)--Emeko (Diskussion) 18:06, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Nee, so wird das nichts. Deine Theorie ist einfach falsch. Du kannst nicht erklären warum der Blindstrom ohne Luftspalt Null werden soll. Wenn der Blindstrom Null werden soll, muss der Blindwiderstand unendlich werden. Wie willst du das mit folgenden unbestritten richtigen Formeln erklären ([[9]]):
@Pewa, die Formel für das mu_e oben beschreibt ja nur das mittlere
.Eingesetzt in die Formeln oben berücksichtigt das nicht den nichtlinearen Verlauf des MYr über die Zeit einer Halbwelle. Wir sprechen von den gleichen Dingen mit unterschiedlicher Betrachtungsweise. Ich sehe den Stromverlauf und damit den Myr Verlauf zeitaufgelöst über eine Halbwelle, das kann ja nur das Oscilloscopbild und keine Formel zeigen. Du siehst den Verlauf des Stromes und den Verlauf von Myr statisch mit der Formel beschrieben, bei der immer ein Sinusverlauf rauskommt und der die Ummagnetisierungsarbeit und den Strom dafür gar nicht beinhaltet. In den Quellen, steht aber eindeutig, dass das Myr stark nichtlinear ist und von der Aussteuerung abhängt. Es wird bei der totalen Sättigung, ab ca. 2,2 Tesla sogar gleich 1, wie das der Luft, weshalb ich dann von den Ersatzluftspalten spreche. Wenn Du es beenden willst verstehe ich das. Du merkst, du kannst mich nicht überzeugen. Für mich ist das hier nicht erledigt. Ich habe die Hoffnung, dass du meinen Ausführungen irgend wann folgen kannst.--Emeko (Diskussion) 18:44, 16. Nov. 2012 (CET)--Emeko (Diskussion) 18:06, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Die Nichtlinearität ändert nichts daran, dass ein nicht-sinusförmiger Blindstrom fließt, den man aus der Magnetisierungskurve relativ genau numerisch berechnen kann. Dass du ihn in deinen gemessenen Kurven zum Teil nicht erkennen kannst ändert daran nichts. -- Pewa (Diskussion) 22:05, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Die Nichtlinearität sorgt ja gerade dafür, dass ein nichtlinearer Strom fliesst. Der ist aber erst in der Nähe des Spannungsnulldurchgangs, nahe der Sättigung ein Blindstrom. Zu behaupten die Nichtlinearität ändere nichts an der Stromnichtlinearität ist doch die Wirkungsreihenfolge auf den Kopf gestellt. Es ist richtig, dass zu jedem Punkt der Hyysteresekurve der Strom berechnet oder auch wie bei mir, grafisch ermittelt werden kann. Und wenn man dazu dann noch die Spannungs Amplitude und Spannungs Phase hinzunimmt, dann sieht man was Ummagnetisiserungsstrom und was Luftspalt oder Sättigungs-Blindstrom ist.--Emeko (Diskussion) 23:56, 16. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Die Nichtlinearität des Kerns sorgt dafür, dass ein nicht-sinusförmigerBlindstrom fließt. Die Hystereseverluste und Ummagnetisierungsverlsute verursachen sicher auch einen nicht-sinusförmigen Wirkstrom. Und diese nicht-sinusförmigen Ströme verursachen nicht-sinusförmige Kupferverluste.
Es ist falsch, dass der Blindstrom nur am Nulldurchgang der Spannung fließt, weil du ihn nur dort auf dem Oszilloskop sehen kannst. Der Blindstrom fließt immer, auch wenn du ihn auf Oszilloskopbild nicht von dem Wirkstrom unterscheiden kannst. Darum sollst du den Blindstrom separat exakt messen. Wenn du das nicht willst, weil es zu mühsam ist oder deine Theorie widerlegen würde, wird es früher oder später jemand anders tun und beweisen, dass deine Theorie falsch ist. Einschub von EMEKO:Nur beim Ringkern fließt der Blindstrom um den Nulldurchgang herum.--Emeko (Diskussion) 18:06, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Für das optimale Einschalten eines Ringkerntransformators mag deine Theorie ausreichend und gut sein. Für die allgemeine Erklärung der Funktion von Transformatoren ist sie es nicht. Und es gibt auch keinen prinzipiellen Unterschied zwischen Ringkern- und anderen Transformatoren. -- Pewa (Diskussion) 13:50, 17. Nov. 2012 (CET) PS: Weil du oben gefragt hast: Ich stimme dir voll zu, dass der Einschaltstrom durch die Remanenz und die Spannungszeitfläche ab dem Einschaltzeitpunkt bestimmt wird. Vielleicht kann man das erst richtig verstehen, wenn man selbst mit elektronisch geschalteten Transformatoren gearbeitet hat. Und ja, ich habe mehr als genug Schaltnetzteile, Wandler und Umrichter entwickelt. Wir sollten hier nicht sinnlos rumzanken und du solltest nicht versuchen mit einer neuen Theorie zu erklären, was man alles durch richtige Anwendung der bekannten Theorien erklären kann.Beantworten
Ok der Blindstrom faängt ja bei meiner Messung am Ringkerntrafo ja schon vor dem Nulldurchgang an das sieht man ja gut. Aber in der Mitte der Spannungshalbwelle, wo die Magnetisierung auf der Hysteresekurve noch im senkrechten Teil bewegt wird, das ist noch kein Blindstrom zu erkennen. Erst wenn die Magnetisierung in den geneigten Teil der Kurve einbiegt kommt der Blindstrom. Wenn die Kurve schmal ist und der waagerechte Teil oben und unten scharf abbiegt dann kommt der Blindstrom auch später. Das ist doch alles offensichtlich. Am Ringkern kann man das aber viel besser beobachten als an einem EI Kern. Jetzt weiß ich eigentlich nicht mehr weshalb wir hier streiten. Ich denke wir verstehen beide ein Menge von Trafos, aber sicher noch nicht alles. --Emeko (Diskussion) 17:30, 17. Nov. 2012 (CET)--Emeko (Diskussion) 18:06, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Neues aus dem Leistungskurs Physik
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Mein Gymnasiast mit Leistungskurs Physik hat sich nochmal gemeldet. Er sagt er weiss jetzt, woraus sich die Phasenlage des Magnetisierungsstromes ergibt.
Sie ist einzig und allein vom Verhältnis von maximaler Induktion zu der wirksamen Remanenzinduktion des Kernes abhängig. Sind die beiden Werte gleich, so ist im Ummagnetisierungsprozess auch der Zeitpunkt der gleiche, zu dem Spannung und Strom die Polarität wechseln, also hier Phasengleichheit. Das rührt einfach daher, dass im Bmax-Punkt die Spannung durch Null geht und im Remanenzpunkt die Feldstärke die Polarität wechselt. So der schon beschriebene Fall bei Ringbandkernen (weil ohne Luftspalt) aus Materialien wie z. B. Trafoperm N2 und N3, wobei ich von letzterem keine diesbezüglichen Daten habe.
Liegt jedoch der Remanenzpunkt unterhalb des Bmax-Punktes, so schieben sich im Ummagnetisierungsverlauf die beiden Zeitpunkte Bmax und Polaritätswechsel von H auseinander, d. h. es stellt sich eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Mag.-Strom ein. Wenn man in Gedanken eine ideale Rechteckschleife durch kontinuierliche Scherung zu einem Parallelogramm "verdrückt", sieht man wie der Remanenzpunkt auf der B-Achse immer weiter nach unten wandert was dann zu einer zunehmenden Phasenverschiebung führt. Liegt der Remanenzpunkt dann bei B=0, so ist die Phasenverschiebung bei exakt 90° angekommen, weil dann der Stromnulldurchgang im Spannungsmaximum liegt. Ist diese Kennlinie dann auch noch eine exakte Gerade (d. h. µ=konst. wie bei Luft), dann ist der Strom auch noch sinusförmig, so es die Spannung auch ist. Die beiden Extremfälle 0° Phasenverschiebung (Bmax=Brem) und 90° Phasenverschiebung (Brem=0) lassen sich allein aus der qualitativen Betrachtung exakt definieren. So man aus beliebigen Remanenzlagen quantitativ auf die Phasenlage des Mag.-Stromes schließen will, muss man berücksichtigen, dass zwischen der Flussdifferenz Bmax-Brem und der dazugehörenden Phasendifferenz bei Sinusspannung eine Sinusfunktion liegt. Bei einer Rechteckspannung wäre der Zusammenhang linear.
Übrigens der Gymnasiast hat ziemlichen Ärger mit seinem Pysiklehrer bekommen, weil das alles in keinem Schulbuch steht und auch nicht im Lehrplan und man so etwas ohne Erlaubnis auch gar nicht sagen darf. Einzig die Stelle als dann zum guter letzt doch noch die 90° Phasenverschiebung aufgetaucht ist, war er wieder versöhnt. Er hat zwar nicht verstanden warum, aber die Welt war für ihn wieder in Ordnung.MfG --Elmil (Diskussion) 14:11, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Elmil, ich bin völlig deiner Meinung, eine sehr schöne Darstellung von dir, die ganz ohne Formeln auskommt. Das ist auch das was ich anstrebe. Du sagst aber leider nichts zur Trennung oder der Darstellung des Hystereseverluststromes vom Sättigungsstrom, deren zeitlich unterschiedliche Verläufe man so schön nur beim Ringkerntrafo sieht. Wäre schön, den beratungsresistenten Partnern gegenüber. Jetzt bin ich neugierig in welchem Land der Gymnasiast gewohnt hat. War das in der Ex. DDR? Ich frage das weil ich den Eindruck habe, dass diese Leute im Allgemeinen früher technisch weiter waren als wir im Westen. Bin gespannt wie lange die Diskussion hier noch weitergeht. Grüße. --Emeko (Diskussion) 14:27, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Emeko, ich finde das alles ziemlich daneben, was da so an Argumenten hin und hergeschoben wird. Ich habe da schon gar nicht mehr alles mitgelesen. Du schießt dir selbst ins Knie mit Deinen vielen Messkuven etc. Die sind hier nicht gefragt und auch kontraproduktiv, weil du damit dem Vorwurf Vorschub leistest, dass das Deine Erfindungen sind. Und das will man bei Wiki aus gutem Grund nicht haben. Ich weiss auch nicht, warum man unterscheiden muss zwischen "Hystereseverluststrom" (was es alles gibt!!) und "Sättigungsstrom" und was weiss ich und ich will darüber auch nicht diskutieren. Das füllt nur sinnlos Seiten und dient allenfalls der Selbstbefriedigung.
Mein Weg geht anders: Es gibt nur den einen Magnetisierungsstrom, dieser entsteht durch Magnetisieren des Kernes und die dafür relevante Charakteristik ist die Hystereseschleife. Nun kann man zeigen, dass man mit einfachsten Mitteln und Überlegungen ( "mit dem Bleistift um die Kurve fahren"), sozusagen auf Schulphysikniveau das Verhalten diese Stromes analysieren und erklären kann. Das Problem scheint zu sein, dass sehr vielen das Rüstzeug fehlt diese Vorgänge zu durchblicken und sich auch niemand die Mühe macht, sich da hineinzudenken. Statt dessen findest Du hier nur geistiges Chaos. Da will einer mit µ den Mag.-Strom bei solch Nichtlinearitäten berechnen oder "es geht gar nicht, weil der Kern sofort in Sättigung geht" oder oder... Man weiß nichts, aber man besteht darauf, das ist das Ergebnis vieler Seiten Text.
Also, man hat es versucht, wahrscheinlich hat es nichts genützt, bleibt immer noch der Weg zu resignieren, schließlich bricht die Welt nicht zusammen, wenn nicht in Wikipedia steht, dass es Magnetisierungsströme gibt, die Wirkstrom sind und "Induktivitäten", die nicht induktiv sind. MfG.--Elmil (Diskussion) 15:52, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Elmil, ich gebe dir wie fast immer weitgehend Recht. Aber mir zuliebe solltest du dir einmal die Mühe machen und doch alles mitlesen. Bei meiner Messkurve für den 1 kVA Ringkerntrafo, sieht man doch genau den Stromverlauf, der, wie du weiter oben auch so schön schreibst, unter der Spannungshalbwelle fast waagerecht läuft. Damit ist ja auch klar wie seine Hysteresekurve läuft, nämlich fast senkrecht, bei einem kleinen H. Du malst ganz richtig die Hystereskurve nach und erhältst den Strom, ich messe den Strom über die Zeit und komme auf die gleichen Ergebnisse. Was ist daran falsch, ausser dass man nun unterscheiden kann, was beim Durchlaufen der Kurve, über die Zeit von 10 msec. gesehen, so alles passiert, salopp gesagt? Für mich hat die Diskussion eine Menge gebracht. Eine alte Regel heißt: Wenn man jemanden etwas erklären kann und er das dann auch versteht nachdem er blöde Fragen dazu stellen konnte, erst dann hat man es selber verstanden. Ich bin eben Optimist. Gruß, --Emeko (Diskussion) 19:13, 23. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Da ist in der Diskussion weiter oben die Frage von Pewa zur Energiespeicherung in aufgetaucht. Dazu hier mein Beitrag.
@Pewa: Was ist jetzt richtig, wird Energie gespeichert oder nicht. Wahrscheinlich habe ich da vorhin selbst etwas geschludert. Bei genauer Betrachtung kommt man zum Ergebnis, dass bei einer exakten Rechteckschleife (bitte nicht sagen, die gibt es nicht, weiß ich auch, aber zum Eliminieren von Effekten 2. Ordnung muss man zunächst mal so eine Annahme treffen) keine Energie gespeichert wird.
Begründung: Man legt zum Aufmagnetisieren positive Spannung an, B wächst bis Bmax, gleichzeitig fließt positiver Strom (weil H positiv). Nimmt man die Spannung bei Erreichen von Bmax weg, so geht auch H auf 0 (sozusagen auf der waagrechten Seite des Rechtecks und Bmax geht auf Brem, was aber definitionsgemäß gleich ist, d. h. dB/dt ist 0. Das bedeutet, es gibt zwar im Kern ein Brem, aber H ist 0, d. h. BxH=0, also keine Energie gespeichert. Die Arbeit U x Imag x t wurde zur Magnetisierung vollständig in Wärme umgesetzt, deshalb war Imag auch ein Wirkstrom, d. h. in Phase mit U, was ja auch mit dem Ablauf, der sich aus der Hysteresebetrachtung ergibt, übereinstimmt. Abmagnetisieren kann man den Kern nur durch Anlegen einer negativen Spannung, zu der aber dann auch ein negativer Strom fließt, weil dieser Vorgang auf der -H Seite erfolgt. D. h. die Energierichtung ist die gleiche wie vorher, man erzeugt damit wieder nur Wärme, die beim Ummagnetisieren entsteht und die im Kern verbraten wird. (Das beantwortet auch die Frage, was wenn der Kern an Wechselspannung liegt) . Der Kern speichert also keine Energie, sondern nur seinen Magnetisierungszustand. So etwas hat als Kernspeicher mal eine Anwendung gehabt.
Nun zu den Effekten 2. Ordnung: Die reale Rechteckschleife hat abgerundete Ecken, das Dach der Schleife ist nicht exakt waagrecht, sondern fällt nach -H hin ab. Das bedeutet, dass Bmax > Brem. Wenn jetzt die Spannung am Ende des Aufmagnetisierungsvorganges umpolt, erfolgt zunächst eine Abmagnetisierung r e c h t s von der B-Achse mit negativer Spannung bei positivem H. D. h. der Leistungsfluss kehrt sich in dieser Phase um und dieser Vorgang liefert magnetische Energie zurück, bis B=Brem ist und H=0. Wie gesagt dieser Vorgang spielt sich ab nur rechts von der B-Achse. Bei Speisung mit Wechselspannung geht dieser Vorgang kontinuierlich gleich weiter auf der linken Seite, hier allerdings mit negativer Spannung und negativem Strom, d. h. der Kern nimmt wieder Leistung auf, die er allerdings zum Ummagnetisieren größtenteils wieder verbrät. Je kleiner Brem wird, wie durch Luftspalt oder Scherung verursacht, um so größer wird der Anteil rechts von der B-Achse und um so mehr Energie wird gespeichert und beim Abmagnetisieren wieder zurückgespeist. Deswegen wächst auch mit der Differenz Bmax-Brem die Phasenverschiebung des Mag.-Stromes und bei Brem=0 bträgt sie dann 90°. Um auf Deinen letzten Satz direkt zu antworten: Energie fließt nur zurück in Zeitabschnitten, in denen Spannung und Strom unterschiedliche Richtung haben und die gibt es beim idealen Rechteckmaterial überhaupt nicht und beim realen nur in dem Abschnitt, in dem Bmax > Brem.
Die Frage, was passiert, wenn man beim ausgeschalteten Trafo einen Luftspalt einbaut, ist eine gute Frage. Ich habe das zwar nie erwähnt, aber m. E. geht die Induktion von Brem auf nahezu 0, weil man den magnetischen Widerstand der Anordnung vergrößert. Damit bräuchte die Induktion Brem eine größere Feldstärke H, die aber nicht zur Verfügung steht. Der Kern verhält sich ähnlich wie ein magnetisch sehr weicher Dauermagnet. Wenn dem den Rückschluss nimmt, entmagnetisiert er sich irreversibel.
Besser kann man es nicht erklären als es Elmil hier getan hat. Ich habe da noch einige Überlegungen die vielleicht weiterhelfen zu verstehen was denn genau den induktiven Widerstand einer Spule mit Eisenkern kennzeichnet: Leider brauche ich dazu später wieder meine Messkurven, bei denen ich zeige was die DC Spannungszeitfläche bewirkt.
Solange sich das B und damit der Magnetfluss ändert, klappen ja die Sogenannten Weissschen Bezirke um , das heißt das Umklappen bewirkt eigentlich, dass der Magnetwerkstoff immer leitfähiger wird, durch die dazukommenden Weissschen Bezirke. Diese Flussänderung wiederum verursacht die berühmte Gegenspannung in der Spule, die bewirkt, dass die angelegte Spannung nicht das R der Spule sieht und ein entsprechender Strom I = U/R , sondern nur der Ummagnetisierungs-Wirkstrom fließt. Es sind wohl bildlich gesprochen die kleinen Dauermagnetchen im Werkstoff, die sich parallelschalten und die Flussverstärkung bewirken.
--Induktion ensteht nur durch Magnetflussänderung in einer Spule.-- Wenn nun aber alle Dauermagnetchen ausgerichtet sind,kann sich der Magnetfluss nicht mehr erhöhen, die Induktion der Gegenspannung erlischt und nun gilt I = U / Rcu. Dabei sricht man dann vom Sättigungsstrom. Das bedeutet doch, dass es das Sogenannte, (konstante, die Spule kennzeichnende,) L, also Die Induktivität gar nicht gibt. Sie ist ein Konstrukt zum Rechnen, was aber nur bei Luftspulen korrekt ist, die sich nie sättigen. Weshalb ich immer auf dem armen Ringkerntrafo herumhacke ist: Weil er keinen Luftspalt im Kern hat, kann man an ihm mit Messungen den Sachverhalt, der hier die ganze Zeit diskutiert wird verstehen, wenn man will! Lege ich eine hohe Spannung an die Ringkernspule so ist die Zeit kurz bis das B des Kernes vom einen Ende der Remanenz zum anderen Ende in die Sättigung fährt. Woran man das erkennt? Am Strom natürlich der dann steil ansteigt. Ist die Spannung klein so dauert die Zeit dafür länger. Das heißt doch, dass die Höhe der Spannung für die Schnelligkeit des Umpolens der Dauermagnetchen im Kern verantwortlich ist. Der Strom ist bei beiden Versuchen mit großer und kleiner Spannung der selbe, er hängt nur vom Verlauf der Hysteresekurve und damit vom Verlauf des Myr ab. Ich erwarte jetzt wieder einen Riesenaufschrei.--Emeko (Diskussion) 11:19, 25. Nov. 2012 (CET)Beantworten
40V pos.Spannungszeitfläche auf 1 kVA Ringkerntrafo, von +Rem. aus gestartet, nach 8 msec. wird die +Sättig. erreicht, sichtbar an Einbruch von B, weil Spule über 56 Ohm gespeist wurde.40V pos.Spannungszeitfläche auf 1 kVA Ringkerntrafo, von -Rem. aus gestartet, nach 60 msec. wird die +Sättig. erreicht, sichtbar an Einbruch von B, weil Spule über 56 Ohm gespeist wurde.
Beweis der Ummagnetisierung des Kernes durch die Spannungszeitfläche. Bei nicht so hoher Spannung wären die Zeiten entsprechend größer.
20V pos.Spannungszeitfläche auf 1 kVA Ringkerntrafo, von -Rem. aus gestartet, nach 100 msec. wird die +Sättig. erreicht, sichtbar an Anstieg von B, der hier die Messung des Magnetisierungsstromes zeigt.
Magnetisierungsstrom, mal enzyklopädisch korrekt.
Letzter Kommentar: vor 11 Jahren29 Kommentare3 Personen sind an der Diskussion beteiligt
Der obige Kandidat für die Seite Benutzer Diskussion:Magadan/Unvorstellbar öde Diskussionen dreht sich u.a. darum, ob der Magnetisierungsstrom nun ein Wirkstrom oder ein Blindstrom ist. Meines Erachtens hängt die Antwort davon ab, wie man denn Magnetisierungsstrom nun definiert: Versteht man darunter nur den Stromanteil, der das B-Feld in Kern und Luftspalt aufbaut, dann wäre es ein reiner Blindstrom, oder der Strom, der die Ummagnetisierungsverluste deckt, dann wäre es reiner Wirkstrom. Oder die Summe dieser beiden Ströme? Letzlich geht es um Begrifflichkeiten.
Falsch, Elmil und ich haben doch bewiesen, dass es nur ein Wirkstrom ist, der im Kern das Feld aufbaut, weil er zeitgleich mit der Spannung auftritt. Das B und das H-Feld wird doch durch die Spannungszeitfläche aufgebaut und nicht erst wenn die Spannung wieder weg ist. Da gibt es keinen Unterschied.--Emeko (Diskussion) 16:53, 24. Nov. 2012 (CET) Korr.--Emeko (Diskussion) 11:35, 25. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Ein weiterer Streitpunkt ist, ob der Magnetisierungsstrom sinusförmig ist oder nicht.
Mein reden ist doch, das die Literatur oft falsch ist zu dem Punkt. Da kann man sie ja dann nicht als Beweis gegen mich benutzen. Da beisst sich die Katze doch in den Schwanz.--Emeko (Diskussion) 16:53, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Du verstehst nicht um was es hier bei Wikipedia überhaupt geht. Ich will Dir gar nichts beweisen. Du aber uns und mißbrauchst die Wikipedia als Forum für Deine Theorien und blockierst die Weiterentwicklung des Artikels.--Suvroc (Diskussion) 18:45, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Die Frage kann nicht hier auf der Diskussionsseite geklärt werden. Sondern die Definition des Begriffes "Magnetisierungsstrom" hängt davon ab, wie der Begriff in der Fachsprache gemeinhin verwendet wird. In der Fachliteratur finden sich aber unterschiedliche Verwendungen des Begriffes "Magnetisierungsstromes":
Elektrische Maschinen: Eine Einführung betrachtet den Magnetisierungsstrom als reinen Blindstrom zu dem der Eisenverluststrom als Wirkstrom addiert werden muss. Auf Seite 107 wird explizit darauf hingewiesen, dass der Magnetisierungsstrom bei nichtlinearer Magnetisierungskennlinie, was in der Realität praktisch immer der Fall ist, nicht sinusförmig ist.
Grundlagen der Elektrotechnik 2, Band 2 versteht wieder unter Magnetisierungsstrom einen reinen Blindstrom, der sich dann mit dem Strom für Eisenverluste (Wirkstrom) zum Leerlaufstrom addiert. Vergleiche insbesondere dazu das Ersatzschaltbild in dieser Quelle auf Seite 294 mit dem aus voriger Quelle Seite 153. Sehr interessant: Auch diese Quelle weist auf den nichtsinusförmigen Strom hin, betrachtet den Strom aber trotzdem als sinusförmig und modifiziert dafür die Hauptreaktanz so, dass der Effektivwert des gedachten sinusförmigen Stromes mit dem des tatsächlichen nichtsinusförmigen Stromes übereinstimmt.
Was sind denn das für Kunstgriffe? Da werden meine Argumente auf seite 294 aber voll bestätigt, dass man bei nichtlinearen Strömen nicht mehr mit Komplexen Zahlen rechnen kann.--Emeko (Diskussion) 16:57, 24. Nov. 2012 (CET)--Emeko (Diskussion) 16:53, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Fazit:
Der Begriff "Magnetisierungsstrom" wird offenbar unterschiedlich verwendet. Auf jeden Fall beinhaltet er aber immer zumindest den Blindstrom zum Magnetisieren des Eisenkernes. Ich habe keine Quelle gefunden die "Magnetisierungsstrom" als reinen Wirkstrom auffasst.
Zur Frage der Sinusförmigkeit sei auf Blindstrom#Nicht sinusförmiger Stromverlauf hingewiesen: Zitat: Sie (Anm: die Oberschwingungen eines Wechselstromes) bewirken bei sinusförmiger Netzspannung im zeitlichen Mittel ebenfalls keine Energieübertragung, sondern nur eine sogenannte Verzerrungsblindleistung. D. h. bei verzerrtem Stromverlauf muss die Grundschwingung in einen Wirkanteil in Phase zur Spannung und einen Blindanteil 90 ° phasenverschoben zur Spannung aufgeteilt werden. Letzterer bewirkt dann zusammen mit den Oberwellen die Blindleistung.
Einwand: Der Blindstrom ist doch hauptsächlich das Thema von Motoren und solchen die mit Umrichtern gespeist werden. Und da Motore immer einen Luftspalt haben, ist das natürlich ein Blindstrom zum Aufmagnetisieren des Luftspaltes.--Emeko (Diskussion) 16:53, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Du hast entweder nicht richtig gelesen oder nicht richtig verstanden. Es ist abolut egal, ob der Strom in einen Trafo, Motor oder Vibrator fließt. Oberwellen transportieren immer Blindleistung. Dann stelle Dir mal einen 100% luftspaltfreien Trafo vor, der in der Sättigung betrieben wird. Der dürfte dann nach Deiner Theorie einen perfekten Sinusstrom aufweisen (keine Blindleistung, da kein Luftspalt, also auch keine Oberwellen).--Suvroc (Diskussion) 18:45, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Suvroc versteht es einfach nicht. Ein Luftspaltfreier Trafo, siehe Ringkern, verursacht nur beim Verlassen der senkrechten Anteile der Hyst. Kurve einen Blindstrom. Der ist aber ÜBERHAUPT NICHT SINUSFÖRMIG, siehe meine Messkurve dazu weiter oben!! Hast du doch selber in deinen Quellen so angegeben. Du stolperst ständig über deine alten Vorstellungen. Gut auswendig gelernt.
Zum Artikel:
Dort steht im Abschnitt "Realer Tranformator" als Unterscheidungsmerkmal von realem zu idealem Trafo:
bei Leerlauf im Sekundärkreis fließt immer ein Magnetisierungsstrom im Primärkreis, der von der Größe des induktiven Blindwiderstandes der Primärtrafospule abhängt und u. U. im Primärdrahtquerschnitt mit berücksichtigt werden sollte.
Das stimmt nur, wenn man davon ausgeht dass ein idealer Transformator ein so hohes Myr aufweist, dass dort der Magnetisierungsstrom vernachlässigt wird, sonst zieht auch ein verlustloser Transformator einen Magnetisierungsstrom.
Weil verlustlos sich auch auf den Kern bezieht. Und dann darf auch kein Ummagnetisierungsstrom fließen. So einen Trafo gibt es aber nicht als realen Trafo nur in deiner Vorstellung.--Emeko (Diskussion) 11:35, 25. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Im Abschnitt "Idealer Transformator" steht:
Dabei wird davon ausgegangen, dass die von der Primärspannung U1 erzeugte Flussdichte B im Kern nur endlich große Werte annimmt und dass die Permeabilitätszahl μr des Kerns sehr groß ist. Unter diesen Umständen wird die magnetische Feldstärke H im Kern so klein, dass sie nahezu vernachlässigbar ist (H → 0),...
Da fehlt dann noch den Hinweis auf den unendlich geringen Magnetisierungsstrom im Leerlauffall.
Stimmt, aber im belasteten Fall, hast Du noch andere Ströme. Siehe Abschnitt "Belasteter und unbelasteter Transformator". Dort ist übrigens auch schon der Magnetisierungsstrom richtig beschrieben.--Suvroc (Diskussion) 18:45, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Vielleicht sollte der Magnetisierungsstrom durch einen eigenen Abschnitt oder gar Artikel erklärt werden. Auch eine genaue Aufflistung der Merkmale eines idealen Transformators wäre eingangs sicher hilfreich.
Ich weiß jetzt nicht, was da noch strittig ist. Mag.-Strom dient hier der Magnetisierung eines Trafokernes. Wie er aussieht hängt ab vom Kernmaterial. Da ist so gut wie alles möglich. Von sinusförmig mit 90° Phasenverschiebung zur Spannung bis rechteck (trapez)-ähnlich fast phasengleich mit der Spannung. Das entscheidende Kriterium ist die Relation des Remanenzpunktes zur maximalen Betriebs- Induktion. Jetzt kann man das im Trafoartikel alles verschweigen oder erklären. Was m. E. nicht geht ist so tun als gäbe es nur Sinus 90°. Denn das ist irreführend und widerspricht dem was man beobachten kann und das auch noch an Trafos, die gar nicht so selten sind. Das kann doch nicht so schwer sein. MfG --Elmil (Diskussion) 23:08, 24. Nov. 2012 (CET)Beantworten
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Im Artikel steht:
4.1.1 TransformatorenhauptgleichungAus dem Induktionsgesetz folgt für sinusförmige Spannungen die als Transformatorenhauptgleichung bezeichnete Beziehung:[11]
Dabei ist U die Spannung, die maximale magnetische Flussdichte im Kern, A die Querschnittsfläche des Kerns, f die Frequenz und N die Windungszahl.
Bei anderen, nicht-sinusförmigen Signalformen gelten anstelle von k = 4,44 andere Proportionalitätsfaktoren. Für Rechteckspannung lautet k = 4 und für Dreieckspannung gilt k = 4,62.[12]
Die Transformatorenhauptgleichung kann beispielsweise verwendet werden, um bei einem bestimmten Transformator mit bekannter Sättigungsmagnetisierung und gegebener Betriebsfrequenz die maximale Primärspannung zu ermitteln, bei der das Kernmaterial gerade noch nicht in Sättigung geht. Soll der Transformator mit einer höheren Spannung betrieben werden, lässt sich aus der Gleichung ablesen, welche Windungszahl und welcher Kernquerschnitt erforderlich sind. Da die Kupferverluste gering gehalten werden müssen, kann die Windungszahl nicht beliebig erhöht werden. Transformatoren sind daher um so größer, je höher die Eingangsspannung ist. Andererseits können Größe und damit Gewicht eingespart werden, wenn mit höherer Betriebsfrequenz gearbeitet wird. Dies ist der Grund für die geringe Größe von Schaltnetzteilen.
Mich stört, dass nur die Spannung für die Größe maßgeblich sein soll. Siehe fett hervorgehobener Satz. Natürlich geht auch die zu übertragende Leistung ein. Das muss im Artikel ergänzt werden.--Emeko (Diskussion) 11:43, 26. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Über den Abschnitt bin ich auch schon gestolpert. "Da die Kupferverluste gering gehalten werden müssen, kann die Windungszahl nicht beliebig erhöht werden." Der Satz ist irreführend, genauso kann man sagen: Da die Eisenverluste gering gehalten werden müssen, kann der Kernquerschnitt nicht beliebig erhöht werden. Ich würde vorschlagen, den Abschnitt dahingehend umzuschreiben, das deutlich wird, dass man die Wahl zwischen einer "eisenintensiven" (großes A, kleines N) oder einer "wicklungsintensiven" (kleines A, großes N) Auslegung hat, bzw. man dass man dazwischen das wirtschaftliche und technische Optimum finden muss.
Der fett hervorgehobene Satz ist allein schon durch den Begriff "Eingangsspannung" (was soll das in dem Zusammenhang genau sein? Die Spannung auf der Primärseite?) problematisch. Ueff ist ja die Spannung der jeweils betrachteten Spule, das kann auch die Sekundärseite sein. Die "Größe" des Trafos hängt aber von vielen Faktoren ab. Primär natürlich wie von Emeko erwähnt von der Leistung (die ja Strom mal Spannung ist). Aber in dem Zusammenhang sind dann auch die angestrebten Leer- und Kurzschlussverluste und die erlaubten Temperaturen wichtig. Ein Trafo A kann dieselbe Nennleistung wie Trafo B haben, aber trotzdem "kleiner" sein, wenn bei Trafo A höhere Verluste und/oder höhere Temperaturen (höhere Isolierstoffklasse) erlaubt sind. Im Hochspannungsbereich spielen dann auch die einzuhaltenden Spannungsabstände eine Rolle. Auch die Bauart ist wichtig: Ölgefüllte Trafos sind kleiner als Trockentrafos, da Öl bessere Isolier- und Kühleigenschaften aufweist.
Vielleicht sollte man den Satz ganz weglassen und dafür einen Absatz "Auslegung", vielleicht z.B. unter "Aufbau", einfügen, in dem man dann oben gesagtes mit Belegen (vielleicht diese Quelle) nähers darstellt.--Suvroc (Diskussion) 23:02, 27. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Dann muss eben statt Eingangsspannung das Wort Primärspannung geschrieben werden. Natürlich muss bei der Trafo-Größendefinition die Temperaturklasse angegeben werden, ich schlage die Klasse B vor. Dann sind die Kern und Spulenerwärmungen begrenzt und man hat nicht die Wahl einen Trafo mit großen Kupferverlusten zu dimensionieren. In der Praxis richtet sich das Design nach den Materialpreisen. Wenn also das Eisen im Verhältnis zum Kupfer billiger ist, dann wird man viel Eisen einbauen und ist wegen Temperaturklasse B schon auf verlustarmes Kernmaterial angewiesen, was auch gilt wenn man wenig Eisen und viel Kupfer einbaut. Die Kupfermenge ist geringer, wenn die Kernquerschnittsfläche und damit das Volumen größer ist, bei konstanter Flussdichte B werden die Eisenverluste dann zunehmen, gegenüber einem Trafo mit wenig Eisen der dann mehr Windungen braucht, bei dem dann die Kupferverluste zunehmen. Das Design ist auch immer abhängig vom Umstand ob der Trafo oft im Leerlauf oder meist unter Vollast läuft. Man kann also nie sagen ein bestimmter Trafo ist der Beste. Ich will also hier gar nicht lang rumdiskutieren, sondern nur bitten, dass der Satz oben verbessert wird, wo bis jetzt nur steht, dass der die Trafogröße anscheinend nur von der Primär-Spannungshöhe abhängt.--Emeko (Diskussion) 15:33, 28. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Textvorschlag zum Magnetisierungsstrom.
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Es war ja schon ein guter Ansatz, den Mag.-Strom in 2 Komkonenten aufzuteilen wie oben geschehen und dann wäre zu den beiden Bestandteilen folgendes auszuführen:
"Im Leerlauf des Transformators fließt immer ein Magnetisierungsstrom im Primärkreis. Dieser setzt sich zusammen aus einem Wirkstromanteil (gleichphasig mit der Spannung), der in den Ummagnetisierungsverlusten des Kernes seine Ursache hat und aus einem induktiven Blindstromanteil (90° der Spannung nacheilend), der aus der im Kern gespeicherten magnetischen Energie resultiert. Übliche Trafoschichtkerne speichern durch den unvermeidbaren Luftanteil verglichen mit den dissipativen Verlusten einen hohen Anteil an magnetischer Energie, sodass der resultierende Magnetisierungsstrom überwiegend induktiv ist. Luftspaltlose Kerne (z. B. Ringbandkerne) dagegen speichern wegen ihrer hohen Remanenzinduktion wenig bis keine magnetische Energie, sodass dort die Wirkomponente den Hauptanteil stellt. Der Magnetisierungsstrom ist in diesem Fall dann ein nahezu reiner Wirkstrom."
Wenn an die Sekundärwicklung kein Verbraucher angeschlossen ist, liegt Leerlauf vor. Der Transformator ist unbelastet. Ein verlustloser Transformator im Leerlauf verhält sich wie eine ideale Spule. Wird primärseitig eine sinusförmige Wechselspannung angeschlossen, fließt ein um 90 Grad phasenverschobener Strom, der als Magnetisierungsstrom bezeichnet wird und dem Aufbau des magnetischen Feldes dient. Beim realen Transformator ist die Phasenverschiebung des Leerlaufstroms gegenüber der Primärspannung aufgrund der Eisenverluste etwas kleiner als 90 Grad. Dabei beträgt die Wirkleistung bei Transformatoren, die nicht mit Ringkernen gebaut sind, bei typischer Auslegung etwa 20 % der Scheinleistung. Im Leerlauf sind die Eisenverluste aufgrund des nur geringen Eingangsstroms viel größer als die Kupferverluste.
Ja, aber durch die Brust ins Auge, also sehr missverständlich. Die Aussage:" Dabei beträgt die Wirkleistung bei Transformatoren, die nicht mit Ringkernen gebaut sind, bei typischer Auslegung etwa 20 % der Scheinleistung," kann doch ausserdem so verstanden werden, dass die "Wirkleistung" vom Leser auf die Trafoübertragungsleistung und nicht auf die Kernverlustleistung bezogen wird. Und dann ist das Chaos da. Ich habe den Satz jedenfalls bisher so verstanden. Nur der Schreiber versteht ihn natürlich richtig. Der Ringkerntrafo, wo die von Elmil und mir zitierte wichtige Besonderheit auftritt, wird gar nicht behandelt. Der jetzige Text im Artikel ist verfasst nach dem Motto: Nein ich habe keinen Dackel nicht gesehen. Alles kar? Also ich werde nur Elmils Fassung akzeptieren, nicht anderes. Der einzige Satz der gut ist im Artikel ist auch missverständlich: "Im Leerlauf sind die Eisenverluste aufgrund des nur geringen Eingangsstroms viel größer als die Kupferverluste." Es muss geschrieben werden: Im Leerlauf sind die Eisenverluste aufgrund des nur geringen Eingangsstroms viel größer als die im Leerlauf auftretenden Kupferverluste. --Emeko (Diskussion) 09:12, 28. Nov. 2012 (CET)
Sorry, ich habe es jetzt erst gemerkt, dass auch hier die Wirkungsreihenfolge verkehrt ist. Der Satz: "Im Leerlauf sind die Eisenverluste aufgrund des nur geringen Eingangsstroms.....". Es ist doch so, dass aufgrund der geringen Eisenverluste der Verlust-Strom gering ist, also gerade andersherum als es der Satz indirekt ausdrückt. Das kommt davon wenn man mehrere Aussagen in nur einen Satz packen will, der dann missverständlich wird.--Emeko (Diskussion) 14:55, 28. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Es könnte also heißen: Aufgrund der geringen Eisenverluste bei einem Ringkerntrafo ist der Magnetisierungsstrom sehr klein. Aussserdem liegt er fast in Phase zur Spannung. Die durch den kleinen Magnetisierungsstrom auftretenden Kupferverluste im Trafoleerlauf sind folglich ebenfalls klein und brauchen bei der Transformatorauslegung, anders als bei Transformatoren mit zusammengesetzten Kernblechen, nicht berücksichtigt werden.--Emeko (Diskussion) 15:04, 28. Nov. 2012 (CET),Korr.--Emeko (Diskussion) 13:40, 29. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@suvroc: Ob da wirklich alles gesagt ist, daran darf man schon zweifeln. Zunächst muss man doch davon ausgehen, dass es in der Gesamtmenge der Trafos im Magnetisierungskreis solche mit sehr unterschiedlichen Kerntypen (Luft, gemischt Eisen/Luft und Eisen ohne Luft [Ringbandkerne]) gibt. Scließlich sind sie im Artikel auch alle erwähnt. Alle Aussagen bezüglich Magnetisierungsstrom sollten dann auch diesen 3 Typen gerecht werden. Ausserdem halte ich den bislang verfolgten Ansatz schon für problematisch. Gerade wenn es um den Magnetisierungstrom geht, der ja per Definition, wie sie auch in der Literatur vielfach zu finden ist, immer auch etwas mit Verlusten zu tun hat, ist es etwas sinnwidrig ihn am Verhalten eines verlustlosen Trafos zu erklären. Da kommt ein wesentlicher Teil des Magnetisierungsstromes schon gar nicht vor. Deswegen mein Vorschlag von der Definition des Magnetisierungsstromes wie bei elektrischen Maschinen auszugehen und zwar als Strom, bestehend aus 2 Komponenten und dann abzuleiten, wie bei den möglichen Kerntypen sich diese beiden Komponenten verhalten. Den Schlüssel zu diesem Verhalten liefert der Hystereseumlauf, der ja in vielen Physik-u. E-Technikbüchern so belegt ist. Einzelheiten dazu habe ich anderweitig schon dargelegt. Es kann doch nicht bestritten werden, dass das Ergebnis dann erheblich korrekter ist als der Satz " Beim realen Transformator ist die Phasenverschiebung des Leerlaufstroms gegenüber der Primärspannung aufgrund der Eisenverluste etwas kleiner als 90 Grad." 10° bis 15 ° sind also "etwas kleiner als 90°? Wenn damit "alles gesagt sein" soll, dann ist es im Vergleich zur Wirklichkeit schon etwas dürftig. Auf die letzten beiden Sätze könnte man komplett verzichten, weil die 20% Aussage ohnehin nur eine recht grobe Hausnummer ist und der letzte Satz des aktuellen Textes ist reine Trivialität. MfG --Elmil (Diskussion) 21:12, 28. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Wenn wir die Diskussion unbedingt fortsetzen müssen: Aus der Literatur geht hervor, dass der Magnetisierungsstrom grundsätzlich was mit Blindleistung zu tun hat. Die Frage bei welchem Kerntyp jetzt der (eigentliche) Magnetisierungsstrom oder der Wirkanteil zur Deckung der Verluste dominiert ist meines Erachtens in diesem Abschnitt, der die Funktionsweise des Trafos grundsätzlich erklären soll, falsch aufgehoben. Das wäre im Abschnitt Kerne und insbesondere Transformator#Luftspalt besser aufgehoben. Die Auswirkungen des Luftspaltes sind dort schon erklärt. Die unbelegte und missverständliche 20 % Hausnummer können wir von mir aus rausschmeißen, der letzte Satz mag für Dich oder mich trivial sein für andere vielleicht nicht. Siehe wp:oma. Was noch fehlt ist ein Hinweis auf die Abweichung von der Sinusform.
Was an Deinem Vorschlag meiner Meinung nach nicht stimmt: "Luftspaltlose Kerne (z. B. Ringbandkerne) dagegen speichern wegen ihrer hohen Remanenzinduktion wenig bis keine magnetische Energie".
Ja, luftspaltlose Kerne speichern weniger Energie, auch die famosen Materialien mit einer fast idealen Rechteckschleife speichern wenig Energie. Aber der fehlende Luftspalt bedingt nicht die hohe Remanenz. Die Remanenz hängt vom Kernmaterial ab.
Vorschlag:
Wenn an die Sekundärwicklung kein Verbraucher angeschlossen ist, liegt Leerlauf vor. Der Transformator ist unbelastet. Ein verlustloser Transformator im Leerlauf verhält sich wie eine ideale Spule. Wird primärseitig eine sinusförmige Wechselspannung angeschlossen, fließt ein sogenannter Magnetisierungsstrom, der dem Aufbau des magnetischen Feldes dient. Bei einem linearen Zusammenhang zwischen magnetischer Feldstärke und magnetischer Induktion ist der Magnetisierungsstrom sinusförmig. In der Realität weisen ferromagnetische Werkstoffe eine nichtlineare Kennlinie auf, so dass ein nichtsinusförmiger Magnetisierungsstrom emtsteht. Beim realen Transformator bewirken die Eisenverluste einen zusätzlichen Wirkstrom, so dass der resultierende Leerlaufstrom, bestehend aus Magnetisierungs- und Verluststrom, eine Phasenverschiebung gegenüber der Primärspannung kleiner als 90 Grad aufweist. Im Leerlauf sind aufgrund des nur geringen Eingangsstroms die Kupferverluste wesentlich kleiner als die Eisenverluste.
Damit wären die wesentlichen Zusammenhänge geklärt. Wie nun Kernmaterial, Luftspalt, Kernform, usw. den Blind- und Wirkstrom beeinflussen, kann und soll in den entsprechenden Abschnitten dargestellt werden. Hier würde es aber nur verwirren, da es nichts mit dem Unterschied "Belasteter und unbelasteter Transformator" zu tun hat.
@Suvroc: Du schreibst: "Aber der fehlende Luftspalt bedingt nicht die hohe Remanenz. Die Remanenz hängt vom Kernmaterial ab."
Das ist schlichtweg falsch, wenn man voraussetzt, dass du mit fehlendem Luftspalt auch die fehlenden sogenannten Restluftspalte meinst, die zum Beispiel in Pulverkernen oder Kernen mit Quer zur Flussrichtung ausgerichteten Materialien vorkommen. Ein Ringkern, aus in längs zur Flussrichtung orientiertem Blech hat keine Restluftspalte, hat eine fast senkrechte Hysteresekurve, siehe die viele von uns eingefügten Quellen und hat folglich eine hohe Remanenz. Das wurde alles schon oft gesagt. Weshalb leugnest du das immer wieder? Das Verlustverhalten vom Ringkern muss unbedingt in den Artikel rein. Ringkerne sind die in steigender Menge verbauten Kleintrafos am Markt mit Größen bis zu 16 A Nennstrom primär.--Emeko (Diskussion) 22:48, 28. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@Suvroc, danke für den Link, in dem unter anderem steht: "Die Energieerzeugungsindustrie wäre glücklich, wenn die vorhandenen (Fe-basierten) Materialien noch 1 % oder 2 % "weicher" gemacht werden könnten. 1 % weniger Verluste bei 100 MW ist auch schon was."
Diese Materialien gibt es, z.B. im Ringkerntrafo oder in Ringkerntrafos mit metallischen Gläsern, die schon lange in den USA in Masttrafos eingesetzt werden. Der Strom ist leider noch zu billig, bzw. die externen Kosten der Erzeugung und Weiterleitung gehen nicht ein, als dass man vermehrt diese Technik auch bei Großtrafos einsetzt. ABB hat einen Schritt in diese Richtung gemacht mit dem "TriDry Trockentransformator" als Drehstromtrafo. Du kannst ihn ja mal googeln.
Was hier steht ist falsch: "Neben Hystereseverluste hat man noch ein zweites Problem: Jede Abweichung der Magnetisierungskurve von einer perfekten Geraden bedeutet, dass das Ausgangssignal gegenüber dem Eingangssignal etwas verzerrt ist. Gibt man einen sin(wt) rein, kommen auch höhere Harmonische - sin(nwt) mit entsprechend kleiner Amplitude mit raus." Das trifft nur zu, wenn man die Kerne bis in die Sättigung betreibt, was aber niemand tut. Aber auch nur deshalb, weil dann primärseitige Verluste und Spannungsabfälle auftreten, welche die Verzerrungen hervorrufen auf der Sekundärseite, weil ja die induzierte Spannung dann nichtlinear kleiner wird am Ende der Halbwellen. Normalerweise geht der Magnetisierungsstrom überhaupt nicht in die SIgnalübertragung ein. Wenn das so wäre, dann würde aus einem Trafo herkömmlicher Bauart keine Sinusspannung herauskommen. Du siehst es gibt über all Fehler in den Quellen, kritiklos abschreiben oder darauf verweisen ist gefährlich.
Übrigens sind in dem Link schöne rechteckige Hysteresekurven abgebildet.--Emeko (Diskussion) 10:20, 29. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Emeko, bitte nicht immer wieder neue Themen anreissen. Du hast eine hervorragende Gabe jede Diskussion zu Brei zu zerreden. Da werden wir nie fertig. Also bitte nicht hier, fang meinetwegen ein anderes Kapitel an oder lass es ganz. Sonst werf ich hier des Handtuch, aber nicht wegen der Sache sondern wegen Dir. MfG --Elmil (Diskussion) 10:54, 29. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Elmil, hast du jetzt fachlich etwas einzuwenden gegen meine Aussagen? Anscheinend nicht. Hast du in der angegebenen Referenz nachgesehen und bist du der Meinung es ist nicht falsch was ich bemängle? Du warst früher doch auch der Meinung dass der Magnetisierungsstrom nichts zu tun hat mit der Kurvengetreuen Spannungsübertragung. Ich will auch kein neues Fass aufmachen, sondern auf die Unvollständigkeit von Quellen hinweisen. Ich kann auch nichts dafür, dass diese Art von Kommunikation in der Diskussion hier so einseitig und holperig ist. Der direkte Austausch über E-mail oder Telefon würde mir besser gefallen. So wie ich es hier verstehe, soll ich deiner Meinung nach hier gar nicht mehr mitdiskutieren. Brauchst du das für dein EGO?--Emeko (Diskussion) 13:38, 29. Nov. 2012 (CET)Beantworten
@suvroc: Vielen Dank für die Stellungnahme. Zunächst vielleicht erst mal etwas zu Deinen Statements:
Dass Mag.-Strom "grundsätzlich" etwas mit Blindleistung zu tun hat, der Satz ist mir wohlbekannt. Er beinhaltet aber, meist natürlich unausgesprochen, immer die Einschränkung, dass er für Magnetkerne aus Rechteckwerkstoffen (man kann auch sagen: wenn Bmax nicht über Brem hinausgeht) nicht gilt. Und genau um die geht es hier u. a. Also ist der Satz schon mal ein schlechter Einstieg, wenn man das Problem umfassend klären will. Da sollte man dann eine Stufe weiter zurück gehen zu den Ursächlichkeiten und die Magnetisierung am Hystereseumlauf klären. Dazu steht z. B. bei Küpfmüller zum Umlauf um eine beliebige Hystereseschleife, dass die Abmagnetisierung, d. h. der Energierückfluss im Punkt B=Brem und H=0 zu Ende ist. Was ja auch logisch ist, weil da der Strom 0 ist. Und dann: "Wenn man den Fluss ganz verschwinden lassen will muss man eine Gegenerregung aufwenden", sprich man muss vom Remanenzpunkt an wieder Energie in den Kern hineinstecken. Wendet man diese Lehre nun auf einen Ringbandkern aus Texturblech an, bei dem die maximale Induktion nicht größer wird als die Remanenzinduktion so ergibt sich, dass hier der gesamte Schleifenumlauf ausschließlich mit dauernder Energiezufuhr erfolgt. Eine derartige Magnetisierung erfolgt demnach vollständig ohne Blindleistung. Wenn dann doch etwas Blindleistung, dann eben weil das Rechteck nicht perfekt ist. Falls da noch Zweifel bestehen, man kann an Hand des Hystereseumlaufs auch die Zuordnung der in den einzelnen Abschnitten wirksamen Spannungs- und Strompolaritäten untersuchen (Spannung= dB/dt). Dabei ergibt sich: Bei einem Rechteckumlauf sind immer Spannung und Strom gleichphasig, wie schon mehrfach an anderer Stelle dargelegt!!
Deine Zweifel, ob das alles im Kapitel über den unbelasteten Trafo gut aufgehoben ist, die teile ich. M. E. wäre es am sinnvollsten dem Mag.-Strom ein eigenes Kapitel zu geben. Im Kapitel Trafo/Luftspalt sehe ich das Thema gar nicht.
Nochmal zur Aufklärung, was es mit den luftspaltlosen Kernen auf sich hat: Die eben beschriebene Magnetisierung ohne Blindleistung setzt voraus, dass im Hystereseumlauf Bmax nicht größer als Brem ist, was nur beim "Rechteckmaterial" der Fall ist. Zudem darf auch beim diesem Material keine Luft im magnetischen Kreis wirksam sein, weil diese zu einer Scherung der resultierenden Hysterese führt und dies ist gleichbedeutend mit Absinken der Remanenz für die ganze Anordnung. Deswegen müssen 2 Bedingungen erfüllt sein, Rechteckmaterial und das ohne Luftspalt, weswegen das alles nur bei Ringbandkernen funktioniert.
Mir gefällt mein Textvorschlag nach wie vor wesentlich besser, weil er umfassender ist und pysikalisch korrekt. Eine Ergänzung an geeigneter Stelle könnte noch sein: "Besteht der magnetische Kreis nur aus Luft, ist der Magnetisierungsstrom reiner Blindstrom, d. h. 90° nacheilend und bei sinusförmiger Spannung auch sinusförmig." Damit wäre dann auch der Fall abgedeckt, wie man ihn in den Physikbüchern oft findet.
Deine Quelle über den Umgang mit Hystereseschleifen befassen sich ausschließlich mit der Manipulation am Material (mechn. Verspannung etc.), wenn ich es richtig gesehen habe, wobei dann auch noch ziemlicher Mist drin steht, was jetzt aber nicht hierher gehört. Auf Einflüsse eines Luftspaltes wird hier nicht eingegangen. Vielleicht zum Schluss noch eine Frage: Worum regen sich so große Widerstände, dieses Kapitel hier mal auf richtige Beine zu stellen. Sind es Verständnisprobleme, geht es um Gewichtungsfragen (hält man die Sache für bedeutungslos) , sind es Fragen der enzyklopädischen Verwertbarkeit wegen mangelhafeter Quellen oder geht es etwa um Gesichtswahrung (letzten Teil der Frage bitte nicht persönlch nehmen)? Deinen sachlichen Umgang mit diesem sicher etwas heiklen Thema weiß ich wohl zu schätzen. MfG --Elmil (Diskussion) 17:05, 29. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Ich denke, das grundlegende Verständnisproblem (wenn nicht hier, dann spätestens beim Leser) liegt eben in der nötigen Einsicht, dass im Falle des Luftkerns der Magnetisierungsstrom ein reiner Blindstrom ist. Blindströme werden allgemein mit hoher Induktivität assoziert (Assoziation: "viel Eisen->viel magnetische Energie wird gespeichert->viel Blindstrom"). Und das ist bei diesem gedachten Querstrom im Transformator eben nicht der Fall. Ein Luftkern hat keine hohe Induktivität, dennoch ist der Magnetisierungstrom ein reiner Blindstrom - warum? Weil es eben keine Eisenverluste gibt, und diese eben den Wirkanteil im Querzweig ausmachen. Genau dies muss klar herausgestellt werden. -- Janka (Diskussion) 19:11, 29. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Ein grundlegendes Verständnisproblem kann ich jetzt gerade im Fall des reinen Luftkernes nicht sehen. Ob Induktivität hoch oder nieder ändert nichts an der Tatsache dass es Blindstrom ist und so wirds auch von jedem gesehen. Das Verständnisproblem liegt doch auf der anderen Seite. Da ist ein Eisenkern ohne Luftspalt, er ist "hochinduktiv", er wird magnetisiert und es gibt gar keinen Blindstrom. Hier stellt sich eher die Frage, wie sag ichs dem Kind. Und darum geht es gerade. MfG --Elmil (Diskussion) 21:20, 29. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Das finde ich nun wieder nicht schwierig zu verstehen. Wenn der Kern hochinduktiv ist, ist auch der induktive Blindwiderstand sehr groß. Es fließt dann zwar ein Blindstrom im Querzweig, dieser ist aber winzig. -- Janka (Diskussion) 22:02, 29. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Elmil, in der Literatur wird im Allgemeinen unter Magnetisierungsstrom der Strom verstanden, der zum Aufbau des Magnetfeldes notwendig ist. Das gilt auch für Rechteckwerkstoffe. Wenn dort Bmax nur unwesentlich geringer als Brem ist, dann heißt das eben, dass dann eben nur ein sehr kleiner (beim idealen Rechteckwerkstoff gar kein) Magentisierungsstrom vorliegt. An der Definition von Magentisieriungsstrom ändert das aber nichts. Der Kern aus Rechteckwerkstoff ist das Gegenteil zum Luftkern. Bei ersterem besteht der gesamte Leerlaufstrom aus Verlusstrom, bei letzterem aus Blind-Magnetisierungsstrom. Die große Mehrzahl der Trafokerne wird zwischen diesen Extremen liegen.
Der Argumentation Rechteckmaterial+kein Luftspalt→kein Blindstrom kann ich folgen. In Deinem Vorschlag stand allerdings: "Luftspaltlose Kerne (z. B. Ringbandkerne) dagegen speichern wegen ihrer hohen Remanenzinduktion wenig bis keine magnetische Energie, sodass dort die Wirkomponente den Hauptanteil stellt." Der Satz hört sich so an, als ob allein das Fehlen von Luftspalt die hohe Remanenz bewirkt. Es spielt aber eben auch der Werkstoff und dessen Behandlung eine Rolle, das wollte ich durch die verlinkte Quelle deutlich machen. Wie man durch unterschiedliche Werkstoffbehandlung die Hysteresekurve verändern kann, zeigt auch Emekos Datenblatt von Metglas oben sehr schön.
Einschub von EMEKO: Natürlich sind bei Ringkernen mit Recheckschleife nur solche gemeint , die eine Orientierung in Flussrichtung aufweisen. Natürlich gibt es Ringkerne die eine Querorientierung haben, sie sind zur Flussrichtung quer orientiert. Diese Kerne haben aber keine senkrechte Rechteckkurve sondern eine gescherte schräg laufende Kurve und speichern natürlich Energie in den wie sage Restluftspalten, die beim Ausschalten oder umpolen wieder herauswill. Im Gegensatz zu den Rechteckkernen wo die Energie in der remanenz gespeichert bleibt und nicht herauskommt beim Umpolen. Im Gegenteil, man muss Gegenergie aufbringen um sie umzupolen und die ist wiederum Wirkenergie und keine Blindenergie wie sie es bei den Luftspalten ist.--Emeko (Diskussion) 19:01, 2. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Zur Schlussbemerkung: Genau das habe ich mich auch schon gefragt;-). Grundsätzlich möchte ich nochmal darauf hinweisen, dass wir gerade über den Abschnitt "Funktionsweise des Transformators diskutieren". Der dürfte für den Nichtelektrotechniker ohnehin schon schwer genug zu verstehen sein. Transformatoren kommen in den verschiedensten Bauformen vor und werden für unterschiedliche Anwendungszwecke eingesetzt. Das kann alles in Unterabschnitten und Einzelartikeln dargestellt werden. Aber eine allgemeine Erklärung, die alle Spezialfälle berücksichtigen will, kann nicht funktionieren. Wäre es in dem Abschnitt nicht für das Verständnis besser, von dem allgemeinen Fall, also etwas zwischen "Luftkern" und "luftspaltloser Kern aus Rechteckwerkstoff" auszugehen? Dieser "allgemeine Fall" wird auf die Masse der Trafos zutreffen. Gruß--Suvroc (Diskussion) 22:58, 29. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Zur Diskussion beim Trafo: Ich unterstütze Elmils Meinung, aber der ignoriert mich und arbeitet gegen mich. Das schwächt uns.
Meine Meinung zum Streit ist, einen eigenen Artikel zum Magnetisierungsstrom zu schreiben:
Es gibt 4 Unter-Beschreibungen:
1. Luftkern: nur Blindstrom, keine Ummagnetisierungsarbeit bzw. keine Hystereseverluste, nur sinusförmiger Blindstrom der 90 Grad nacheilt zur Spannung, unabhängig von Stromstärke.
2. Eisenkern mit Blechstapeln gebaut, mit definierten Rest-Luftspalten oder in Kern-Material durch Material-Behandlung eingebaute, kleine Luftspalte: Hystereseverluste in Phase zu Spannung und Magnetisierung der Luftspalte mit Blindstrom 90 Grad nacheilend, nicht sinusförmig, weil Hysteresekurve in leichte Sättigung gefahren wird. ( Das kann man noch besser formulieren.) Addition beider Ströme egibt nichtsinusförmigen der Spannung nacheilenden Strom, meistens dreieckförmig, der aber, wegen seiner teilweisen Gleichzeitigkeit von Wirk- und Blindstrom, zeitlich nicht in Wirk und Blindstrom aufgelöst werden kann.
3. Ringkern ohne Restluftspalte, wenn Material in Flussrichtung ausgerichtet: Nur kleiner Hystereseverluststrom in Phase zu Spannung. Kein Blindstrom solange das B nicht die rechteckige Hysteresekurve verlässt. In Praxis aber leichte, nicht sinusförmige Blindstromspitzen durch leichte Sättigung, weil das Bmax. voll ausgenutzt wird. Addition der Ströme ergibt kleinen Wirkstrom und etwas größeren Blindstrom, die zeitlich getrennt beobachtet werden.
4. Ringkern mit Restluftspalten, wenn Material quer zur Flussrichtung ausgerichtet: Nur kleiner Hystereseverluststrom in Phase zu Spannung. Magnetisierung der Luftspalte mit erhöhtem Blindstrom, 90 Grad nacheilend, nicht sinusförmig, weil Hysteresekurve in leichte Sättigung gefahren wird, siehe 3. ( Das kann man noch besser formulieren.) Addition beider Ströme egibt nichtsinusförmigen der Spannung nacheilenden Strom, meistens dreieckförmig mit Treppe, der aber, wegen seiner teilweisen Gleichzeitigkeit von Wirk- und Blindstrom, zeitlich nicht in Wirk und Blindstrom aufgelöst werden kann.--Emeko (Diskussion) 10:26, 30. Nov. 2012 (CET)Beantworten
Hallo alle zusammen. Ich kann mich z. Zt. nicht ausführlich melden. Mein PC hat einen Festplattencrash, deswegen sitze ich hier vor einem fremden.
@Janka: Was heißt hochinduktiv? Der ideale Rechteckwerkstoff ist gar nicht induktiv. Er verhält sich eher wie ein ohmscher nichtlinearer Widerstand, der reale Werkstoff hat wegen der nicht perfekten Eckigkeit etwas "Restinduktivität", wie das dann in der Literatur auch genannt wird. Darin liegen die besagten Verständnisschwierigkeiten.
Also ich für meinen Teil glaube verstanden zu haben, wie sich das mit den Rechteckwerkstoffen verhält. Was mich aber noch brennend interessiert: Für welche Transformatoren und weshalb werden solche Werkstoffe eingesetzt? Für "normale" Transformatoren, die eine Spannung einfach möglichst verzerrungsfrei transformieren sollen, sicher nicht. Dafür wären sie völlig ungeeignet, wie Pewa weiter oben schon anmerkte. Gruß--Suvroc (Diskussion) 15:47, 2. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@suvroc: Verwendet werden solche Bleche als Schichtkern für jede Art von Leistungstrafo von KW bis über MW weil diese Bleche verlustarm sind und relativ hohe Induktionen zulassen, für Kleintrafos bis in den KW-Bereich auch als Ringbandkerne, weil die Induktionen dort noch etwas höher sein können und Ringkerne auch noch anderweitige Vorteile (wie z. B. kein externes Streufeld) haben.
Der 2. Einwand deutet an, dass Ihr bezüglich der Grundfunktion des Trafos einem Irrtum aufgesessen seid. Es ist ein weit verbreiteter Irrtum, der sich bis in die Unterlagen von Universitäten hineinzieht, wie die von Dir o. g. Quelle von der Uni Kiel zeigt. Deswegen meine Bemerkung von wegen Mist!
Es ist grundverkehrt, die Spannungsübertragung des Trafos über den Verlauf des Mag.-Stromes zu deuten. Das Induktionsgesetz "arbeitet" ohne Strom, da kommt kein Strom drin vor. Es funktioniert so: Sinusspannnung erzeugt sinusförmigen Fluss im Kern und dieser induziert sinusförmige Spannung in der Sek. Wicklung. Der mag.-Strom ist dabei reine Nebensache, wie er aussieht hängt nur vom Kern ab und sein Aussehen hat keinen Einfluss auf die Sek.-Spannung. Beispiel: Rechteckspannung erzeugt dreieckf. Induktionsverlauf im Kern (!! Integralfunktion) und diese induziert Rechteckspannung (!! Differentialfunktion) in der Sek.-Wicklung, der Kern spielt dabei keine Rolle. Also die Kerne, um die es hier geht sind sehr gängig aber der eckige Mag.-Strom macht nichts am Trafo kaputt. MfG --Elmil (Diskussion) 17:00, 2. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Für die Verwendung in Leistungstrafos gibt es doch sicher Belege?
Tschuldigung, hier hatte Elmil was richtiges geschrieben was leider wegen einem Bearbeitungskonflikt mit mir gelöscht wurde.--Emeko (Diskussion) 19:42, 2. Dez. 2012 (CET)
Meine Antwort dazu: In jedem modernen Trafo egal wie groß, werden texturierte Bleche verwendet, deren Orientierung in Flussrichtung liegt, anders als bei zum Beispiel den M-Schnitten, wo zwei Stege immer quer orientiert sind, werden bei Großen Trafos die Bleche der Schenkel immer in Magnetisierungsrichtung orientiert und die Stöße der Bleche zum Nachbarschenkel großflächig überlappt, damit es nur sehr kleine Restluftspalte gibt. Diese Bleche alleine haben immer Rechteckschleifen, aber in der Summe mit den Restluftspalten kommt eben eine gescherte Hysteresekurve mit dann dem lieben Blindstrom heraus.--Emeko (Diskussion) 19:42, 2. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Natürlich kommt im Induktionsgesetz direkt kein Strom vor, sondern die erste Ableitung von B, welches, siehe da, vom Mag-Strom induziert wird. Du schreibst: Sinusspannnung erzeugt sinusförmigen Fluss im Kern und dieser induziert sinusförmige Spannung in der Sek. Wicklung. Dort liegt doch genau der Hund begraben!!! Ein idealer Rechteckwerkstoff kennt nur die Zustände Bmax und Bmin, die Übergänge dazwischen geschehen "schlagartig". Wie soll denn da ein sinusförmiger Fluss entstehen? Ein Kern aus solch einem Material erfährt nur im Moment der Ummagnetisierung eine Flussänderung, also wird auch nur in diesem Moment eine Spannung induziert.Ansonsten hast Du gar keine induzierte Spannung, da sich dein B nicht ändert. Völlig gleich wie der Mag-Strom genau aussieht!--Suvroc (Diskussion) 18:43, 2. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Dein Verständnisproblem liegt darin, dass du glaubst beim Rechteckkern geschieht die Magnetisierung schlagartig. Sie geschieht genauso langsam wie wenn die Hysteresekurve schräg läuft nur eben mit weniger Strom, Blindstrom. Vergiss den Blindstrom er ist ein unerwünschter Dreckeffekt. Der Trafo funktioniert auch ohne ihn, nur mit dem Ummagnetisierstrom. Schau dir meine Kurven an mit den Versuchen zur Spannungszeitfläche die den Ringkern ummagnetisiert. Auf meiner Benutzer:emeko seite oder nebenan. Da siehst du wie die Spannungszeitfläche den Kern ummmagnetisiert, wenn einmal mit gleicher oder gegensätzlicher Remanenz die Spannungszeitfläche an den Kern gelegt wird. Sichtbar an der Antwort der Sekundärspannung. Merke der Strom ist nur die Antwort auf das was die Spannungszeitfläche mit dem Trafo macht und die ist bei Ringkernen mit kleiner Rechteckschleife sehr ungewohnt.--Emeko (Diskussion) 19:16, 2. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Ringkern von positiver Remanenz ausgehend mit pos. Spannungszeitfläche beaufschlagt. Schon nach wenig Spannungszeitfläche tritt die Sättigung ein. Sichtbar am Zusammenbruch der Sek. Spannung.Ringkern von negativer Remanenz ausgehend mit pos. Spannungszeitfläche beaufschlagt. Erst nach der vollen Spannungszeitfläche geht der Kern in Sättigung. Sichtbar am Zusammenbruch der Sek. Spannung
Ich kann nur immer wieder sagen, Elmil hat recht, obwohl er meine Meinung hier gar nicht hören will. Ich bin auf dem Weg der Messungen bei der Entwicklung des Trafoschaltrelais zu meiner Meinung gekommen. Zugegeben auch mit Irrdeutungen ab und zu.
Ich glaube Suvroc, Pewa, Janka, ihr solltet in Ruhe einmal die ganze Diskussion hier durchlesen, von Anfang bis Ende, nicht nur die letzten zwei Absätze. Es tauchen immer wieder die gleichen Verständnisprobleme auf, die von der alten Schul- oder Lehrmeinung geprägt sind, die aus der Zeit stammt als es noch keine Rechteckkerne gab und die glaubt die Wirkung und die Gesetze des Trafos nur über den Strom erklären zu müssen. Wenn ich nur an des Zitat denke, dass die Sekundärspannung vom Magnetisiserungsstrom abhängt und dessen Form annimmt, dann merke ich das der Schreiber das Pferd von hinten aufzäumen will. Oder an die Literatur die Schreibt, dass der Leerlaufstrom immer sinusförmig sei und der Spannung 90 Grad nacheilt oder dass Trafos am besten im Spannungsscheitel eingeschaltet werden müssen.
Also lest alles noch mal in Ruhe durch und formuliert dann eure Fragen noch einmal neu, wenn es dann noch nicht klar wird was Elmil meint. So wie jetzt drehen wir uns nur immer wieder im Kreis. Es tauchen die gleichen Probleme auf die wir schon vor Jahren hatten. Ich denke da besonders an PeterFrankfurt. Ich sage es nochmal: Nur am Ringkern, der einmal nur innerhalb der Hystereseschleife und mal auch weiter ausgesteuert betrieben wird, am besten über einen Stelltrafo angesteuert, also mit variabler Spannung, kann man das Trafo Grundprinzip verstehen. Natürlich muss man dazu dann noch den Spannungs- und Stromverlauf des leerlaufenden Trafos messen mit einem Oscilloscop und das Ganze dann versuchen zu deuten und zu verstehen. Wenn man die Messungen aber mit vorgefassten Meinungen abqualifiziert dann wird das nie etwas. Dann bleibt eben euer Wissen auf dem Stand von vor 50 Jahren stehen.Grüße, --Emeko (Diskussion) 19:01, 2. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@suvroc: Ich dachte nicht dass die Diskussion an dieser Stelle wieder aufbricht. Das hatten wir doch alles schon mal und deswegen ist im Artikel das Grundprinzip so erklärt: Eine Wechselspannung auf der Primärseite des Transformators erzeugt aufgrund der elektromagnetischen Induktion einen wechselnden magnetischen Fluss im Kern. Der wechselnde magnetische Fluss wiederum induziert auf der Sekundärseite des Transformators eine Spannung (Spannungstransformation). Um diesen Satz wurde lange gestritten, aber nur so funktioniert der Trafo.
Der gedankliche Fehler, der Euch unterläuft und da seid Ihr in bester Gesellschaft, liegt darin, dass Ihr davon ausgeht, dass man dem Trafo einen Mag.-Strom einprägt. Dem ist aber nicht so. Dem Trafo wird über das Netz oder was auch immer eine Spannung eingeprägt. Der Fluss muss der Spannung folgen als Zeitintegral der Spannung (Fluss ist nichts anderes als die Spannungszeitfläche der anliegenden Spannung). Die Spannung selbst ist die Geschwindigkeit mit der sich der Fluss ändert (U=dphi/dt). Da kann die Mag.- Kennlinie unendlich steil sein, da "klappt" nichts um, der Fluss kann sich nur ändern, wie es der Spannungsverlauf vorgibt. Der Strom ist dann eine Folgeerscheinung des Flusses und des Magnetisierugsweges, den der Fluss nehmen muss. Ist der Mag.-Widerstand dort groß (z. B. Luft), ist auch der Mag.-Strom groß und umgekehrt. Ist der Mag.-Widerstand nichtlinear, ist der Strom verzerrt (bei einer Hysterese). Die Kausalkette für den Magnetisierungspfad heißt Spannung>>Fluss>>Strom, wobei die erste Verknüpfung eine sehr unmittelbare ist, während bei der 2. der Mag.-Widerstand des magnetischen Kreises noch eine Rolle spielt. Für die Spannungsübertragung heißt die Kausalkette Prim.-Spannung>>Fluss>>Sek.-Spannung.
Ein Magnetisierung mit eingeprägtem Strom ist natürlich denkbar, aber dann sieht das Ergebnis ganz anders aus, da bliebe kein Stein auf dem anderen. Führt aber hier zu weit. Wir kommen vom Thema ab. MfG --Elmil (Diskussion) 20:25, 2. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Frag einfach Deinen Gymnasiasten aus dem Physik-Lk. Er wird Dir bestätigen können, dass ein B-Feld immer von einem Strom induziert wird. Die eingeprägte (Netz)spannung erzeugt einen Strom, der wiederum erzeugt den Fluss. Quelle: Jedes Buch über Grundlagen der E-Technik. "Die Spannung selbst ist die Geschwindigkeit mit der sich der Fluss ändert (U=dphi/dt)", dass gilt für die induzierte Spannung, nicht aber für die eingeprägte Spannung.
@Suvroc, du schreibst oben: ""Die Spannung selbst ist die Geschwindigkeit mit der sich der Fluss ändert (U=dphi/dt)", dass gilt für die induzierte Spannung, nicht aber für die eingeprägte Spannung."
Die Wirkung geht doch von der eingeprägten Netzspannung aus, die den Fluss erzeugt und damit auch die Gegeninduktionsspannung. Ausserdem kannst du jede Gleichung auch rückwärts lesen. (U=dphi/dt) oder (dphi/dt = U ) ohne dass sie aus dem Gleichgewicht käme.--Emeko (Diskussion) 09:58, 3. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Lies mal nach bei Küpfmüller. Nur ein kurzes Zitat: "Bei Leerlauf der Ausgangsklemmen stellt sich nach dem Induktionsgesetz, Gl. ...zu jedem Zeitpunkt ein solcher magnetischer Fluss ein, dass die Selbstinduktionsspannung gerade gleich der Eingangsspannung U1 ist (Spannungsgleichgewicht). Daraus folgt für den Fluss phi1.".. dann kommt die Trafogleichung U=f(phi). Der Mag.-Strom kommt erst später als folge des Flusses. Usw. Usw. Noch Fragen? MfG-- Elmil (Diskussion) 23:24, 2. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Belege, Zitate, gibt es zuhauf, nur jeder legt sie aus wie er will. Wieso geht denn keiner auf meine Messkurven ein, die genau beweisen was im Trafo passiert? Versteht Ihr sie nicht oder ist es euch zu mühsam? Auch wenn sie nicht in den Artikel dürfen, weil sie noch nicht in einem Professoren Buch stehen, sind meine Messkurven gültig. Hängt das Verstehen einmal gedanklich an der Ummagnetisierungsarbeit im Eisen auf, über die wohl inzwischen Einvernehmen herrscht. Die Arbeit für das komplette Ummagnetisieren des Eisens vom neg.B Umkehrpunkt zum pos. B Umkehrpunkt auf der Hysteresekurve in einer Halbwelle der Netzspannung ist bekanntlich Leistung mal Zeit, also Volt mal Ampere mal 10 msec., bei 50Hz. Die Leistung ist die grüne Messkurve in der Grafik die schon am Anfang dieser ganzen 6 wöchigen Diskussion stand. Die Arbeit ist die Fläche darunter. Einverstanden? Ohne die Spannung würde sich nichts ummagnetisieren. Dass die Ummagnetisierung Zeit braucht, zeigen die letzten beiden Grafiken oben. Je höher die Spannung, desto kürzer die Zeit. Jede Primärwicklung eines bestimmten Kernes, hat ihre eigene Spannungszeitfläche für die Ummagnetisierung, egal ob die Spannung hoch und die Zeit kurz ist oder umgekehrt. Dass sich die Ummagnetisierung im Eisen nicht nach dem Strom richtet, sieht auch man daran, dass bei Anwesenheit eines Luftspaltes der Strom stark ansteigt über die Halbwelle, beim Ringkern aber fast waagerecht bleibt. Siehe der Vergleich mit der Grafik vom Schnittbandkern mit dem gleichen Material wie im Ringkern. Der Strom für das Eisen alleine bleibt bei steigender Spannungszeitfläche und steigendem Phi und B fast konstant. Deshalb kann es doch nur einen ursächlichen Zusammenhang von Flussstärke oder Flussdichte B im Eisen zur Stromstärke über die Hysteresekurve geben. Beweis ist auch das fast konstante Feld bei der Aufmagnetisierung, sichtbar an der fast senkrechten Hysteresekurve. Der Zusammenhang von steigendem Magnetfluss Phi und steigender Stromstärke wurde bisher durch den steigenden Luftspalt-blindstrom fälschlicherweise für das Eisen angenommen. Hier liegt der Hund begraben in den 100 Büchern der Literatur, die ihr als Belege habt. Der Zusammenhang von B und H und damit Strom wird durch die Form der Hystereskurve gezeigt. Und beim Rechteckkern ändert sich das B hauptsächlich durch steigende Spannungszeitfläche, kaum durch ein größer werdendes H, das stromproportional ist. Alles klar? Ich werde als Konsequenz aus dieser Diskussion einen Lehrgang verfassen über die Zusammenhänge im Trafo von B, H, Phi, Myr, U, Ileerl, Zeit, usw. und ihn auf meine Homepage stellen. Aber das dauert. Ich denke ich weiß jetzt wie ich das schreiben muss. Ich biete jedem Diskussionspartner hier an, mit mir bidirektional in Kontakt zu treten um sich 1:1 auszutauschen. Entweder über meine Benutzerseite oder per E-mail. Da ich nicht unter Pseudonym schreibe dürfte es nicht schwer sein meine Adresse zu finden.--Emeko (Diskussion) 09:50, 3. Dez. 2012 (CET)Korr.--Emeko (Diskussion) 17:35, 8. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Teilweise gibt es das schon auf meiner Homepage unter Wissenswertes/Trafophysik oder auf meiner Benutzer:emeko Seite unter Spielwiese2.--Emeko (Diskussion) 17:24, 8. Dez. 2012 (CET)
Wo soll ich denn beginnen, bei welchem Thema, Spulen und Transformatoren? Ich habe nachgesehen, da steht ja noch nirgends etwas.--Emeko (Diskussion) 17:35, 8. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Kein sinusförmiger Leerlaufstrom
Letzter Kommentar: vor 11 Jahren12 Kommentare5 Personen sind an der Diskussion beteiligt
Nur bei Transformatoren mit einem großen Luftspalt tritt ein sinusförmiger Leerlaufstrom auf. Luftspalte versucht man jedoch so gut es geht bei Netztransformatoren zu vermeiden. Die Gründe dafür sind alle ausgiebig diskutiert worden. Darüber herrscht wohl Einstimmigkeit. Die beste Luftspalt Vermeidung gelingt beim Ringkerntransformator. Dort ist der Leerlaufstrom fast in Phase zur Spannung. Siehe meine Messkurven weiter oben in der Diskussion. Wie lange wird das von den Herren Autoren hier noch ignoriert? Von wegen Quellenangaben: Ein Bild wird doch auch nicht als richtig angezweifelt. Dafür braucht es meines Wissens keine Quellenangabe. Wäre auch ein Witz, da sich das Bild selbst als Quelle belegt. Messkurven dagegen werden als richtig angezweifelt. Wohl nur von denen die sie nicht interpretieren können. Aber die sind in der Mehrheit. Sogar Benutzer Elmil der sich beim Trafo wohl am besten auskennt unter all den Diskutanten hier, schrieb unlängst an mich, er könne mit den Messkurven nichts anfangen. Eine Messkurve ist aber doch genauso wie ein Foto Beweis genug und braucht keine Quellenagabe, außer einer Beschreibung des Messaufbaus und der Umstände. Ich kann, wenn nötig, auch den Messaufbau fotografieren. --Emeko (Diskussion) 12:13, 9. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Der Umfang und die Art der Diskussion hier überschreitet bei Weitem, was ich mir antun möchte, aber bei einigen grundsätzlichen Aspekten muss ich wohl doch etwas schreiben.
Das Lemma des Artikels ist nicht "Netztransformator" und erst recht nicht "Ringkerntransformator", sonder "Transformator", d.h. alle Anwendungen umfassend, einschließlich Signalüberträger. Bei Änderungen auf der Artikelseite also bitte Aussagen, die nicht für bestimmte Anwendungen und Bauformen eingeschränkt sind, nur dann machen, wenn sie für alle Bauformen und Anwendungen gelten.
In diesem Sinne ist etwas wie "bei typischer Auslegung etwa 20% der Scheinleistung. Im Leerlauf" völlig sinnlose. Bei typischer Auslegung als was?
@Pjacobi: Zustimmung, da wir weiter oben schon erwogen haben, den Satz mit den 20 % rauszuschmeißen habe, ich das gerade mal eben getan.
@Emeko: Wo liegt denn jetzt noch Dein Problem? Im Artikel steht doch jetzt, dass der Magnetisierungsstrom in der Regel nicht sinusförmig ist, wie von Dir immer betont. Was soll Deine Erweiterung "anders als beim verlustlosen Transformator"? Die Sinusförmigkeit hat nichts mit Verlusten zu tun, sondern mit der nichtlinearen Magnetisierungskennlinie.
@Suvroc: Bisher stand das aber nicht. Es stand bis heute früh drin, dass beim verlustlosen Trafo der Magnetisierungsstrom sinusförmig ist. Deshalb habe ich das "anders als beim verlustlosen" ... eingefügt, damit es halbwegs stimmt. Froh war ich damit auch nicht. Im Übrigen siehst du zwar richtig, dass der sinusförmige Strom nichts mit den Eisen Verlusten zu tun hat, aber dein zweiter Schluss, dass die Sinusförmigkeit etwas mit der Nichtlinearität zu tun hat ist leider genau andersherum. Je nichtlinearer die Hysteresekurve, desto Nichtsinusförmiger der Leerlaufstrom muss es heißen. Wobei es dir doch klar ist, dass eine Luftspule einen total sinusförmigen Leerlaufstrom hat, zum aufmagnetisieren des Luftspaltes, der hier einmal um die SPule herum geht. Je mehr Eisen und je kleiner der Luftspalt, desto weniger sinusförmig wird der Leerlaufstrom. Das kann man auch wunderbar an meinen Messkurven sehen, die drei mit der Spule vom Schnittbandkerntrafo. Einmal ohne Kern, dann mit großem Luftspalt und dann ohne Luftspalt.--Emeko (Diskussion) 16:45, 9. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Ja dann schmeiß doch die 90° auch noch raus und ersetze sie durch den Satz, dass die Phasenverschiebung zwischen 0 und 90° liegen kann, abhängig von den magn. Eigenschaften des Kernes. Das wäre dann die von Pjakobi angemahnte "für alle Anwendungen umfassende Aussage". MfG --Elmil (Diskussion) 14:49, 9. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Pjacobi, das kann nicht dein Ernst sein!! Wenn doch dann solltest du deine Kommentare ganz bleiben lassen, weil du nur immer wieder das selbe schreibst und auf Fragen nicht einmal antwortest. Eine Diskussion ist das dann aber nicht. Es gleicht eher dem Bau und dem Überwinden einer Mauer. Komisch, dass man sich hier mit den gleichen Dinos auseinandersetzen muss wie im wahren Leben. Ich hatte die Hoffnung, dass die WP Leute fortschrittlicher sind.--Emeko (Diskussion) 22:34, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Meine Beiträge sehen immer so gleich aus, weil sie immer wieder auf die gleichbleibenden Regeln der Wikipedia hinweisen (müssen). Und gelegentlich fallen mir halt auch kleine Unstimmingkeiten auf ("typische Auslegung"), die die Dauercamper auf dieser Seite vielleicht übersehen, weil sie mit der großen Diskussion so beschäftigt sind. --Pjacobi (Diskussion) 08:26, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Grundprinzip Punkt 1 unklar
Letzter Kommentar: vor 11 Jahren49 Kommentare9 Personen sind an der Diskussion beteiligt
Hallo, die Wirkungsweise eines Trafos ist im Abschnitt Grundprinzip bei Punkt 1 für mich unklar beschrieben. Nicht die primärseitige Wechselspannung, sondern der primärseitige Wechselstrom bewirkt aufgrund des Durchflutungsgesetzes (und nicht der elektromagnetischen Induktion) einen wechselnden magnetischen Fluss im Kern.
Erläuterung: Elektromagnetische Induktion ist laut Schulphysik das Phänomen, dass ein veränderlicher magnetischer Fluss ein elektrisches Feld (=> Spannung) induziert und nicht umgekehrt.
--84.56.104.16916:36, 10. Dez. 2012 (CET)alpedehuezBeantworten
Leider stimmt es nicht ganz. Der aus meiner Sicht wesentliche Punkt in der Diskussion ist, daß die Felder B und E beim Induktionsgesetz einander nicht in einem Ursache-Wirkungs-Prinzip "erzeugen", sondern daß beide zwei Koordinaten des gleichen physikalischen Prozesses sind. Der Professor, bei dem ich Feldtheorie gehört habe, hat immer gesagt: "Die Felder begleiten einander.". Es ist also streng genommen sowohl falsch zu sagen, "die (Ring-)Spannung erzeugt die Flußänderung", als auch "die Flußänderung erzeugt die Spannung". Beide Größen entstehen nämlich gleichzeitig miteinander.
Wenn wir mit einer technischen Vorrichtung (Spannungsquelle) eine definierte Spannung an den Klemmen des Transformators herstellen (die ohmschen Anteile im Draht wollen wir vernachlässigen), dann haben wir gleichermaßen auch die Flußänderung schon mit hergestellt. Sobald das Ringintegral über E da ist, fängt der Fluß ganz ohne Verzögerung schon an, sich zu ändern. Die Felder können gar nicht anders.
Nun werden manche einwenden: "Aber letztlich ist es doch der Strom, der den Fluß erzeugt. Das lernt man doch in der Schule. Stromfluß = Magnetfeld (Durchflutungsgesetz).".
Das Argument stimmt, und es ist auch richtig, daß man die Flußdichte auch über das Durchflutungsesetz berechnen kann. Um zu einer idealisierten Darstellung des Transformators zu gelangen, eignet sich das Durchflutungsgesetz aber deutlich schlechter zur Berechnung des Flusses im Kern als das Induktiongsgesetz. Um mithilfe des Durchflutungsgesetzes den Fluß im Kern zu bestimmen, müssen wir nämlich den Primärstrom, den Sekundärstrom und die nichtlinearen Eigenschaften des Kernes kennen. Der Primärstrom alleine reicht nicht. Nehmen wir das Induktionsgesetz, brauchen wir idealtypisch nur die Eingangsspannung zu kennen.
(Beim realen Transformator braucht man ohnehin alle relevanten Einflußgrößen: das Durchflutungsgesetz, das Induktionsgesetz, die Kerneigenschaften, die Drahteigenschaften und die Geometrie.) --Michael Lenz (Diskussion) 21:16, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Danke, das ist doch auch genau das was Elmil immer predigt. Aber ohne Quellenangabe glaubt dir das auch wieder niemand. Wieso schreibst du es aber hier oben hin, wo es vielleicht keiner liest? Die Diskussion geht doch unten weiter oder sehe ich das falsch? Schau mal Kapitel 10 an, meinen Vorschlag. Übrigens glaube ich dein Professor muss recht haben. Ich habe vor einiger Zeit verzweifelt versucht mit einem schnellen Oscilloscop zu messen ob eine Zeitverzögerung da ist, zwischen der Primärspannung und der Sekundärspannung, die ja über den sich ändernden Magnetfluss erzeugt wird. Es ist mir nicht gelungen. Beide Spannungen und damit Primärspannung und Magnetfluss waren immer gleichzeitig da, obwohl die Zeitauflösung wenige Microsekunden betrug. Da fällt mir ein, dass manche Leute glauben, die Sekundärspannung eilt der Primärspannung um 90 Grad hinterher. Grüße,--Emeko (Diskussion) 21:36, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Zipferlak, so gehts einem wenn man nur zeitweise mitliest, dann kriegt man nicht mit was war. Das diskutieren wir seit 3 Jahren. Bitte ändere das wieder zurück. Es herrscht Übereinstimmung, dass die Spannungszeitfläche den Magnetfluss hervorruft und der Strom nur die Antwort des Trafos darauf ist. Dieser Strom fällt aufgrund der unterschiedlichen Kerntypen auch völlig unterschiedlich aus, wobei die Spannung an allen Typen immer die selbe ist. Vielleicht bist du ja auch der unangemeldeter Benutzer von oben? Schöner Trick. Hier die Transformatorhauptgleichung. Da kommt der Strom gar nicht vor. Also lass den Herrn Ampere hier weg.
Hallo Zipferlack, mindestens nach der seriösen Literatur, z. B. bei Küpfmüller ist es eindeutig ein Induktionsphänomen. Ich zitiere: "Bei Leerlauf.... stellt sich nach dem Induktionsgesetz in jedem Zeitpunkt ein solcher magnetischer Fluss ein, dass die Selbstinduktionsspannung gerade gleich der Eingangsspannung .. ist. (Spannungsgleichgewicht). Daraus folgt für den Fluss phi= f(u) ... (Trafogleichung)." In den Literaturstellen 16 und 17 ist es auch genau so beschrieben. Es ist ein nicht auszurottender Unfug, wenn immer wieder versucht wird, den Fluss als Ursache des Magnetisierungsstromes darzustellen, weil das immer nur für eine ganz bestimmte magnetische Anordnung gilt, während die Beziehung zwischen Spannung und Fluss kernunabhängig ist und immer stimmt.MfG --Elmil (Diskussion) 18:03, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Eine Wechselspannung auf der Primärseite des Transformators erzeugt aufgrund der elektromagnetischen Induktion einen wechselnden magnetischen Fluss im Kern. Ihr wollt doch nicht ernstlich behaupten, dass so ein Stuss richtig ist??? Das Induktionsgesetz beschreibt das Entstehen von Spannungen oder allgemein elektrischen Feldern durch sich ändernde Flüsse, aber doch nicht das Entstehen der Flüsse selbst. Wie Magnetfelder entstehen zeigt das Ampèresches Gesetz, und dort kommt nur der Strom vor. Ja, natürlich braucht der Strom eine treibende Spannung, weshalb es ohne Spannung keinen Fluss gibt. Und ja, es besteht deswegen eine Korrelation zwischen Spannung und Fluss, aber physikalisch ursächlich (und darum geht es in dem Abschnitt "Grundprinzip"!!!) für den Fluss ist der Strom.
Das steht auch so im Küpfmüller, man muss ihn nur richtig verstehen: Die Spannung an der Primärwicklung treibt einen Strom, der sich ändernde Strom erzeugt nach dem ampereschen Gesetz einen sich ändernden Fluss, dieser wiederum eine induzierte Gegenspannung, die der angelegten Spannung entgegengerichtet ist. Ergebnis ist der beschriebene Gleichgewichtszustand. Deswegen ist der Fluss aber noch lange kein "Induktionsphänomen".
@Emeko: Zitat von Hilfe:Wiederherstellen:"Sie brauchen nur auf den Knopf „kommentarlos zurücksetzen“ zu klicken, und schon ist ein Vandalismus auf die Version des vorherigen Autors rückgängig gemacht. Dieser Knopf darf nicht verwendet werden, um Änderungen rückgängig zu machen, die keinen Vandalismus darstellen." Du hast eine richtige und belegte Aussage durch eine unbelegte falsche ersetzt, vielleicht möchtest Du das rückgängig machen. Bei der Gelegenheit kannst Du auch die zerschossenen Referenz, die aus Deine Bearbeitungen resultierte, korrigieren und erklären, was mit "Die Kurzschlussspannung hängt wesentlich von der Konstruktion des Kerns und der Lage und dem Innenwiderstand der Spulen zueinander ab." gemeint ist.
@Emeko, ich kann dich beruhigen, ich bin noch nie in Wikipedia aufgetreten. Es geht hier um die Klärung, ob das Induktionsgesetz oder das Amperegesetz die Entstehung des magn. Flusses beschreiben. Beide Gesetze sind ähnlich, nur dass Ursache und Wirkung mehr oder weniger vertauscht sind. Das Induktionsgesetz besagt, dass eine magn. Flussänderung ein el. Feld und damit Spannungen induziert (siehe Wikipedia). Das physikalische Phänomen, welches das Entstehen und die Änderung des magn. Flusses beschreibt, ist das Ampere- bzw. Durchflutungsgesetz (siehe Wikipedia). Damit wird auch nicht deiner Aussage widersprochen, dass der Primärstrom je nach Kerntyp unterschiedlich ausfällt (Die Abhängigkeit des Primärstroms vom jeweiligen Trafo wird wohl durch Selbstinduktionsvorgänge erklärt werden müssen).
@Elmil, ohne den Kupfmüller vor mir zu haben: wenn Aussagen über die sich einstellende Selbstinduktionsspannung gemacht werden, muss natürlich das Induktionsgesetz verwendet werden (Ursache: Flussänderung -> Wirkung: Selbstinduktionsspannung). Die weitere Ausführung verstehe ich nicht: Ich habe den magn. Fluss doch nicht als Ursache eines Magnetisierungsstroms dargestellt.
Übrigens finde ich Punkt 2 beim Grundprinzip auch nicht besonders gelungen. Aber dazu vielleicht später.
Suvroc: Dein Satz oben: "Die Spannung an der Primärwicklung treibt einen Strom, der sich ändernde Strom erzeugt nach dem ampereschen Gesetz einen sich ändernden Fluss, dieser wiederum eine induzierte Gegenspannung, die der angelegten Spannung entgegengerichtet ist. " Bei der Grafik von mir vom Ringkerntrafo weiter oben, siehst du sehr schön, wenn du überhaupt willst, dass sich der Strom gar nicht ändert während der Aufmagnetisierung unter der Spannungshalbwelle, nur die Spannungszeitfläche ändert sich stark. Deshalb stimmt die oben gemachte Aussage nicht. Ich kann das nur immer wieder betonen. Die Elektroniker sind da weiter, die den Übertrager für Schaltnetzteile schon lange mit der Spannungszeitfläche berechnen. Du solltest mir nicht drohen, dass ich eine richtige Behauptung gelöscht habe. Ich lösche sie so lange wie du es wieder falsch hineinschreibst. Wieso bist du so unbelehrbar? Hängst du so an der alten Literatur? Lies mal neu wo es richtig drin steht.--Emeko (Diskussion) 22:24, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Die Kurzschlussspannung hängt nicht nur von der Kernkonstruktion und der Lage der Spule zueinander ab, sondern auch vom ohmschen Widerstand der Spulen. Das ist doch eine Trivialität. Dass du da nicht selber draufkommst? Hast du die Kurzschlussspannung noch nie selber an verschiedenen Trafos gemessen?--Emeko (Diskussion) 22:24, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Selbstverständlich spielt der ohmsche Widerstand eine Rolle, genauso wie der Blindwiderstand. Nur die "Innenwiderstände zueinander" machten keinen Sinn. Hat sich aber dank Revertierung mittlerweile erledigt.--Suvroc (Diskussion) 23:16, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Wieso zueinander? Absolut ist es. Ein Trafo mit einem gtrößeren Ri im Wickel hat doch eine größere Kurzschlussspannung als ein gleich großer und gleich gebauter Trafo mit dickeren Drähten und deshalb kleinerem Ri, natürlich wenn das Wickelfenster groß genug ist.--Emeko (Diskussion) 23:19, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Ich strafe diesen unsäglichen Artikel und die eigentlich noch unsäglichere Diskussion dazu im Normalfall mit Missachtung, möchte aber die physikalische kausale Abfolge darstellen: elektrische Spannung (siehe Benutzer:Wefo/Stromquelle, immer erst eine Spannung, dann ein Strom) → elektrischer Strom → magnetische Urspannung (Durchflutung) → magnetischer Fluss → dessen irgendwie bewirkte Änderung (beim Trafo also durch Stromänderung, die Änderung z. B. durch Magnetostriktion ist ein Dreckeffekt) → induzierte elektrische Spannung → von dieser angetriebener elektrischer Strom mit der Richtung gemäß Lenzsche Regel, also gegen den anfänglichen elektrischen Strom gerichtet und damit diesen nur im Idealfall kompensierend. Ein Trafo mit Kern entspricht zwar der typischen Anwendung, aber auch die zwei Drähte aus der aktuellen Definition des Ampere bilden, wenn die Kraft durch eine Gegenkraft daran gehindert wird, die räumliche Lage der Drähte zu verändern, einen Transformator. Wenn der Abstand der Drähte geringer gewählt wird, ist die Streuinduktivität geringer und die Gegeninduktivität größer. -- wefo (Diskussion) 22:31, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Wefo, wenn du nicht mitliest, solltest du auch nicht mitdiskutieren. Außerdem verstehe ich nicht was du sagen wolltest mit deinem Schachteltext oben. Gruß, --Emeko (Diskussion) 23:02, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@suvroc, noch ein Angebot zum Nachdenken: Was passiert beim Trafo der für 60 Hz ausgelegt ist, der dann aber nur mit 50 Hz betrieben wird. Er zieht mehr Strom. Was für Strom, Sättigungsstrom, der am Ende der Spannungshalbwelle zum Fliessen kommt. Und warum tut er das? Weil die Spannungszeitfläche zu groß ist für die Spulen- und Kernauslegung. Das ist also nicht der Strom der die Sättigung macht. Er zeigt sie nur an. Was beweist das? Sicher nicht, dass der Strom den Magnetfluss Phi aufbaut, sondern die Spannungszeitfläche es tut. Das wurde schon so oft gesagt aber Ihr Zweifler seid Beratungsresistent. Am Ende seid Ihr noch die Herren, welche die alten Bücher geschrieben haben, man könnte es fast glauben.--Emeko (Diskussion) 23:02, 10. Dez. 2012 (CET)
@Zipferlak, du wirst deinem Namen fürwahr gerecht. Du bist hier wohl sowas wie der Scharfrichter, der ohne nachzudenken auf Befehl handelt. Auf Argumte antwortest du nicht einmal mehr, du kannst wohl nur revertieren. Was soll dann die Diskussion noch. Am besten der Artikel wird wieder für 4 Wochen gesperrt.--Emeko (Diskussion) 23:12, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Emeko, in den vergangenen Stunden hast Du Pjacobi, eine IP, Wefo und Suvroc ziemlich rüde angefahren, ihnen teilweise das Recht auf Teilnahme an der Diskussion abgesprochen und ihnen unterschwellig unterstellt, keine Ahnung zu haben. Du solltest Dein Verhalten anderen Nutzern gegenüber überdenken und in Erwägung ziehen, dass diese Recht haben.
Hallo Stepro, ich spreche niemandem das Recht auf die Teilnahme zur Diskussion ab, ich fordere im Gegenteil dazu auf. Aber wenn jemand nur 10 % davon mitliest, ist er dann befähigt mitzdiskutieren? Im Übrigen habe ich den Artikel nicht gegen den Konsens verändert, sondern am Ende der Diskussion lediglich das verändert was unwiedersprochen blieb und was trivial ist. Zum Beispiel dass die Leistung für die Trafogröße bestimmend ist und nicht nur die Spannungshöhe. Aber der Herr Zipferlak streicht das immer wieder. Findest du das ok?--Emeko (Diskussion) 09:36, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Die Spannungszeitfläche als mathematisches Konstrukt tut im Gegensatz zum physikalisch real existierenden Strom gar nichts. Ansonsten steht alles im Schachtelsatz.--Suvroc (Diskussion) 23:16, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Suvroc: Die Spannungszeitfläche existiert auch physikalisch real, genauso wie der Strom. Ich mache einen neuen Versuch die Sachlage zu erklären: Vielleicht solltest Du, Ihr, daran denken dass die Ummagnetisierung im Eisen weder vom Strom alleine noch von der Spannungszeitfläche alleine bewerkstelligt wird. Es ist die Ummagnetisierungsarbeit die das Ummagnetisieren ausführt. Sie erwärmt ja den Kern auch. Das hatten wir mühsam diskutiert. Ihr habt das bisher nicht gesehen, weil bei Euch der Blindstrom für die Magnetisierung ja keine Arbeit verrichten kann, wegen seiner Phasenverschiebung um 90 Grad. Deshalb habe ich ja versucht Euch zu zeigen, mit meinen Messkurven, dass der Strom zum Kern Aufmagnetisieren, tatsächlich in Phase mit der Spannung ist. Und Arbeit ist Spannung mal Strom mal Zeit. Also kommt der Strom natürlich auch darin vor, er baut ja auch das Magnetfeld H auf. Aber er ist es nicht alleine der die Magentisierung erhöht oder umpolt im Eisen, wie Ihr bisher argumentiert habt. Ich denke darüber sollte nach der langen Diskussion endlich ein Konsens herrschen. Für die Beurteilung des Trafos in Bezug auf Spannung, Überspannung, Induktionshöhe, Sättigung, Windungsbedarf, Kernflächenbedarf usw., ist der Magnetisierungs-Strom aber gar nicht nötig. Da genügt die Spannungszeitfläche. Siehe die Trafoformel, oben. Solange das nicht seinen Ausdruck im Artikel findet werde ich das immer wieder anmahnen.--Emeko (Diskussion) 09:36, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@suvroc: Es ist kein Stuss, sondern genau so ist es. Das Induktionsgesetz funktioniert in beiden Richtungen. Die von Küpfmüller gewählte Erklärung ist eine, eine andere sagt , dass Fluss nichts anderes ist als Spannungszeitfläche. Wirkt eine solche auf eine Spule ein, entsteht im Kern genau der Fluss, der dieser Zeitfläche gleichkommt. Deswegen bedeutet eine Spannungseinprägung an einer Spule immer auch eine Flusseinprägung in ihrem Kern. Dieser Zusammenhang gilt grundsätzlich für jede Anordnung, gleich ob als magnetischer Kreis, in dem der Fluss dann zu beobachten ist, ein Eisenkern, ein Holzkern, Luft oder Wasser oder sonst was zu finden ist. Natürlich braucht der Fluss ein Magnetfeld H und nur dieses hängt dann vom magnetischen Widerstand der Anordnung ab (d. h. ob Eisen oder Luft oder sonst was) und der Fluss zusammen mit dem Eigenschaften des Magnetkreises bestimmt dann den Strom. Natürlich kann man auch mit dem Strom anfangen, letzten Endes sind alle 3 Größen miteineander verknüpft. Aber praktische Gründe allein schon sprechen dagegen, weil der Strom allein ohne die Kerneigenschaften nichtssagend ist über den Fluss. Man müsste diese also immer vorher schon kennen und wenn dort dann auch noch Nichtlinearitäten auftreten, wie bei ferromagnetischen Kernen eigentlich immer der Fall, dann ist man hier schon am Ende. Dagegen ist die Beziehung Spannung > Fluss absolut kernunabhängig und die Beziehung Fluss> Sekundärspannung natürlich auch. Womit auch gleich erklärt wäre, dass die Übertragung der Spannung von Primär nach Sekundär immer unabhängig vom Kern und absolut kurvenformgetreu erfolgen muss. Sätzte wie: "Also ich für meinen Teil glaube verstanden zu haben, wie sich das mit den Rechteckwerkstoffen verhält. Was mich aber noch brennend interessiert: Für welche Transformatoren und weshalb werden solche Werkstoffe eingesetzt? Für "normale" Transformatoren, die eine Spannung einfach möglichst verzerrungsfrei transformieren sollen, sicher nicht. Dafür wären sie völlig ungeeignet, wie Pewa weiter oben schon anmerkte." solche Sätze, die sind Stuss, rühren aber daher, dass man immer wieder den Magnetisierungsstrom in den Übertragungsvorgang miteinbezuiehen will. MfG --Elmil (Diskussion) 23:17, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Nochmal: siehe Wefos Schachtelsatz, ich habe keinen Bock mehr, das noch ein viertes mal auseinanderzusetzen. Wenn ich Stuss geredet habe, dann sag mir doch endlich mal wo ich einen Leistungstrafo mit Kern aus Rechteckwerkstoff kaufen kann! Gruß --Suvroc (Diskussion) 23:25, 10. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Suvroc: Auch der Leistungstrafo hat Bleche aus Kornorientiertem Material die immer in Flussrichtung orientiert sind. Und wenn du von diesen Bleche die Hysteresekurve anschaust, dann ist sie nahezu rechteckförmig. Es gibt sie sogar schon aus Metglas, deren Kurven weiter oben zu sehen sind. Leider kommen dann aber die vielen kleinen Luftspalte dazu wenn der Kern fertig gelegt ist. Dann hast du natürlich keine Rechteckkurve mehr. Siehe die Kennlinie vom Trafo ohne Eisenkern. Beim Ringkern siehst du am Ummagnetisierungs-Strom aber am besten was im Eisen passiert, weil der störende Luftspalt und sein Aufmagnetisierungsstrom entfällt. Dieser Kern Ummagnetisierungs-Strom war dir bisher fremd. Du hast immer nur den Blindstrom gesehen, der aber vom Luftspalt kommt. Du wolltest auch die Magnetisierung dann schlagartig umklappen lassen bei den Rechteckkernen. Du glaubtest auch das Myr sei unendlich beim Rechteckmaterial. USW. alles falsche Vorstellungen. Ich will mich habe nicht mehr wiederholen. Du kannst die Diskussion nachlesen. Aber das scheint dich nicht zu interessieren. Gruß, --Emeko (Diskussion) 09:36, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Suvroc: Danke für Deine Unterstützung. Du solltest aber bedenken, dass Du Dich mit „Leistungstrafo mit Kern aus Rechteckwerkstoff“ auf das abgründige Niveau derer begibst, die den Transformator ausschließlich als Netztransformator sehen.
Mein Schachtelsatz gilt in ähnlicher Weise auch für elektrische Maschinen (auch für Drehmelder). Dort wird dann gerade nicht vorausgesetzt, dass sich die Geometrie nicht ändert, und wir haben es mit mechanischen Kräften zu tun.
Ich möchte auch etwas zur Spannungszeitfläche gestehen: Zu einer Zeit, zu der ich die Bedeutung von Formelzeichen und Größen noch nicht kannte und mich nur für die elektrische Seite interessierte, paukte ich das Ohmsche Gesetz in der Form V = A x Ohm. Mit den Spannungszeitflächen fühle ich mich in diese Zeit zurückversetzt, denn die Einheit Vs für den magnetischen Fluss als physikalische Größe bedeutet eben nicht, dass es einfach so um das Produkt einer (elektrischen) Spannung und der Zeit als physikalische Größen geht (die Spannungszeitfläche einer belasteten 4,5-V-Batterie könnte ein recht ungewöhnliches und wohl auch eher ungeeignetes Maß für deren Qualität sein). So eine Verbindung wird erst über einen konkreten Versuchsaufbau (vgl. Definition des Ampere) hergestellt. Beispiel: Vor inzwischen sehr langer Zeit führte man alle Einheiten für physikalische Größen auf cm, gr und sec zurück (CGS-Einheitensystem), wobei ich die im Artikel genannten, feinsinnigen Unterscheidungen nicht ausreichend kenne, weil sie in meinen Kinderbüchern nicht ausreichend klar hervortraten. Für den Transformator, der im Einkreiser oder im Detektorempfänger die Energie der Antenne möglichst optimal an den Eingangswiderstand des Empfängers anpasst, haben Spannungszeitflächen offenbar so wenig Bedeutung, dass sie in meinen „Kinderbüchern“ (z.B. Radio-Amateur 1924) nicht oder nicht prominent erwähnt wurden (ich bin zu faul zum Nachschlagen). Und natürlich räume ich ein, dass meine Sicht auf den Transformator von diesen anderen Anwendungen geprägt ist; auch ich bin in dieser Beziehung ein Fachidiot. Gruß -- wefo (Diskussion) 07:29, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@wefo: Was ist die Spannungszeitfläche eines Karftwerks? Weil du die von der Batterie wissen wolltest. Es ist natürlich sinnlos die Spannungszeitfläche einer Quelle zu berechnen. Es macht aber durchaus Sinn die Spannungszeitfläche die ein Schalter auf eine Last gibt zu berechnen. Beispiel Schaltnetzteil Übertrager. Wie wärs wenn du dich einfach mal darüber schlau machen würdest, als immer nur aus alten Zeiten hier zu erzählen? Zum Trost: Wahrheiten die niemanden verärgern sind meist nur halbe.--Emeko (Diskussion) 09:36, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Reaktion von Ringkerntrafo wenn er mit steigender Spannungs-Zeiftläche beaufschlagt wird, die symmetrisch immer größer werden. Weshalb geht denn der Trafo am Ende in Sättigung und wirft sogar die Sicherung raus? Natürlich weil zu viel Strom fließt. Weshalb fließt zu viel Strom? Weil man ihn zu groß hat fließen lassen, wäre die Aussage der Verfechter der Stromtheorie. Das währe dann aber nur möglich mit einer Netzsteckdose als programmierbare AC- Konstantstromquelle. Sowas gibts natürlich ist aber nicht das was hier benutzt wurde. Richtig ist: Die Spannungszeitflächen wurden wegen der steigenden Überspannung dem Trafo einfach zu groß, weshalb die Hysteresekurve immer mehr zu weit ausgesteuert wurde und jedesmal mehr in die Sättigung gefahren wurde. Die Wahrheit tut manchmal weh und ist unbequem. Bitte, bitte erklärt es mir wie Ihr das seht, weshalb der Kern hierbei in Sättigung geht!!--Emeko (Diskussion) 10:03, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Emeko: Die Spannungszeitfläche eines Wechselspannungs-Kraftwerks ist null und würde selbst dann keine besonders sinnvolle Aussage ergeben, wenn sie auf eine Halb„welle“ beschränkt würde. Dafür haben wir den Mittelwert der gleichgerichteten Spannung und den von dessen Quadrat, den Effektivwert. Und bei der Gleichrichtung ist sogar der von Dir erwähnte „Schalter“ beteiligt. Und bei der Gleichrichtung mit Ladekondensator muss man sogar eine „Stromzeitfläche“ berechnen, um die Welligkeit zu bestimmen (ebenfalls ein zutiefst fragwürdiger Artikel, denn die Welligkeit ist eben keine Restwelligkeit). Und im Übrigen: Vor knapp vier Jahrzehnten habe ich ein Schaltnetzteil gebaut, damit die Kühlbox das Anspringen des Autos nicht verhinderte. Und Du wirst es kaum glauben: Ich habe dabei keine Spannungszeitfläche berechnet.
Noch einmal ganz deutlich: Das alles hat in einem allgemeinen Artikel über Transformatoren absolut nichts zu suchen, weil es den unbedarften Leser nur verwirren kann. -- wefo (Diskussion) 10:09, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@wefo: sei bitte nicht spitzfindig. Dann schliess halt einen Gleichrichter nach dem Kraftwerk an und messe dann die Spannungszeitfläche. Übrigens sind die Spannungszeitflächen die für den Trafo wichtig sind, weil jede Halbwelle die Hysteresekurve einmal in eine Richtung durchfährt, durch aus unendlich wenn man sie addiert. Natürlich kann man Schaltnetzteilübertrager auch ohne Spannungszeitflächen berechnen. Habe ich früher auch so gemacht. Aber mit Ihnen geht es viel einfacher. Auch der Laie versteht den Trafo damit viel leichter. Was sagst du denn zu meiner Grafik oben. Ich bin auf deine Erklärung gespannt.--Emeko (Diskussion) 10:18, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Emeko: Genau das habe ich vor Jahren gemacht: Ich habe einen „Gleichrichter nach dem Kraftwerk“ angeschlossen und so die durchschnittliche Spannungszeitfläche halbiert. Normal gesprochen: Ich habe die Stromaufnahme eines Warmwasserspeichers durch Einweggleichrichtung halbiert, weil unser gesamtes Netz nur mit 10 A abgesichert war. Und weil die Spannung meist so niedrig war, dass die Glühlampen recht traurig waren und die Fernseher auch nicht so recht wollten, habe ich das Netz der ganzen Wohnung mit einem Autotrafo hochgesetzt. Und das alles, ohne von Spannungszeitflächen auch nur eine Vorstellung zu haben.
Die Fläche Deiner Grafik schätze ich auf ca. 25 Quadratzentimeter, kann sie aber mit dem PC deutlich vergrößern. Im Ernst:
1. „Fläche“ steht im Wort Spannungszeit„fläche“ für das Integral einer Spannung über die Zeit. Dies ist ein Technikerslang, der schon einer vorbereitenden Erklärung darüber bedarf, was da eigentlich wie gemessen werden soll.
2. Das Verhalten von technischen Anordnungen mit Schalter(n) ist ein Spezialgebiet, das in einem allgemeinen Artikel über den Transformator nichts zu suchen hat.
@wefo: Es nicht das Wissen einzelner. Siehe die zahlreich angegebene Literatur, von Elmil hauptsächlich. Dein Beispiel mit dem Einweggleichrichter ist in jedem Foen eingebaut. Es versaut das Netz und gehört verboten. Es trifft aber nicht das was ich ausdrücken möchte. Weshalb beantwortest du meine Fragen nicht?--Emeko (Diskussion) 12:17, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Es ist ja fast schon wieder witzig, mit welchem profundem Unverständnis manche Leute hier ihr Trafowissen vor sich her tragen.
@suvroc: Du wolltest wissen, wo man so einen Ringkerntrafo kaufen kann. Die Frage lässt erkennen, wie weit Du vom Thema weg bist. Schau mal in den Katalog von Conrad oder von Bürklin. Bei letzterem finden sich ganze Baureihen von 3 verschiedenen Herstellern. Dazu kommen noch die vielen Hersteller von Ringkernstelltrafos. Ich weiss natürlich nicht, welche Blechqualitäten die einzelnen Hersteller verwenden, aber üblich sind Texturbleche wie z. B. Trafoperm o. ä. Die Frage lenkt auch ab. Auf Ringkerne kommt es dann, wenn Du recht hättest, gar nicht an. Verzerrt, wenn auch nicht so stark, sind ja auch die Mag. -Ströme von Schichtkernen, weil die Mag. Kennlinie auch dort nichtlinear ist. Diese Trafos würden dann alle verzerrt übertragen. Dem ist mitnichten so. Das ist weit verbreiteter Unsinn. Ich zitiere aus einer von Dir genannten Literaturstelle von der Uni Kiel (!!) hier
"Neben Hystereseverluste hat man noch ein zweites Problem: Jede Abweichung der Magnetisierungskurve von einer perfekten Geraden bedeutet, dass das Ausgangssignal gegenüber dem Eingangssignal etwas verzerrt ist. Gibt man einen sin(wt) rein, kommen auch höhere Harmonische - sin(nwt) mit entsprechend kleiner Amplitude mit raus."
Das ist Schwachsinn ^3, der daher rührt, dass die Leute meinen, der Mag.-Strom spielt für die Spannungsübertragung eine Rolle. Auch die Feststellung, dass man "wenn es auf eine besonders lineare Übertragung vom Eingang zum Ausgang ankäme, man einen Luftspaltkern benötigt" ist ebenso kompletter Unsinn. Den Satz findet man auch hier im Artikel, er stört mich schon lange, er gehört entweder ersatzlos gestrichen oder man müsste erklären, unter welchen stark einschränkenden Voraussetzungen er seine Gültigkeit hat. MfG --Elmil (Diskussion) 10:50, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Elmil, ich glaube Suvroc meint keine Ringkerntrafos, sondern die dicken Brocken der MVA Leistungstrafos, die aus geschichteten Blechen, die weit überlappen gebaut werden. Dazu habe ich schon geantwortet.
Warum änderst du nicht einmal im Artikel was falsch ist? --Emeko (Diskussion) 11:30, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Das ist ja das Traurige, dass die Studenten das Falsche lernen müssen. Ich habe reihenweise solche Fehler in der Literatur entdeckt, die so hartnäckig von unseren lieben Diskussionsteilnehmern verteidigt werden. Da aber viele Studenten inzwischen zuerst ins Wikipedia schauen, bevor sie in Fachbücher kucken, sind wir so hinterher, dass hier das Richtige steht in Zukunft. Wenn ich dann die Verfasser anschreibe und auf die Fehler hinweise, kommt keine Antwort.
Dazu würde ich mich sehr über eine Aussage von Pjacobi, Zipferlak, Stepro, WDWD, Keineinstein, Janka, Suvroc, Pewa, usw. freuen.--Emeko (Diskussion) 11:30, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Zipferlak: Du bist im IT Sektor tätig. Woher nimmst du dir die Freiheit, das was erfahrene Transformator Anwender, mit Belegen nachgewiesen, hier schreiben, wieder zu löschen? Nur weil du Mentor bist? Da sage ich nur Schuster bleib bei deinen Leisten.--Emeko (Diskussion) 12:17, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Das Zitat von der Uni Kiel ist keinesfalls - wie oben behauptet - „Schwachsinn“. Es behandelt ausdrücklich „Signale“ und deren Formtreue hängt entscheidend von der sich aufgrund der magnetischen Eigenschaften des Kernes ändernden Steilheit ab. Es handelt sich also im Gegensatz zu eventueller Theoriefindung um eine ernst zu nehmende Quelle.
Was die Aussage betrifft, „Es versaut das Netz und gehört verboten“ ist diese insoweit unzutreffend, als derartige Leistungsreduzierungen bei der Vielzahl der Verbraucher für das Netz praktisch keine Bedeutung haben dürften. Eher könnte ich unterschreiben: So schlechtes Deutsch gehört verboten. -- wefo (Diskussion) 12:37, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Bitte keine Märchen oder Wortklaubereien. Der Schwachsinn handelt - expressis verbis-- von Transformatorkernen und selbst wenn man Übertrager hier mit einschließt, solange das "Signal" durch eine Spannung dargestellt wird, betrifft er selbstverständlich auch Signale. MfG -- Elmil (Diskussion) 13:53, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@wefo, was die Uni Kiel schreibt ist an mehreren Stellen falsch. Du verwechselst wohl die Bedingungen beim Röhrenverstärker Ausgangsübertrager, wo der Anodenruhestrom im Luftspalt kompensiert werden muss, mit den Bedingungen beim Netztrafo, der bekanntlich vom Netz her keinen DC Offset sieht. Und wenn ja, dann zeigte ich am Beispiel von Stefan Fassbinder, was passiert wenn man so eine Mistschaltung wie im Foen mit derV Diode am Netz hat und parallel dazu einen Trafo ohne Luftspalt betreibt.
Das sind aber einseitige Sättigungseffekte, die mit der Signalübertragung von Symmetrischen Signalen beim Trafo mit steiler Hysteresekurve keine Rolle spielen und wo diese steile Kurve die Ausgangsspannung natürlich nicht verzerrt.--Emeko (Diskussion) 14:08, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Hier die Grafik dazu:
Ringkerntrafo im Lerlauf am gleichen Netz wie Foen in Sparstufe mit Diode vor Heizer. Achtung der Foen ist der Trafoprimärwicklung parallelgeschaltet.
Wenn die pos. Spannungshalbwellen etwas kleiner sind als die neg. entsteht eine leichte neg. Sättigung, weil die negativen Spannungszeitflächen die Oberhand haben. Weiterer Beweis für die Wirkung der Spannungszeitflächen. Wie willst du das denn sonst erklären? Wefo usw. Übrigens würde die Ausgangsspannung des Trafos auf der Sekundärseite hiervon noch nicht beeinflusst und genaus wie die Primärspannung aussehen. Höchstens am Ende der neg. Halbwellen würde am Ri der Primärspule des Trafos der 40 mA Sättigungsstrom des Trafos einen kleinen Spannungs Abfall erzeugen und die Halbwelle etwas verbiegen. Das würdest du aber nur mit einem Oberwellen Spektrumanalyser ermitteln können. Ist es das was du meinst mit dem Einfluss der Kennlinie auf die Übertragung? Aber nochmal Achtung, das tritt nur bei Netzasymmetrien mit DC Offset auf. Bei deiner Transistorendstufe die über einen Kondensator mit dem Übertragertrafo ausgekoppelt ist, sieht der Trafo nur zur Nullinie symmetrische Spannungen und überträgt verzerrungsfrei, sofern er nicht übersteuert wird und das B in Sättigung geht. --Emeko (Diskussion) 14:26, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Emeko schreibt: " Ich habe reihenweise solche Fehler in der Literatur entdeckt, die so hartnäckig von unseren lieben Diskussionsteilnehmern verteidigt werden."
Dann widme bitte Deine Schaffenskraft der Verbesserung der Literatur und des Standes der Wissenschaft. Hier in der Wikipedia bilden wir ab, was in der Literatur steht und an Hochschulen gelehrt wird, unabhängig davon ob Deine Messungen dem widersprechen.
@Pjacobi, schön dass du auch mal was dazu sagst. Ich hatte die Hoffnung, du würdest aber fachlich was dazu sagen und mir helfen einen Professor zu finden der das verarbeitet. Aber bin ich ja nicht alleine, Elmil ist der gleichen Meinung, die er auch mit richtiger Literatur belegt, die fehlerfrei ist. Was sagst du dazu? Schaut doch mal meinen Vorschlag im Kapitel unten an.--Emeko (Diskussion) 14:31, 11. Dez. 2012 (CET)
@Pjacobi, ich hatte dich auch gefragt ob du nicht einsehen kannst, dass die Messkurven genauso viel wert sind wie Fotos, die ja an sich schon eine belegte Quelle darstellen. Aber dazu kommt von di nur immer der gleichte Text. Das ist doch keine Diskussion sondern ein Abwehrkampf.--Emeko (Diskussion) 14:33, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Es ist doch wunderbar, wenn Elmil Deine Meinung unter Angabe von zulässigen Quellen unterstützen kann. Dann solltest Du umso mehr aufhören, Deine eigenen Messungen hier einzubringen, die nicht als Quelle zulässig sind. Du schadest Dir dadurch nur selbst.
Nein, Fotos (und Videos) sind keine zulässige Quelle. Der Punkt ist auch gar nicht, dass ich die Korrektheit Deiner Messungen anzweifele, sondern ihre Relevanz. Die Wikipedia als Enzyklopädie bildet die Lehrmeinung, ob sie nun falsch oder richtig ist.
Findest du nicht es ist dann etwa so wie vor hunderten von Jahren, mit Kepler und Galilei? Wenn ich die Grafiken nur in die Diskussion stelle, kann das doch nichts schaden. So kann ich doch damit den einsichtigen Diskutanten zeigen was ich meine. Eine Grafik sagt viel mehr aus als 1000 Worte. Das was du sagst, betreffend den Grafiken im Artikel sehe ich ja ein, so schwer es mir fällt. Ich suche nach einem Autor, der meine Grafiken verwendet. Aber sag bitte dem Zipferlak er soll nicht nur löschen sondern auch mal denken. Was sagst du denn zu meinem Vorschlag im Absatz 10? Ich werde das so in den Artikel setzen, wenn sich innerhalb 48 h kein Widerspruch regt. Grüße, --Emeko (Diskussion) 16:09, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Gemach, Gemach, hier wird niemand auf dem Scheiterhaufen verbrannt. Aber es gibt einen Seitenbetreiber, eine Projektdefinition und Projektziele, Richtlinien und Administratoren, die beauftragt sind deren Einhaltung durchzusetzen. Wer etwas anderes will, veröffentlicht auf einer anderen Plattform und niemand muss foltern oder gefoltert werden. Wenn Du jede Woche in den Schachklub gehst umd Bridge zu spielen, und Dich immer und immer wieder darüber beschwerst, dass Schach gespielt wird, wirst Du sicherlich auch komisch angesehen werden. Und eventuell wird das in einem Hausverbot enden.
Ich finde der Vergleich hinkt. Ich gehe hier sinngemäß in den Schachklub und will Schach nach den neuesten Erkenntnissen spielen. Ihr sagt aber Ihr wollt nach den alten Regeln spielen. Da Ihr aber ein großes Vorbild seid, nenne ich das Fortschrittsbremsend. Bei der Diskussion sind doch die Messkurven erlaubt. Sag mir bitte wo ich das sonst dikutieren kann, mit vergleichbarer Reputation. Und denke daran, dass die Studenten und Schüler es falsch lernen, wenn sie heute ins WP schauen.--Emeko (Diskussion) 17:12, 11. Dez. 2012 (CET),Korr. --Emeko (Diskussion) 09:30, 12. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Emeko: Irgend wann einmal solltest du doch verstehen, dass Deine Messkurven, so richtig sie sein mögen, hier nicht gefragt sind. Sie werden immer gegen Dich wirken, weil man Dir unterstellt, dass Du Dir das selbst ausgedacht hast und das ist hier verpönt. Und weil Du mich gefragt hast, Änderung im Artikel mach ich eigentlich nur, wenn ich das Gefühl habe, dass in der Runde hier Konsens darüber besteht. Diesen Stil erwarte ich übrigens auch von allen anderen.
@Pjakobi.: Ihr solltet euch das aber auch nicht so leicht machen. Man schafft es ja nicht mehr mal mit bestem Quellenmaterial eine saubere und schlüssige Darstellung des Trafogrundprinzips durchzusetzen bzw. wieder herzustellen (es war ja schon mal richtig). Allein die Abläufe geben zu denken. Da äussert ein Anonymus einen Einwand und es dauert keine halbe Stunde, da hat Zipferlack ohne jede Diskussion diesen schon im Artikel eingebaut. Ich habe ihn hier sofort darauf angesprochen mit Nennung einer soliden Quelle , aber nie eine Antwort oder eine Stellungnahme bekommen. Das ist kein guter Stil und weckt den Verdacht, dass man gar nicht an einer sachgerechten Darstellung interessiert ist, sondern nur noch Gesichtswahrung betreibt und über Quellen wohlbegründete und sachgerechte Einwände nur ignoriert oder runterbügelt. Gerade bei widersprüchlicher Quellenlage, und die mag hier ja vorliegen, erwarte ich mir, dass hier in der Diskussion eine sachliche Bewertung vorgenommen wird, natürlch unter Einbeziehung der Qualität der betrachteten Quellen. Küpfmüller wäre da wahrlich nicht die schlechteste Adresse. Diese Bewertung wird auch nur möglich sein, wenn eigene Sachkenntnis miteingebracht wird ohne dass dies als Theoriefindung ausgelegt wird. Wenn ich aber dann nur lese, Küpfmüller schreibt Stuss oder ich kann nicht lesen, dann frage ich, wo da die Sachlichkeit bleibt. Mit freundlichem Gruß --Elmil (Diskussion) 19:46, 11. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Elmil: Natürlich habe ich die Messkurven selbstgemacht. Was mich erschüttert ist: Denken ist hier verboten. Abschreiben nicht nur erlaubt sondern Pflicht. In welcher Schule bin ich den hier gelandet? Kann mir jemand ein Forum sagen wo meine Beiträge willkommen sind? --Emeko (Diskussion) 09:17, 12. Dez. 2012 (CET)
@alle, und ich frage mich wo bei Zipferlak die Sachkenntnis bleibt, wenn sie überhaupt mal da war. Wieso gibt mir denn keiner eine Rückmeldung auf meinen Textvorschlag in Abschnitt 10 unten? Ich finde der kommt beiden Standpunkten entgegen, stellt aber die Wirkungsrichtung der Spannung klar heraus.
@Elmil, danke ich habe verstanden. Endlich. Schau bitte mal auf deine Benutzerseite.--Emeko (Diskussion) 21:19, 11. Dez. 2012 (CET)
−Beantworten
nicht gerade konstruktiv, der Einwand. Jemand der immer sagt er sei zu faul zum mitlesen, kann doch kein ernstzunehmender Diskussionsteilnehmer sein. Auch wenn er glaubt besser Deutsch oder gar Latein zu können, das aber die Sachkenntnis nicht ersetzen kann.--Emeko (Diskussion) 09:17, 12. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Ich möchte auf einen Beitrag von MichaelLenz hinweisen zur gefälligen Beachtung, den er ganz oben unmittelbar unter Zipferlacks "Änderungsmitteilung" plaziert hat. Danke. --Elmil (Diskussion) 09:55, 12. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Strittige Aussage im Artikel neu formuliert
Letzter Kommentar: vor 11 Jahren1 Kommentar1 Person ist an der Diskussion beteiligt
Hallo an alle.
Die strittige Aussage könnte auch so lauten: # Eine Wechselspannung auf der Primärseite des Transformators erzeugt aufgrund der elektromagnetischen Induktion zusammen mit dem sich dazu einstellenden Magnetisierungsstrom, einen wechselnden magnetischen Fluss im Kern, wobei der Magnetische Fluss und die Spannung gleichzeitig auftreten. Der sich einstellende Magnetisierungsstrom hängt dabei in seiner Amplitude und seinem Verlauf stark von dem Trafokernaufbau und dem Kernmaterial ab. Der wechselnde magnetische Fluss wiederum induziert auf der Sekundärseite und in der Primärspule des Transformators eine Spannung (Spannungstransformation), welche die Primärspannung unverfälscht und ohne Einfluss des Trafokernes abbildet.
Bitte Stellungnahmen abgeben, nicht einfach ignorieren!--Emeko (Diskussion) 10:40, 11. Dez. 2012 (CET)
Bei Trafogröße und Kurzschlussspannung hatte ich auch sinnvolle Änderungen gemacht, die immer wieder von Zipferlak pauschal gelöscht werden. Er löscht einfach alles von mir eingefügte. Er diskutiert aber gar nicht mit. Er löscht nur. Ist das Ok? Ich finde überhaupt nicht.--Emeko (Diskussion) 10:40, 11. Dez. 2012 (CET), Korr. --Emeko (Diskussion) 09:25, 12. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Induktionsgesetz und Spannungstransformation
Letzter Kommentar: vor 11 Jahren17 Kommentare7 Personen sind an der Diskussion beteiligt
Fachlicher Einwand: Das Induktionsgesetz macht eine Aussage zwischen Flussänderung und Ringspannung (Umlaufspannung, ...). Eine Ringspannung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie durch geschlossene elektrische Feldlinien dargestellt wird (Wirbelfeld). Die Spannung einer Spannungsquelle (Klemmenspannung) ist anderer Natur (Potentialfeld: d.h. die Feldlinien sind nicht geschlossen, sondern verlaufen von + nach -). Nachzulesen auf der WP-Seite zur elmag. Induktion (siehe Wikipedia). Mich stört in der Formulierung des Grundprinzips nach Michael Lenz, dass hier der Eindruck erweckt wird, eine "Ringspannung" wäre eine Klemmenspannung. Vergleicht man den Wert der Ringspannung und der Klemmenspannung, so wird beim idealen unbelasteten Trafo zwar Gleichheit herrschen, daraus darf man aber nicht beide Begriffe gleichsetzen. Hat der Primärkreis einen endlichen ohmschen Widerstand, so ist Ringspannnung und Klemmenspannung auch vom Wert nicht mehr identisch.--Alpedehuez (Diskussion) 18:16, 19. Dez. 2012 (CET)AlpedehuezBeantworten
Der Begriff "Ringspannung" bezieht sich m. E. nur auf die Entstehung dieser Spannung. Sie kann dann selbstverständlich auch an 2 Anschlusspunkten anstehen und zwischen diesen ein Potentialfeld bilden. MfG. --Elmil (Diskussion) 22:10, 19. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Jein. Ich bin auch ein Anhänger davon, eine Spule als Bauteil zu betrachten und ihr eine "aktive" Spannung (induzierte Spannung hört Michael Lenz nicht gerne, oder) zuzuordnen. Wird das Induktionsgesetz aber auf den gesamten Trafoprimärkreis angewendet (es wird der gesamte Stromkreis mit Spule als Integrationsweg gewählt), dann ist deine Aussage nur richtig, wenn der ohmsche Widerstand im Primärkreis als null angenommen wird bzw. an den Anschlusspunkten unendlich ist. Glaube ich:-).--Alpedehuez (Diskussion) 00:40, 20. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Der Begriff "induzierte Spannung" an der Spule ist relativ unproblematisch. Ob man damit das Ringintegral meint oder die Spannung an den Klemmen, ist mir ziemlich egal. Wirklich problematisch wird es erst, wenn man den Spulendraht (und die Konturlinie, die ihm folgen soll) im zugrundegelegten Bezugssystem bewegt. Dann sind das Ringintegral über E und das, was man auf dem Oszilloskop sehen kann, plötzlich ganz verschiedene Dinge. Das liegt nicht an der fehlenden Leitfähigkeit der Drähte, sondern daran, daß im Stromkreis nicht nur das E-Feld stromtreibend wirkt, sondern auch die magnetische Komponente der Lorentzkraft. Das Oszilloskop kann nämlich nicht unterscheiden, ob das E-Feld, das es an seinen Klemmen sieht, durch einen Wirbel im E-Feld oder durch eine über die Lorentzkraft herbeigeführte Ladungstrennung verursacht wird. --Michael Lenz (Diskussion) 01:33, 20. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Alpedehuez,
Mich stört in der Formulierung des Grundprinzips nach Michael Lenz, dass hier der Eindruck erweckt wird, eine "Ringspannung" wäre eine Klemmenspannung.
Diese Ansicht teile ich grundsätzlich. Sonst bin ich ja immer derjenige, der darauf herumreitet, dass die "induzierte Spannung" (=das Ringintegral über E) der Klemmenspannung nicht etwa entgegensteht, sondern sie als einen Bestandteil enthält. Wenn wir nach dem Prinzip des geringsten Übels vorgehen, ist es aber so immer noch deutlich günstiger, als die Spannungstransformation mit dem mit dem Durchflutungsgesetz beschreiben zu wollen (mich hatte ja bloß das Durchflutungsgesetz bei der Spannungsgleichung gestört). Denn immerhin liefert die Beschreibung mit dem Induktionsgesetz nach der Idealisierung die gewünschte Gleichung U1/U2=N1/N2 für die Spannungstransformation. Eine Anwendung des Durchflutungsgesetzes führt hingegen nach der Idealisierung zu einer Gleichung, in denen die Variablen U1 und U2 gar nicht mehr vorkommen.
Machen wir es konkret: Was wäre eine günstigere Alternative für die Einleitung?
Sollten wir dort besser den idealen Transformator definieren und beschreiben, was idealtypisch bei einem Transformator passiert? Wefo schlägt ja vor, den idealen Transformator im Sinne eines frequenzunabhängigen Bauteils aus der Netzwerktheorie zu definieren, das auch Gleichspannungen transformiert. Das deckt sich meines Erachtens mit der Auffassung der einschlägigen Literatur. Unser Abschnitt Transformator#Idealer_Transformator hätte da noch einiges an Verbesserungspotential, da dort immer noch etwas von Windungszahlen und Flüssen steht.
Oder sollten wir schon Physik beschreiben und nach einigen Grenzübergängen sagen, daß wir jetzt den "idealen Transformator" haben.
Oder wollen wir ganz genau sein und beschreiben den Transformator als eine Art Wellenleiter. Im Artikel sind dazu zwei lesenswerte Artikel verlinkt, die der Frage nachgehen, wie das Vektorfeld des Poyntingvektors (Vektor der flächenbezogenen Leistungsflußdichte) bei einem Transformator aussieht.
Wellenausbreitung bedeutet, daß wir sowohl das Induktionsgesetz, als auch das Durchflutungsgesetz benötigen, denn erst durch eine Kopplung aus beiden läßt sich eine Wellengleichung formulieren. Erst nach einer Idealisierung der Transformatoreigenschaften lassen sich die Maxwellgleichungen Induktionsgesetz und Durchflutungsgesetz eindeutig den Gleichungen zur Spannungs- und Stromtransformation zuordnen. Ohne Idealisierung sind beide Gleichungen stets miteinander verkoppelt. --Michael Lenz (Diskussion) 22:05, 19. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Hallo Michael Lenz,
schön von dir/Ihnen zu hören. Wenn es recht ist, würde ich tatsächlich jetzt gerne das Du verwenden. Meine anfängliche Skepsis ist nicht mehr vorhanden. Für deine genannte Literatur werde ich ziemlich Zeit benötigen. Grundsätzlich fand ich aber Zipferlaks Einstellung zum Thema Grundprinzip beim Trafo richtig (kurze Beschreibung der Vorgänge bei der Transformation - und zwar in für Schüler verständlicher Sprache/Modellen). Daran anschließend sollte der ideale Trafo definiert (R=0 und Wirkungsgrad 100%, aber nicht so grass wie bei wefo, sondern Physik beschreiben und halt Vereinfachungen annehmen) und die Formeln dafür hergeleitet werden. Die Frage nach dem besten Weg kann man dann ja noch einmal kurz diskutieren :-). Und dann wäre natürlich der reale Trafo interessant: wie muss man hier theoretisch vorgehen, welche Ergebnisse liefern Messungen, ... --Alpedehuez (Diskussion) 00:40, 20. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Hallo, eigentlich mußt Du nur wissen, was der Poyntingvektor ist und Dir drei Bilder aus F. Herrmann and G. Bruno Schmid ansehen: (Fig. 1) für die Doppeldrahtleitung und die Kombination aus (Fig. 2)/(Fig. 3) für den Transformator. Alles andere ist Geplänkel drumherum.
Fig. 1 zeigt eine Doppeldrahtleitung. Das E-Feld liegt zwischen den Drähten und das H-Feld geht um die Drähte herum. Wenn man mit S=ExH den Poyntingvektor berechnet (rechte Handregel), erkennt man, in welche Richtung die Leistung transportiert wird und vor allem wo: nämlich in der Luft, nicht im Draht.
Anschließend schaust Du auf Fig. 2/Fig. 3 mit dem langgezogenenen Transformatorkern. Da ergibt sich ein ganz analoges Feldlinienbild, allerdings liegt jetzt das H-Feld zwischen den Schenkeln (ehemals das E-Feld zwischen den Drähten), und das E-Feld geht um die Schenkel drumherum (ehemals ging das H-Feld um den Draht herum). Auch hier verläuft die Leistung selbstverständlich in der Luft, und nicht im Magnetkern.
Die elektrische Leitung und der Transformatorkern haben also ganz analoge Funktionen. Sie sorgen dafür, daß die an den Drähten bzw. am Kern entlanglaufende elektromagnetische Welle nicht abhaut und sich in alle Richtungen verflüchtigt, sondern daß sie immer schön wie an einem Geländer entlang dahin läuft, wo wir sie gerne hätten. Ein Transformator ist also - wie die Doppeldrahtleitung - auch einfach nur eine Anordnung, entlang derer sich eine elektromagnetische Welle ausbreiten kann.
Auch mit diesem Bild vor Augen bleiben noch genügend Detailfragen offen (welcher Anteil der Welle wird am Übergang zwischen Elektroleitung und Trafoeingang-/ausgang reflektiert; wie wirken sich die innerhalb des Trafos stattfindenden Mehrfachreflexionen aus; was passiert im Idealfall, wenn die Linearabmessungen des Trafos sehr klein gegenüber einer Wellenlänge sind; welchen Einfluß haben die Materialeigenschaften - insbesondere die nichtlinearen, usw.). Aber man schaut zumindest auch gelegentlich einmal dahin, wo die Musik spielt (respektive: wo der Energietransport stattfindet): in das sonst so verpönte "Streufeld". Viele andere Probleme, wie die Frage, ob die induzierte Spannung das ist, was man zwischen den Klemmen mißt oder doch irgendwas im Kreis oder vielleicht sogar irgendwas "Stromhemmendes" innerhalb des Drahtes, lösen sich dann in Wohlgefallen auf, weil man -- zumindest im Rahmen des Modells der klassischen Feldtheorie -- das ganze Bild kennt oder zumindest erahnen kann und sich nicht immerzu auf den Bildausschnitt, der sich auf das Innenleben der Materialien beschränkt, konzentriert. In den Materialien tut sich energetisch betrachtet im Idealfall ohnehin nichts, da der Poyntingvektor dort immer null ist. Im elektrischen Draht ist E=0, im magnetischen Kern ist H=0; also ist in beiden S=ExH=0. Im realen Fall gibt es natürlich schon einen Poyntingvektor in den Materialien. Dieser zeigt allerdings nicht in die Ausbreitungsrichtung der Welle, sondern ins Material hinein. Ist ja auch klar - irgendwie muß das Feldlinienbild ja abbilden, daß der Draht oder der Kern heiß werden. --Michael Lenz (Diskussion) 02:20, 20. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Alpedehuez und Michael Lenz: Ich will hier mal auf einiges eingehen, was hier zwischenzeitlich aufgelaufen ist.
"Wird das Induktionsgesetz aber auf den gesamten Trafoprimärkreis angewendet (es wird der gesamte Stromkreis mit Spule als Integrationsweg gewählt), dann ist deine Aussage nur richtig, wenn der ohmsche Widerstand im Primärkreis als null angenommen wird bzw. an den Anschlusspunkten unendlich ist. Glaube ich". Glaube ich nicht. Was ändert sich denn, wenn in dem Stromkreis noch andere Spannungsabfälle zu finden sind. Die Spannung an der Spule vermindert sich eben um diese. Streng nach Ersatzschaltbild, Ri und Ls sind der Spule Xh vorgeschaltet. Schau Dir das (nur in Wikipedia nicht ) übliche Zeigerdiagramm eines Trafos an. Speisespannung vermindert um Spannungsabfälle ergibt die Induktionsspannung Ui (früher EMK). Das ist auch überprüfbar, weil an einer unbelasteten Messspule die Spannung tatsächlich um diese Sp.-Abfälle sinkt.
"Wirklich problematisch wird es erst, wenn man den Spulendraht (und die Konturlinie, die ihm folgen soll) im zugrundegelegten Bezugssystem bewegt."
Lieber MichaelLenz, das mag ja alles richtig sein, aber der Draht bewegt sich nicht beim Trafo!! Der Trafo ist kompliziert und auch unverstanden genug, wie man hier in den vielen Beitägen sieht, da ist nicht zielführend,noch Dinge mit reinzubringen, die es beim Trafo gar nicht gibt. Oder liege ich da falsch?
"Machen wir es konkret: Was wäre eine günstigere Alternative für die Einleitung? "
Bitte nichts anderes als das unter 2. genannte. Abstrakte Netzwerkmodelle und v. a. der Pointingvektor sind zwar hochinteressant, taugen aber nicht um Leuten ( z. B. Oma) mit Grundsätzlichem zum Trafo vertraut zu machen. Hallo, wir sind hier bei Wikipedia und nicht in einem physikalischen Seminar. Wir sollten hier zunächst den 1. Schritt zum Trafoverständnis tun und nicht mit dem 3. anfangen. Erwähnen ja, ist auch geschehen, Literatur angeben und sonst nichts. Meine Meinung. MfG --Elmil (Diskussion) 14:12, 20. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@alle. Hallo, ich bin wie meistens ELMIL´S Meinung siehe oben. Nur interessiert Ihn das wahrscheinlich nicht. Ich habe jedoch eine ganze einfache Erklärung zur Frage: Erzeugt die Spannungszeitfläche zusammen mit dem gleichzeitig fliessenden Kernaufmagnetisierstrom den Fluss Phi oder erzeugt die Spannungszeitfläche den Strom und der dann das Phi, wie unsere lieben Gegner seit Jahren behaupten. (Der Kernaufmagnetisierstrom ist nur beim Ringkern gut zu sehen, siehe die Grafiken dort.) Die Grafik hier zeigt klar dass der Strom zeitlich deutlich nach der Spannung fließt. Ist auch klar weil es im Wesentlichen der Luftspaltaufmnagnetisierstrom ist. 0,8 mm Luftspalt bei der Messung. Nur unsere lieben Gegner in der Disk. sehen den Strom hier ja auch als Magnetisierungsstrom an, der den Kern aufmagnetisiert und damit dann auch das Phi erzeugt. Weil aber dieser Strom hier in der Grafik der induzierten Spannung um 90 Grad nacheilt kann er unmöglich Schuld sein an der angeblich von ihm induzierten Spannung, die ihm und der Primärspannung um 90 Grad vorauseilt. Am Kanal A wurde die Spannung an 7 Zusatzwindungen um die Spule gemessen, was der induzierten Spannung entspricht, die selbstverständlich in Phase ist mit der angelegten Primärspannung. --Ich habe leider keinen 3 Strahl Oscilloscop.-- Ich hoffe alle konnten folgen oder ist meine Grafik wieder mal zu schwer zu kapieren und wird verschmäht? Induzierte Spannung und Primärstrom an Schnittbandkerntrafo mit 0,7kVA mit Luftspalt im Leerlauf. Manchmal sagt eine Messung mehr als 1000 Sätze. --Emeko (Diskussion) 15:42, 20. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Bezgl. Poyntingvektor: ich sehe es genauso wie Elmil. Das Modell erscheint mir grundsätzlich nachvollziehbar und erwähnenswert, aber ich denke das "klassische" Modell mit konstantem Fluss ohne Welle, wird ausreichen, um die große Mehrzahl der Trafos richtig zu beschreiben. Bei einer normalen 50-Hz-Leitung von wenigen Metern rechnet ja auch niemand mit Wellenwiderständen, sondern nur dann, wenn die Leitung lang in Relation zur Wellenlänge ist. Wäre interessant zu wissen, ob es Übertrageranwendungen im HF-Bereich gibt, bei denen man das Wellenmodell anwenden muss, um sie richtig beschreiben zu können. Das wäre dann aber trotzdem nur ein Sonderfall. Gruß--Suvroc (Diskussion) 19:20, 20. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Wäre interessant zu wissen, ob es Übertrageranwendungen im HF-Bereich gibt, bei denen man das Wellenmodell anwenden muss, um sie richtig beschreiben zu können.
Ja, die gibt es. In den Datenblättern siehst Du das daran, daß zwischen 50 Ohm und 75 Ohm Transformatoren unterschieden wird (übliche Wellenwiderstände von Übertragungsleitungen) und an der Angabe der S-Parameter (hier findest Du zahlreiche Beispiele). Analog wechselt man bei 50 Hz erst bei viel größeren Linearabmessungen ins Wellenmodell, wie beispielsweise bei Hochspannungsleitungen. Wie Du sagst, es ist alles eine Frage der Skalierung. --Michael Lenz (Diskussion) 04:29, 21. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Der Begriff „Wellenmodell“ impliziert für mich eine drahtlose Energieübertragung. Hier geht es aber um die Leitungstheorie, die in meinem Studium noch „Theorie der langen Leitungen“ hieß, womit der Inhalt genauer beschrieben ist. Praktisch führt diese Theorie die Betrachtung auf Ersatzschaltbilder zurück und vermeidet so den Wellenbegriff. -- wefo (Diskussion) 14:20, 21. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Diese Vorlesungen, in denen Leitungstheorie vermittelt wird, heißen häufig Wellen auf Leitungen, womit der Inhalt sogar noch besser wiedergegeben wird. Von einer Vermeidung des Wellenbegriffes kann keine Rede sein: Hinlaufende Welle, rücklaufende Welle, Wellenwiderstand, Reflexion, Transmission... --Michael Lenz (Diskussion) 15:37, 21. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Ich muss einräumen, dass auch ich davon spreche, dass der Abschlusswiderstand dem Wellenwiderstand entsprechen soll, aber ansonsten Formulierungen wie „hinlaufendes Signal“ und „zurücklaufendes Signal“ (für das Echo) bevorzuge. Mein Hintergrund sind Videosignale, bei denen eben nicht eine sinusförmige Welle übertragen wird, sondern ein Sprungsignal, das dann ggf. als Echo auf dem Bildschirm störend sichtbar ist. Beim Bildschirm könnte man bei Refexion auch an Lichtspiegelungen denken. Im Lexikon Brockhaus abc Physik habe ich das Stichwort „Telegraphengleichung“ gefunden, und dort heißt es interessanter Weise am Ende des sehr mathematischen Artikels: „Um die Lösung der T. auf die Lösung der Wellengleichung zurückzuführen führt man ... ein ... so ergibt sich dann die Wellengleichung“. Beim Wellenwiderstand ist dann von „fortschreitenden Wellen“ die Rede.
Wir müssen dieses Problem hier aber nicht lösen, denn soweit Transformatoren (Symmetrierglieder bzw. Anpassungstranformatoren) eingesetzt werden, werden die empfangenen elektromagnetischen Wellen am Fußpunkt der Antenne als Signal abgenommen, wobei analog zum Sender nicht die Leistung sondern die Spannung als signaltragende Größe betrachtet wird. Natürlich kann ich nicht bestreiten, dass es Quellen mit unglücklicher, eigentlich eher irreführender Wortwahl gibt. -- wefo (Diskussion) 01:15, 22. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@ML: Nein, die Angabe "50 Ohm" oder "75 Ohm" bei den Transformatoren ist nur eine Angabe des Quell- und Lastwiderstands, für den der Transformator optimiert ist und für den die angegebenen Spezifikationen gelten. Mit einem "Wellenmodell des Transformators" hat das gar nichts zu tun. -- Pewa (Diskussion) 17:28, 21. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Zuordnung der Grundgleichungen (Induktionsgesetz/Durchflutungsgesetz)
Letzter Kommentar: vor 11 Jahren21 Kommentare5 Personen sind an der Diskussion beteiligt
Rolle von Induktionsgesetz und Durchflutungsgesetz
Im Moment wird ja gerade das Durchflutungsgesetz als die Gleichung angegeben, die für die Spannungstransformation zuständig ist. Das steht zu meinem Bedauern leider auch in manchen Schulbüchern so drin (z. B. Dorn-Bader), hat aber mit der Realität am Transformator recht wenig zu tun.
Grundgleichungen beim Transformator
Schauen wir uns einmal die Grundgleichungen (siehe Bild) unter den üblichen Idealisierungen an:
- feststehende Wicklungen, Vernachlässigung des Drahtwiderstandes (--> Ringspannung = Klemmenspannung)
- Vernachlässigung von Streufeldern und der Maxwellschen Ergänzung (--> gleicher Fluß auf Primär- und Sekundärseite, Durchflutungsgesetz enthält nur Leiterströme)
Aus der Graphik wird dann klar, daß die Klemmenspannung und die Flußdichteänderung unter diesen Bedingungen direkt über das Induktionsgesetz miteinander verknüpft sind. Das Induktionsgesetz und das Durchflutungsgesetz beschreiben aber (anders als man das manchmal liest) kein Ursache-Wirkungs-Verhältnis, sondern beide Seiten des Gleichheitszeichen (z. B. Ringspannung und B-Feld-Änderung) sind zwei Koordinaten des gleichen Prozesses. Im sprachlichen Bereich würde man sie vielleicht Synonyme nennen, in der Fotografie zwei Aufnahmen aus verschiedenen Perspektiven. Wenn das eine da ist, ist das andere auch schon da. Bloß bei der Zuordnung von B und H in einem magnetischen Material passiert tatsächlich irgendetwas, das die Zuordnung in Ursache-Wirkung verdient. (wichtige Ergänzung: in einem magnetischen Material --Michael Lenz (Diskussion) 01:39, 31. Dez. 2012 (CET))Beantworten
Wenn manche Bücher nun schreiben:
An die Primärseite des Trafos legen wir eine Spannung an. Dadurch verursacht fließt ein zeitveränderlicher Strom, dieser erzeugt einen magnetischen Fluß, der eine Spannung induziert usw. (die dann irgendwann an den Klemmen zu sehen ist oder gar die Eingangsspannung "kompensiert"),
dann ist das für Anfänger irgendwie plausibel (darum schreiben es die Autoren wohl auch so), aber für Leute, die sich an den Grundgleichungen orientieren, eine mittlere Katastrophe nach dem Motto: "Von hinten durch die Brust ins Auge". Denn statt der einmaligen Anwendung des Induktionsgesetzes rennt man dann kreuz und quer durch die Gleichungen und hebt sie teilweise wieder auf.
Konkret: Wenn ich von u zur B-Feldänderung über den Strom laufe, so muß ich folgende Gleichungen anwenden:
Von u --> i brauche ich die Gleichungen:
1) Induktionsgesetz,
2) Materialgleichunggen und
3) Durchflutungsgesetz.
Von i --> dB/dt brauche ich die Gleichungen:
3) Durchflutungsgesetz und
2) Materialgleichungen.
Wir alle wissen aber, was passiert, wenn man Gleichungen doppelt anwendet: Sie heben sich gegeneinander auf, und in der Rechnung kommt 0=0 heraus. So ist das im vorliegenden Fall auch mit den Gleichungen 2) und 3). Sie fallen aus der Rechnung heraus. Es bleibt einzig das Induktionsgesetz übrig. Und mehr ist da auch nicht. Insbesondere ist das Verhältnis von der Ringspannung zur Flußänderung unabhängig von den Kerneigenschaften (man wendet das Materialgesetz ja nicht wirklich an).
In diesem Sinne hat das Durchflutungsgesetz bei der Erklärung der Spannungstransformation nichts zu suchen. Richtig wäre vielmehr:
- Spannungstransformation (--> Induktionsgesetz)
- Stromtransformation (--> Durchflutungsgesetz)
Etwas anders sieht das aus, wenn man nicht mehr ganz so stark idealisiert und beispielsweise Streuverluste zuläßt. Da lassen sich Strom- und Spannungstransformation leider nicht mehr ganz so schön voneinander trennen. Das ist aber glaube ich nicht Ziel der einleitenden Erläuterungen. --Michael Lenz (Diskussion) 15:59, 12. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Vielen Dank ML. Ich hoffe, es wurde verstanden!
Vielleicht noch eine Ergänzung: Es geht hier nicht allein um eine --ich sage jetzt nicht richige oder falsche sondern --- zweckmäßige oder unzweckmäßige Erklärung des Grundprinzips, sondern auch um viele falsche weitergehenden Interpretationen, die aus der "unzweckmäßigen" Deutung abgeleitet werden und dann z. T. in zweifelhafter Literatur sich wiederfinden.
Das gängigste Beispiel ist die Aussage, eine nichtlineare Magnetisierungskennlinie verzerrt die Augangsspannung. Dazu gehört dann auch die Aussage: benötigt man eine besonders lineare Zuordnung von Eingansspannung und Ausgangsspannung, benötigt man einen Kern mit Luftspalt. Beides ist falsch, auch hier im Artikel!
Manchmal stößt man auch auf die irrige Meinung, die Ausgangsspannung ist phasenverschoben zur Eingangsspannung. Das ist falsch!
Vielfach wird nicht verstanden, dass die Ausgangsspannung immer ein exaktes, kurvenformgetreues Abbild der Eingangsspannung sein muss (weil ihnen das gleich dphi/dt zugrundeliegt).
Auch der Umgang mit ultrasteilen Magnetisierungskennlinien führt zu Fehlinterpretationen wie "kein stabiler Betrieb möglich, weil der Fluss nur 2 Stabile Zustände hätte". Das ist falsch, auch hier auf der Disk zu finden!
Und eine noch, und das ist m. E. die fatalste Folge dieses Irrweges: Auch unter Fachleuten, Physikern und Ingenieuren gibt es eine Unzahl, die nie im Leben richtig verstanden haben, wie ein Trafo funktioniert, weil sie nicht vom richtigen Grundprinzip ausgegangen sind. Das ist meine Erfahrung aus fast 40 Jahren Beruf. MfG --Elmil (Diskussion) 16:52, 12. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Herleitung der konstituierenden Gleichungen für den idealen Transformator
Grundgleichungen beim Transformator
Schauen wir uns zur Veranschaulichung einmal an, wie einfach sich die Transformatorgleichungen beim idealen Transformator herleiten lassen. Dann wird besonders leicht klar, daß die Zuordnung zu den Gleichungen so ist wie oben beschrieben:
Spannungstransformation
Nach dem Induktionsgesetz, angewendet auf die primäre und sekundäre Wicklung, ergibt sich vorzeichenrichtig:
Der Umlaufweg für die primäre Wicklung ist mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet. Das erste Gleichheitszeichen ist das Induktionsgesetz angewendet auf die Primärwicklung, das zweite Gleichheitszeichen das Induktionsgesetz angewendet auf die Sekundärwicklung.
Stromtransformation
Durch Anwendung des Durchflutungsgesetzes auf dem eingezeichneten Umlaufweg K im Kern ergibt sich unter Berücksichtigung der materialbedingten Vereinfachung (B ist endlich, µr unendlich, H=B/(µ0 µr)-->0):
Stellungnahme zur obigen Spannungstransformation und generell den Punkten 9, 10, 11 in der Diskussion:
Das Induktionsgesetz (in Schulform: ) darf nicht "in beide Richtungen" gelesen werden. Es ist nur korrekt, wenn man sagt, dass eine Flussänderung eine Spannung induziert. Wenn die Flussänderung konstant ist, dann ist die daraus resultierende Spannung auch konstant. Dreht man Ursache und Wirkung um, so würde aus dem Induktionsgesetz auch folgern, dass eine konstante Spannung eine Flussänderung erzeugt, was nicht korrekt ist!
Der Aufbau des Magnetfelds primärseitig ist kein Induktionsphänomen. Zur Herleitung der Formeln kann aber das Induktionsgesetz an passenden Stellen verwendet werden.
Deshalb ist die Herleitung der ersten Gleichheitsbeziehung von Michael Lenz korrekt und kann so auch in den hier häufig verpönten Physiklehrbüchern nachgelesen werden (z.B. Gerthsen, 17. Auflage, S.387ff). Allerdings hat Michael Lenz einen erläuternden Zwischenschritt über die Selbstinduktionsspannung in derPrimärspule verschwiegen: Primärseitig induziert die Flussänderung eine Selbstinduktionsspannung, die wegen fehlender ohmscher Widerstände die Gegenspannung von U1 ist: (U1= - Uind). Nach dem Induktionsgesetz ist die Selbstinduktionsspannung und damit gilt die Aussage .
Würde die Spannung U1 direkt eine Flussänderung gemäß dem Induktionsgesetz liefern, wie Michael Lenz es sagt, dann hätte er bei obiger Aussage ein fehlendes Minus zu erklären. Das wäre nicht das Problem siehe Antwort von Michael Lenz. --Alpedehuez (Diskussion) 23:36, 14. Dez. 2012 (CET)AlpedehuezBeantworten
@Emeko: Ich hoffe, dass durch meine Registrierung, auf meine Diskussionsbeiträge eingegangen wird. Im Abschnitt 9 ging es mir um das grundlegende Problem, ob primärseitig ein Induktionsphänomen für die Entstehung des magn. Flusses verantwortlich ist bzw. ob das Induktionsgesetz in "beide Richtungen" gelesen werden darf. Deine zahlreichen Beiträge, die sich alle nicht direkt mit meinen genannten Problemen beschäftigten, verhinderten meiner Meinung nach eine zielführende Diskussion.--Alpedehuez (Diskussion) 21:29, 12. Dez. 2012 (CET)AlpedehuezBeantworten
Hallo Alpedehuez,
offenbar hast Du Dich mit Induktion noch nicht eingehend beschäftigt. Ich will Dir daher (obwohl ich das in der Diskussion, die ja nun schon mehrere Jahre lang geht, nicht zum ersten Mal schreibe) ganz geduldig erläutern, wo Du noch grundlegende Verständnislücken hast.
Zunächst zur "Gegeninduktionsspannung": Die Veröffentlichungen mit dem "Zwischenschritt" und der Selbstinduktionsspannung, Induktionsspannung, Gegenspannung (oder wie auch immer es bezeichnet wird) kenne ich. Ich habe dazu schon eine ausführliche Literaturrecherche gemacht. Diesen "Zwischenschritt" habe ich verschwiegen, weil er nicht zutreffend ist. Der Zwischenschritt kommt daher, weil viele Leute die Induktion mit dem Modell der Netzwerktheorie erklären wollen und dabei an die Maschenregel denken. In Feldgleichungen übersetzt lautet die Maschengleichung:
oder in Worten: "Die Summe aller Spannungen einmal im Kreis herum ist gleich null".
Wer bei Induktion die Maschenregel anwenden will, hat jedoch ganz grundlegende Dinge die Induktion betreffend nicht verstanden. Das Induktionsgesetz sagt nämlich aus, daß die Maschenregel bei Induktion gar nicht anwendbar ist:
Im Gegenteil: Die Maschenregel ergibt sich nur für den Fall, daß die Flußdichteänderungen null sind.
Überleg Dir - zum besseren Verständnis - doch einfach mal, wo das angebliche E-Feld existieren soll, das zu der "Gegeninduktionsspannung" gehört. Du wirst es nicht finden (weil es nicht existiert).
Nun zum Umdrehen des Induktionsgesetzes:
Ich habe ja schon gesagt, daß die Maxwellgleichungen kein Ursache-Wirkungs-Verhältnis beschreiben. Das hast Du anscheinend in der Eile überlesen. Doch auch ohne diese Information: Wie kommst Du darauf, daß ein Gleichheitszeichen nur in eine Richtung gültig ist? Die Gleichheitsrelation ist doch grundsätzlich eine symmetrische Relation, die man jederzeit herumdrehen kann. Wenn das Induktionsgesetz sich nicht rumdrehen ließe, dürfte bei seiner mathematischen Beschreibung sicher kein Gleichheitszeichen stehen, sondern man müßte zur Beschreibung eine andere Relation wählen. Dort steht aber ein Gleichheitszeichen - und zwar aus guten Gründen. Also: Stell bitte nicht die grundlegenden Dinge zum Induktionsgesetz auf Kopf, sondern versuche lieber, es richtig zu verstehen. Hier ein praktischer Hinweis dazu:
Du schreibst: Dreht man Ursache und Wirkung um, so würde aus dem Induktionsgesetz auch folgern, dass eine konstante Spannung eine Flussänderung erzeugt, was nicht korrekt ist!
Nimm zur Demonstration einmal eine Batterie (oder Gleichspannungsquelle) und schließe sie an eine Spule an. Du wirst sehen, daß der Strom, der dem Fluß zunächst einmal proportional ist, wie vom Induktionsgesetz vorhergesagt linear mit der Zeit ansteigt. Irgendwann werden dann die ohmschen Verluste oder die Sättigung relevant, dann ist natürlich die Proportionalität weg.
Zum Vorzeichen:
Du schreibst: Würde die Spannung U1 direkt eine Flussänderung gemäß dem Induktionsgesetz liefern, wie Michael Lenz es sagt, dann hätte er bei obiger Aussage ein fehlendes Minus zu erklären.
Das Induktionsgsetz in Integralform mit dem Minuszeichen setzt voraus, daß die bei der Induktion auftretende Fläche und deren Berandung im Sinne eines Rechtssystems (Rechte-Handregel) einander zugeordnet sind. Wenn wir das Induktionsgesetz in dieser Weise ansetzen, so ergibt sich an der Primärseite:
Der Term ergibt sich, wenn Du in Pfeilrichtung der gestrichelten Linie folgend alle E-Felder aufsummierst, die bei einem Gesamtumlauf auftreten. Der Term ergibt sich bei der Integration auf dem "Luftweg", der Term entsprechend bei einem Weg durch den Draht, R ist der ohmsche Widerstand des Drahtes. Das Minus-Vorzeichen bei kommt daher, daß die Umlaufrichtung der Klemmenspannung gerade entgegengesetzt ist.
Vernachlässigen wir die ohmschen Verluste (R=0), so ergibt sich mit dem zweiten Gleichheitszeichen nach Umstellung:
Damit ist das Vorzeichen weg. Wenn Du es auf die Schnelle nicht verstanden hast: Das Vorzeichen ist weg, weil ich das Oszilloskop so herumgedreht habe, wie es mir günstig erschien (ich wollte kein Minuszeichen mitschleppen).Die Pfeile bei und sagen ja nur aus, wie herum ich das Oszilloskp anschließe (Basis: Innenleiter, Pfeilspitze: Masseanschluß). --Michael Lenz (Diskussion) 22:48, 12. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Alpedhuez, du hast noch nicht mitbekommen, dass U alleine keine Flussänderung macht sondern U mal t, was auch für Rechteckspannungen gilt, weshalb ich den Sinus weglasse. Wenn du die obige Formel, mit t multiplizierst und durch N dividierst, dann ist U * t /-N = Phi von t und das ist die Windungsspannung die mit dem zeitabhängigen Fluss Phi verkoppelt ist. (B steigt aber nur bis zur Sättigung im Eisen.) Sorry ich blicke das mit dem Formel schreiben nicht. U mal t ist übrigens die von den meisten so abgelehnte Spannungszeitfläche. ( Wenn einer von euch mal meine Grafiken oben ansehen würde, wo ich eine DC Spannung auf einen Trafo gebe, dann wäre euch vieles klarer).--Emeko (Diskussion) 22:28, 12. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Emeko, Ihre Aussage würde also insofern meine These stützen, dass man im Sinne von Ursache-Wirkung nur von rechts nach links lesen darf, da man die Gleichung ansonsten umstellen müsste.
@Michael Lenz, vielen Dank, dass Sie sich so viel Zeit und Mühe genommen haben. Sie haben mich sehr zum Nachdenken gebracht. Ich hätte zu Ihren sehr verständlich vorgetragenen Ausführungen noch einige Fragen/Einwände.
Z.B.: Zum Umdrehen des Induktionsgesetzes: Beim idealen Trafo gibt es keine ohmschen und magnetischen Widerstände. Insofern kann ich Ihr Batteriebeispiel an der Spule nicht nachvollziehen und vermute immer noch stark, dass das Induktionsgesetz eine Ursache-Wirkungsrichtung besitzt. Man findet auch in sämtlicher Literatur zum Induktionsgesetz immer die Formulierung: wenn eine Flussänderung, dann ein elektr. Feld.
Generell: Hätten Sie etwas dagegen, den Ort unserer Diskussion zu wechseln, fort von der Artikel-Diskussionsseite, da (nach Ihrer Auffassung) bei mir offenbar einige grundlegende Verständnislücken zu besprechen sind?--Alpedehuez (Diskussion) 21:50, 13. Dez. 2012 (CET)AlpedehuezBeantworten
War das jetzt alles? Wie solls den jetzt weitergehen? Heißt nichts sagen OK? Ist es wie bei den Schwaben wo man sagt, nicht gescholten ist schon genug gelobt?--Emeko (Diskussion) 11:21, 14. Dez. 2012 (CET)Beantworten
WP bildet: Ich habe nun nachgesehen, was Ringspannung bedeutet und wundere mich nun nicht, dass dieses Wort für mich „chinesisch“ ist.
Im Ernst: Man kann den magnetischen Fluss z. B. bei einem der früher üblichen Relais mit Klappanker messen, indem man an eine Drahtschlaufe ein Messgerät für die elektrische Spannung anschließt, diese Schlaufe dann unter dem Anker hindurch um die Wicklung führt und das Integral dieser Spannung über die Zeit bildet. Zur Not ganz „normal“ durch Addition der punktweisen Produkte aus der gemessenen Spannung und der Zeitdifferenzen zwischen den einzelnen Messpunkten. Weil idealtypisch eine unbelastete elektrische Spannung gemessen wird, setzt der Aufbau dem Einbringen der Schlaufe keine Kraft entgegen, die zu überwinden wäre. Das Ergebnis hat die Einheit Vs. Ohne durch die Wicklung fließenden elektrischen Strom erhalten wir den Messwert für die eventuelle Remanenz oder für einen eventuell vorhandenen Permanentmagneten. Wenn wir den elektrischen Strom einschalten, erhalten wir noch den durch diesen verursachten Zuwachs.
Ein Transformator hat einen geschlossenen Aufbau, was die Einbringung der Messschlaufe erschwert. Man kann aber die entsprechende Messung ebenfalls in dieser Weise durchführen, wenn man z. B. bei einem EI-Kern das Joch kurzzeitig entfernt. Man kann grundsätzlich auch eine zunächst offene Messschlaufe als eine Art Sekundärwicklung um den Kern legen, den Kern dann mit jenen Mitteln entmagnetisieren, wie sie vor einigen Jahrzehnten zur Standardausrüstung von Fernsehtechnikern zur Entmagnetisierung der Bildröhrenmaske zum Einsatz kamen, dann einen Gleichstrom durch die Primärwicklung bekannter Windungszahl fließen lassen und dabei das Integral als gemessenen magnetischen Fluss ermitteln. Weil die Geometrie des Kernes bekannt ist, kann man die magnetische Urspannung auf den magnetischen Weg verteilen und so den Wert der Feldstärke finden, und man kann den gemessenen magnetischen Fluss auf die Fläche des Kernquerschnitts beziehen und so die Magnetisierungskurve des Kernmaterials punktweise ermitteln.
Wer nun meint, er könne diese Messungen mit Wechselstrom ausführen, der macht damit den methodologischen Fehler, dass er die Folgen von Einschwingvorgängen mit frequenzabhängigem Verhalten als Messfehler berücksichtigen muss. Wer meint, er könne anstelle der Messschleife die idealtypisch eine Sekundärwicklung verwenden, der macht zusätzlich den Fehler, dass die Messung im Leerlauf erfolgt und somit nicht den im Betrieb verbleibenden, geringeren Magnetisierungsstrom berücksichtigt.
Ich gebe zu, den Gerthsen in ähnlicher Weise nicht zu kennen, wie die WP die Ringspannung nur in anderem Zusammenhang kennt. Der Begriff ist kritikwürdig, denn die Grenzlinie des Integrals ist zwar geschlossen, aber eben nicht im Sinne eines geschlossenen Ringes. Der wäre bestenfalls eine Kurzschlusswindung und somit idealtypisch ohne Spannung. Der Kurzschlussstrom würde der Änderung des magnetischen Flusses nach Lenz entgegenwirken, diese idealtypisch verhindern und somit dem Integral seinen Sinn nehmen. An anderer Stelle ist die Fläche von drei Windungen als Bild dargestellt - und „natürlich“ auch mit Kurzschluss. Schlechtes, ungenaues Deutsch kann dem Verständnis sehr hinderlich sein. -- wefo (Diskussion) 15:15, 15. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Und ich bin stolz darauf, dass es mir mein idealtypisches Wissen um die Erkenntnistheorie als Bestandteil der Philosophie verbietet, zu behaupten „obwohl meine Messungen zum Thema, wie funktioniert der Transformator" genau beweisen, dass die Aussagen und Ansichten von meinen Mitstreitern und mir richtig sind“. Auch wenn dem Prof. Lesch gelegentlich so ein Fauxpas passiert, kann ein Versuchsergebnis immer nur die Grundlage für das Aufstellen einer Theorie sein. Und im günstigsten Fall kann das Versuchsergebnis die Theorie widerlegen, weil es im Rahmen dieser Theorie nicht erklärt werden kann. So eine Entdeckung rechtfertigt dann eine neue Theorie. Vorliegend sehe ich keinen Widerspruch zur allgemein anerkannten Theorie. Somit werden die „Spannungszeitflächen“ im Gegensatz zu der den Querschnitt durch den Kern beschreibenden Fläche von mir als sprachliche Entgleisung betrachtet. -- wefo (Diskussion) 17:53, 15. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Letzter Kommentar: vor 11 Jahren3 Kommentare2 Personen sind an der Diskussion beteiligt
Wie ist folgender Absatz zu verstehen?
Auch die Sekundärwicklung kann Anzapfungen besitzen, um den Transformator zum Beispiel an unterschiedliche Belastungsfälle anzupassen oder mehrere Spannungen mit gleichem Bezug zu erzeugen. Die Anzapfungen können unter Last mit speziellen Lastschaltern je nach Erfordernis (Spannungs- oder Leistungsänderung) frei gewählt werden, beispielsweise bei elektrischen Lichtbogenöfen oder Bahnfahrzeugen. Eine Stromunterbrechung wird dabei durch kleine Hilfs-Stelltransformatoren vermieden.
Ist damit wirklich gemeint, dass der oder die Schalter in der Unterspannungsableitung sitzen und die Ströme auf der Unterspannungsseite schalten? Bei Bahnfahrzeugen kann ich mir das gerade noch vorstellen, aber bei Ofentransformatoren, mit mehreren 10 kA auf der Unterspannungsseite stelle ich mir das recht schwierig vor. Ich habe auch noch keine Konstruktion von einem Ofentrafo mit Schalter auf der Unterspannungsseite gesehen, aber ich kenne auch nur die Produkte eines Herstellers. --Scientia potentia est (Diskussion) 12:22, 23. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Also, wie Du sagst, bei Bahnfahrzeugen durchaus üblich, bei Ofentransformatoren bis gut über 10 kA auch noch über Lasttrennschalter, die aber meist stromlos geschaltet werden. Wie das bei Lichbogenofentrafos gehandhabt wird, weiss ich nicht. Die haben zwar auch Stufenschalter, bei Strömmen, die in Richtung 100kA gehen, mass man annehmen, dass man da wohl primärseitig schaltet obwohl das für die Trafoausnutzung natürlich nachteilig ist. MfG --Elmil (Diskussion) 12:51, 31. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Ich kenne nur Konstruktionen, bei denen auf der OS-Seite geschaltet wird. Stromrichtertrafos gibt es sogar mit zwei und mehr Aktivteilen. Also ein Kessel, in dem ein Vortrafo steht, auf dessen OS-Seite geschaltet wird und an dessen US-Seite dann ein oder mehrere Stromrichtertrafos hängen. --Scientia potentia est (Diskussion) 19:30, 31. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Ordnung in den Transformatormodellen
Letzter Kommentar: vor 11 Jahren13 Kommentare4 Personen sind an der Diskussion beteiligt
Meines Erachtens täte es dem Transformatorartikel gut, wenn wir sauberer zwischen den verschiedenen Modellvorstellungen unterscheiden würden, mit denen ein Transformator beschrieben werden kann. Das macht es glaube ich dem Leser und uns einfacher.
Dazu würde ich gerne mittelfristig etwas in den Artikel einarbeiten. Zuvor brauchen wir eine Literaturrecherche.
Ersatzschaltbild eines realen Transformators
Im folgenden die Begriffe, die ich meine, und eine knappen Erklärung anhand des ESB, was nach meiner jetzigen Kenntnis den Stand der Literatur am besten wiedergibt:
idealer Transformator: Transformator gehorcht exakt den Gleichungen U1/U2=gamma, I1/I2=-1/gamma, auch bei Gleichspannung. Im Ersatzschaltbild gibt es dann keine Streuinduktivitäten, keine Kupferverluste, keine Eisenverluste, keine Abstrahlung, keine Latenzzeiten und eine unendlich große Hauptinduktivität (--> kein Magnetisierungsstrom). Dies ist die allerstärkste Idealisierung, die man sich überhaupt durchführen kann. (In diesem Sinne ist die Beschriftung des idealen Übertragers im nebenstehenden Bild nicht in Ordnung; dort gehören keine Induktivitäten rein -- mein Fehler).
verlustloser Transformator: Transformatormodell enthält Induktivitäten (Hauptinduktivität und Streuinduktivitäten), aber nichts, was irgendwie Energie frißt (keine Kupferverluste, keine Eisenverluste, keine Abstrahlung, wahrscheinlich auch keine Latenzzeit)
realer Transformator: Transformator mit allen Dreckeffekten (an Abstrahlung denkt vermutlich niemand, wenn man für HF-Trafos jedoch S-Parameter angibt, ist zumindest die Zeitverzögerung zwischen dem Anliegen des Eingangssignals und der Reaktion am Ausgang mit im Modell drin)
Dazu kommen dann noch die Begriffe:
lineares Transformatormodell
nichtlineares Transformatormodell
Ich würde gerne ein Meinungsbild einholen (ob das als nützlich erachtet wird) und fragen, ob jemand bei der Literaturrecherche hilft. Ich fange schonmal mit ein paar Beispielen zum "idealen Transformator" an, um zu zeigen, wie ich mir das vorstelle. Bitte den oberen Bereich von Kommentaren freihalten. Michael Lenz (Diskussion) 03:45, 31. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Hallo MichaelLenz, Dein Ansatz mag für einen Systematiker durchaus reizvoll sein. Worauf m. M. nach zu achten wäre, es müsste schon so gestaltet sein, dass nicht 75% der Leser nach dem ersten Absatz mit dem Lesen wieder aufhören. Gleichspannung z. B. sähe ich hier nicht so gern. Allein das Induktionsgesetz führt dazu, dass der Fluss bei Gleichspannung gegen unendlich anwächst. Da hilft es nichts, wenn Xh als unendlich definiert ist, weil dadurch allenfalls der Magnetisierungsstrom 0 bleibt. Für mich ist das für jemand der wissen will, wie ein Trafo funktioniert, ziemlich ungenießbare Kost. Irgendwie sollten sich die Modelle schon an der realen Physik orientieren. Ich wünsche Dir und allen Mitlesern ein erfolgreiches Jahr 2013, bleibt gesund und munter, lasst Euch nicht kriegen unter. MfG --Elmil (Diskussion) 12:30, 31. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Eckhard Spring - Elektrische Maschinen m. E. ein Modellmischmasch und zu diesem Zweck als Quelle unbrauchbar (ich werde nicht schlau daraus, was an dem Transformator ideal sein soll)
Du hast für die Definition des idealen Transformators sechs Zeilen gebraucht und ihn eigentlich dennoch falsch beschrieben, denn er enthält eben nicht einmal eine (unendliche) Induktivität. Seine Gleichungen gelten ohne untere Grenzfrequenz, also zu jedem einzelnen Augenblick (für Einschwingvorgänge wichtig) und auch bei Gleichstrom (vgl. mit Quellenangabe Benutzer:Wefo/Transformator (idealer Transformator)). Gerade der Widerspruch zwischen den theoretisch möglichen Gleichgrößen und der praktischen Beschränkung auf Wechselgrößen ist die Ursache unendlicher, völlig sinnloser Diskussionen. -- wefo (Diskussion) 04:13, 31. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Das mag sein und damit sympathisiere ich ja auch (siehe mein Kommentar zum ESB), das ist aber m. E. zunächst eine untergeordnete Frage. Wer einen "idealen Transformator" definieren will, sollte auch sagen, was "weniger ideal" ist - daher die etwas gröbere Einteilung. Ich persönlich glaube ja, daß viele Leute "ideal" sagen und "verlustlos" oder "verlustlos+streuungslos" meinen und sich der Unterschiede möglicherweise gar nicht bewußt sind. Es ist aber primär weder Deine noch meine Meinung hier gefragt, sondern eine Literaturrecherche beabsichtigt. Drum habe ich Deinen Text in einen neuen Abschnitt geschoben. Falls die Unterscheidung, die Du machst, erforderlich ist, sehen wir das später. --Michael Lenz (Diskussion) 04:24, 31. Dez. 2012 (CET)Beantworten
Ideal ist in ähnlicher Weise ein absoluter Begriff, wie man auch optimal nicht steigern kann, obwohl man das von manchen Schwachköpfen immer wieder hört.
Jene Autoren, die von einer unendlich großen Induktivität sprechen - und das sind erschreckend viele - denken zwar an den induktiven Widerstand, müssen aber wohl unendlich durch unendlich teilen, um auf das Verhältnis der Windungszahlen zu kommen, oder geraten dabei auf andere Weise in Widersprüche. Ich kann solche Leute nicht ernst nehmen und erinnere an den Grundsatz der Bewertung von Quellen. Würde ich deutlicher, müsste man mich sperren. -- wefo (Diskussion) 05:17, 31. Dez. 2012 (CET)Beantworten
@Elmil, wieso bist du immer so zynisch? Das versaut die ganze Diskussion!
Wegen L = N hoch 2 / Rmagn, L = N hoch 2 * myr * My0 * A / l,(Länge der Feldlinien) ist N dann Wurzel aus ( L *l / myr*my0 * A), weil L und Myr = unendlich sind beim iiidealen Trafo ist es dann unendlich geteilt durch unendlich. --Emeko (Diskussion) 19:42, 1. Jan. 2013 (CET)Beantworten
Dem Satz von M.L. kann ich mich anschliessen: Ich persönlich glaube ja, daß viele Leute "ideal" sagen und "verlustlos" oder "verlustlos+streuungslos" meinen und sich der Unterschiede möglicherweise gar nicht bewußt sind. Wieso müsst Ihr immer auf dem Idealen Trafo herumreiten, den es nie geben wird, genausowenig wie das ewige Leben auf Erden und der nur Missverständnisse produziert? Bleibt doch beim realen unbelasteten Trafo, mein Favorit der Ringkerntrafo mit Myr bis zu 500000 ist dann schon ideal genug. Es würde schon mal ein Riesenfortschritt sein, wenn alle den Ringkerntrafo mit seinem Leerlaufstromverlauf kapieren würden. Es bleiben noch genügend Probleme die dann noch gelöst werden müssen. Schönes neues Jahr an alle, --Emeko (Diskussion) 19:42, 1. Jan. 2013 (CET)Beantworten
Ein „unbelasteter Trafo“ ist nichts weiter als eine Spule. Und „Spulen“ am Netz wurden zumindest früher durch Kondensatoren kompensiert. Nur klare Begriffe über Ersatzschaltbilder und ihre Elemente können zu einer klar formulierten Theorie führen. -- wefo (Diskussion) 20:45, 1. Jan. 2013 (CET)Beantworten
@Emeko: Also doch Unverstandenes. Wenn man es nämlich so liest: L= N²/Rmag , das heißt L geht gegen unendlich wenn Rmag gegen 0 geht, dann gilt dies für jedes N, was auch bedeutet: hieraus kann man N nicht bestimmen. Wenn man dagegen das Induktionsgesetz zu Grunde legt, bekommt man für jede vorgegebene Spannung (bzw. deren Zeitfläche) und Annahme eines angestrebten Flusses eine eindeutige Windungszahl und das auch bei einer Anordnung, die aus welchen Gründen auch immer keinen Magnetisierunsstrom aufnimmt. Was ist daran zynisch? MfG --Elmil (Diskussion) 22:14, 1. Jan. 2013 (CET)Beantworten
@Elmil: Das war ja auch nur als Verteidigung von Wefos Formel gedacht. Das das keinen Sinn gibt wenn man DIE Wurzel aus UNENDLICH DURCH UNENDLICH ZIEHT war mir klar. Der Satz: aus welchen Gründen auch immer keinen Magnetisierunsstrom aufnimmt ist aber auch nicht zulässig, denn wenn Rmag Null ist dann ist das schon wieder der ideale Trafo den es nicht gibt. Also was soll die Zeitverschwendung beim idealen Trafo? Zynisch ist der Ton wie du andere behandelst, wenn sie eine andere auch falsche Meinung haben. Ich halte wie du für falsch beim Trafo überhaupt mit dem L zu rechnen, weil es auf den Verlauf der Magnetisierung während der Beaufschlagung mit einer Spannungshalbwelle überhaupt nicht eingeht und die Details alle unter den Tisch fallen lässt. Das Rechnen mit dem L ist gut für Drosseln und Motoren die einen Luftspalt haben, wenn man den Blindwiderstand haben will. Dort speichert das L auch Energie im Luftspalt. Wie wäre es einen eigenen Artikel für den hochpermeablen Trafo zu verfassen, bzw. den Artikel vom Ringkerntrafo entspechend zu erweiteren?--Emeko (Diskussion) 10:52, 2. Jan. 2013 (CET)Beantworten
.--Emeko (Diskussion) 15:15, 22. Nov. 2012 (CET)
