Verständnisfrage Trafo Verluste

[Klaus (schoggo)]

Servus zusammen, ich hätte mal eine Verständnisfrage zur 
Ausgangsleistung eines Transformators:

Wenn ich eine rein ohmsche Last an einem Trafo habe und ich diese nun um 
den Faktor 10 erhöhe, dann nimmt ja nach dem ohmschen Gesetz die 
Leistung am Ausgang um den Faktor 10 ab. Wo bleibt die 
Leistungsdifferenz gemäß Energieerhaltungsgesetz ? Diese müssen ja in 
Form von Verlusten im Trafo selbst verbleiben. Erklärungsversuch: Die 
Verluste setzen sich wie folgt zusammen: Kupfer- und Wirbelstromverluste 
(sinken aufgrund des niedrigeren Ausgangsstromes). Hystereseverluste 
(Abhängig vom magnetischen Fluss und Frequenz, Material und Geomgetrie 
des Eisenkerns) steigen an, weil der geringere Ausgangsstrom eine 
niedrigere Gegeninduktivität in dem Eisenkern verursacht und somit der 
magnetische Fluss in dem Eisenkern größer ist. Durch den größeren magn. 
Fluss nehmen auch die Hystereverluste zu. Diese müssen trotz niedrigerer 
Wirbelstrom- und Kupferverluste so hoch sein, dass das 
Energieerhaltungsgesetz eingehalten wird. Ist diese Erklärung korrekt 
oder habe ich ein Verständnisproblem ? Gibt es in meinem Beispiel 
weitere Verluste die ich nicht beachtet habe ? Danke euch für die 
Antwort !

[H. H. (Gast)]

Klaus schrieb:
> Wenn ich eine rein ohmsche Last an einem Trafo habe und ich diese nun um
> den Faktor 10 erhöhe, dann nimmt ja nach dem ohmschen Gesetz die
> Leistung am Ausgang um den Faktor 10 ab. Wo bleibt die
> Leistungsdifferenz gemäß Energieerhaltungsgesetz ?

Der Trafo nimmt dann auch weniger Leistung auf.

Übrigens versteht man unter "erhöhen der Last" etwas anderes als du 
bisher.

[Klaus (schoggo)]

Das habe ich nicht bedacht, da hast du Recht. Da immer noch das 
Verhältnis von Eingangsstrom/Ausgangsstrom = 
Ausgangswicklung/Eingangsstrom gilt, heißt das ja dann einfach, das die 
Eingangsleistung im gleichen Verhältnis abnimmt (abzuglüch Verluste).

[H. H. (Gast)]

Klaus schrieb:
> Eingangsstrom/Ausgangsstrom = Ausgangswicklung/Eingangsstrom

Darüber solltest du nochmal nachdenken.

[Klaus (schoggo)]

Eingangsstrom/Ausgangsstrom = Ausgangswicklung/Eingangswicklung. Kleiner 
Tippfehler :)

[Thorsten S. (whitejack)]

Klaus schrieb:
> ...Last an einem Trafo habe und ich diese nun um
> den Faktor 10 erhöhe, dann nimmt ja nach dem ohmschen Gesetz die
> Leistung am Ausgang um den Faktor 10 ab.

Wenn du die Last erhöhst, nimmt die Leistung nicht ab...

Klaus schrieb:
> ...so hoch sein, dass das
> Energieerhaltungsgesetz eingehalten wird.

Das Gesetz kann nicht nicht eingehalten werden...

[Dergute W. (derguteweka)]

Moin,

Guck' dir halt mal das Ersatzschaltbild eines "realen" Trafos (also mit 
Streuinduktivitaeten, Hauptinduktivitaet, Cu-Verlusten und 
Magnetisierungsverlusten) an. Dann wirst du schon sehen, wo und wie sich 
bei Lastaenderung irgendwelche Stroeme durch oder Spannungen ueber die 
Widerstaende, die die Verluste modellieren, aendern.

Gruss
WK

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Klaus schrieb:
> Wenn ich eine rein ohmsche Last an einem Trafo habe und ich diese nun um
> den Faktor 10 erhöhe, dann nimmt ja nach dem ohmschen Gesetz die
> Leistung am Ausgang um den Faktor 10 ab. Wo bleibt die
> Leistungsdifferenz gemäß Energieerhaltungsgesetz ?

Das hat mit Energieerhaltung nicht das geringste zu tun. Wenn du schon 
physikalisch argumentieren willst, dann wende doch auch die Methoden der 
Physiker an: mach ein Experiment, miß die Leistungsaufnahme/abgabe auf 
der Primär/Sekundärseite bei verschiedenen Lasten.

Es wird dich verwundern (alle anderen nicht) daß die Leistungsaufnahme 
eines Trafos tatsächlich abhängig von der Last ist. Und nicht konstant, 
wie du anscheinend annimmst.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Bei Trafos hängt da sehr viel von der Bauart ab. Grundsätzlich gilt 
aber, daß die Verlustleistung beim Transformator als Wärme frei wird. 
Der Anteil, der als Ton bzw. mechanische Schwingung oder ungebundenes 
magnetisches Feld frei wird, ist verschwindend gering.

Bei richtig fetten Leistungstransformatoren, etwa für Hochspannung oder 
die Maschinentransformatoren der Turbosätze in Kraftwerken sind die 
Spannungsverhältnisse sehr starr und die Wirkungsgrade extrem hoch. 
Dafür hat man extreme Leistungen und extreme magnetische Kräfte. 
Beispielsweise, wenn bei einem starken Kraftwerksblock im 
Leistungsbetrieb der Maschinentransformator durch einen Fehler dicht am 
Kraftwerk kurzgeschlossen wird (geringe Leitungslänge, geringer 
ohmischer Widerstand der entstehenden Last), wird seine Wicklung von den 
eigenen magnetischen Kräften zerquetscht.

Das andere Extrem sind Kleinleistungstransformatoren für 
Platinenmontage. Die wirklich kleinen können nur 1..2W Leistung und 
selbst bei dieser geringen Belastung bricht ihre Ausgangsspannung schon 
um 30..50% ein. Der ohmische Widerstand der Primärwicklung ist so hoch, 
daß man die Dinger sekundärseitig dauerhaft kurzschließen kann, ohne daß 
die davon Schaden nehmen oder überhitzen. Das ist zwar prima 
eigensicher, aber verhält sich komplett anders als ein berechneter 
idealer Transformator.

[U. B. (Gast)]

> ...richtig fette Leistungstransformatoren ...

...haben höhere Kurzschlussspannung als mittelgrosse
(Streuinduktivität).

[Klaus (schoggo)]

@H.H.: Hohe Last = geringer Lastwiderstand bzw. hoher Ausgangsstrom, 
danke für die Korrektur.

Mein großes Missverständnis war, dass die Eingangsleistung unabhängig 
vom Lastwiderstand ist, was nicht der Fall ist. Danke für die 
Aufklärung.

@Ben B.: Danke für den Ausflug in die Extreme, sehr interessante 
Ausführung von dir !