Transformatoren mit Gleichstrom betreiben?
Könnte mir jemand eine ausführliche Erklärung geben, warum man einen Transformator nicht mit Gleichspannung betreiben kann?
6 Antworten
geht doch, musst die Gleichspannung nur immer ein und aus schalten. Der Trafo braucht ein Magnetfeld das sich ändert.
In einigen Anwendungsfällen lassen sich Spulen oder Trafos auch mit Gleichspannung betreiben. Diese Gleichspannung muss dann allerdings elektronisch gepulst werden, damit man die Energie eines plötzlich zusammenbrechenden Magnetfeldes induktiv nutzen kann.
Meist kommt dieses Verfahren aber nur in Hochspannungsanwendungen wie z.B. elektronischen Zündvorrichtungen zum Einsatz.
Ansonsten setzt man üblicherweise in der allgemeinen Energieerzeugung und Spannungsumwandlung weitgehend auf analoge Sinus-Wechselspannung in Transformatoren .
Bei sogenannten " vollelektronischen Schaltnetzteilen " weiss ich es jetzt nicht genau, ob die intern ihre kleinen Trafos mit gepulster Gleichspannung, oder mit sinusförmiger Wechselspannung ansteuern, wenn sie sekundär ausschliesslich Gleichspannung ausgeben sollen.
Beim "pulsen" lassen sich aus Spulen mit Eisenkern jedenfalls bei deutlich kompakterer Bauweise deutlich höhere Spitzenspannungen aus kleinen Eingangsspannungen gegenüber sinusförmiger Wechselspannung generieren.
Du kannst einen Transformator ohne weiteres mit Gleichstrom betreiben- aber dann hast du einen Elektromagneten, der wahrscheinlich bald heiss wird. Wie @UlrichNagel schreibt, gibt es nur durch das wechselnde Magnetfeld eines Wechselstroms eine Induktion in der Sekundärspule -den transformierten Strom. Wenn aus Gleichstrom einer vorgegebenen Spannung eine andere Spannung erzeugt werden soll, geht dies bei kleinen Leistungen durch sog. "Festspannungsregler-ICs", die z.B. aus 12 V 5 V machen. Wird mehr Spannung benötigt oder auch hohe Leistung (oder beides), gibt es elektronische Wandler, die (oft im höheren Audiobereich arbeitend) mittels Zerhacker-Gleichrichter-Kombination funktionieren.
Nur ein sich änderndes Magnetfeld kann in der Sekundärspule wieder einen Strom induzieren, darum funktionieren Trafos nur mit Wechselstrom oder pulsierendem Gleichstrom, aber nicht mit kontinuierlichem Gleichstrom.
Sonst könnten wir ja einen (ohne durch Arbeit bewegten) Permanentmagneten in eine Spule stecken und hätten dauernd Strom, also quasi ein Perpetuum Mobile, was bekanntlich unmöglich ist. Energie kann nicht aus nichts entstehen.
Du musst dir nur das faraday'sche Induktionsgesetz und ggf. das Durchflutungsgesetz in Ruhe klar machen, dann verstehst du wieso.
Damit an der sekundärseite des Trafos eine Induktionsspannung entstehen kann, muss sich der magnetische Fluss im magnetischen Kreis stets ändern und das erreicht man nur, wenn man den Trafo mit einem zeitveränderlichen Spannungssignal anregt.