Transformatoren

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Tania
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Transformatoren

Beitrag von Tania »

Hallo liebe Hardwarespezialisten,

ich darf gerade Physik-Nachhilfe geben. Thema: Transformatoren. Zwei Spulen, geneinsamer Eisenkern, Prinzip klar. Nun haben wir mal ein altes Netzteil aufgeschraubt und darin so etwas entdeckt:

http://deacademic.com/pictures/dewiki/1 ... _trafo.jpg

Vermutlich ist das metallische Dingens da der Eisenkern. Gehe ich dann recht in der Annahme, dass der gelbliche Block die beiden Spulen enthält? Wenn ja, wie liegen die zueinander? Und dass das Eisending in der Mitte noch einen Quersteg enthält, um den die Spulen gewickelt sind? Und was sind die Vorteile dieser Bauweise im Vergleich zur klassischen Form?

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Pierre

Re: Transformatoren

Beitrag von Pierre »

Tania hat geschrieben: 02 Dez 2017 12:43 Hallo liebe Hardwarespezialisten,

ich darf gerade Physik-Nachhilfe geben. Thema: Transformatoren. Zwei Spulen, geneinsamer Eisenkern, Prinzip klar. Nun haben wir mal ein altes Netzteil aufgeschraubt und darin so etwas entdeckt:

http://deacademic.com/pictures/dewiki/1 ... _trafo.jpg

Vermutlich ist das metallische Dingens da der Eisenkern. Gehe ich dann recht in der Annahme, dass der gelbliche Block die beiden Spulen enthält? Wenn ja, wie liegen die zueinander? Und dass das Eisending in der Mitte noch einen Quersteg enthält, um den die Spulen gewickelt sind? Und was sind die Vorteile dieser Bauweise im Vergleich zur klassischen Form?
Alles richtig. Der Quersteg ist der eigentliche Eisenkern, das Eisen hat die Form zweier ineinander gesteckter "E". Wie die Spulen liegen, ist egal, solange sie da rumgewickelt sind. Auf dem Bildchen sieht es nach zwei Kammern aus, das ist aber für die Funktion unbedeutend, sondern dient dazu, die -etwas schmerzhaften- 230V gründlich vom anderen zu trennen.

Die Form der beiden "E" folgt dem Weg der magnetischen Feldlinien, die ja oben aus dem (klassischen) Eisenkern herauskommen und aussen um die Spule herum unten wieder hineinlaufen. So bleibt das magnetische Feld im Eisen, hat da weniger Verluste und versaut die Umgebung nicht so arg.
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Tania
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Re: Transformatoren

Beitrag von Tania »

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Unkreativer
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Re: Transformatoren

Beitrag von Unkreativer »

Fast.
Die Form der beiden "E" folgt dem Weg der magnetischen Feldlinien, die ja oben aus dem (klassischen) Eisenkern herauskommen und aussen um die Spule herum unten wieder hineinlaufen. So bleibt das magnetische Feld im Eisen, hat da weniger Verluste und versaut die Umgebung nicht so arg.
Das könnte man so verstehen, dass das Eisen so geformt sein muss, wie die Feldlinien. Das ist nicht der Fall.
Die Magnetfeldlinien folgen dem Eisen, aber die Feldlinien ohne den Eisenring geben nicht dessen Form vor.

Und natürlich vorsicht. Nicht wieder zusammenbauen und aufpassen, dass die Kinder nicht auf die Idee kommen, den Trafo mal ans Netz anzuschließen.
orthonormal

Re: Transformatoren

Beitrag von orthonormal »

Tania hat geschrieben: 02 Dez 2017 12:43 Und was sind die Vorteile dieser Bauweise im Vergleich zur klassischen Form?
Was ist für dich die klassische Form? Soweit ich weiß, sind Manteltransformatoren in dieser Größe die übliche Bauweise. Kerntransformatoren, wie man sie in der Schule sieht, sind zwar vom Prinzip her einfacher, aber anscheinend hat sich die Bauform in der Praxis nicht so bewährt.
Pierre hat geschrieben: 02 Dez 2017 13:15 Die Form der beiden "E" folgt dem Weg der magnetischen Feldlinien, die ja oben aus dem (klassischen) Eisenkern herauskommen und aussen um die Spule herum unten wieder hineinlaufen. So bleibt das magnetische Feld im Eisen, hat da weniger Verluste und versaut die Umgebung nicht so arg.
Man muss da zwischen verschiedenen Verlusten unterschieden: Es gibt einmal Kupferverluste durch den Strom in den Wicklungen, und dann Eisenverluste durch die magnetische Hysterese und Wirbelströme. Die Eisenverluste wären am geringsten, wenn man gar keinen Eisenkern hätte, aber dann wären die Kupferverluste sehr hoch. Also nimmt man Eisen mit möglichst geringer Hysterese und macht die magnetische Kopplung möglichst groß.
Genosse Premier

Re: Transformatoren

Beitrag von Genosse Premier »

Hier mal ein anschauliches Video dazu. Da baut jemand so einen Transformator auseinander. https://www.youtube.com/watch?v=r6oDCbcmtWw
Man sollte das aber vielleicht nicht unbedingt nachbauen :lach:
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One One Seven
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Re: Transformatoren

Beitrag von One One Seven »

Tania hat geschrieben: 02 Dez 2017 12:43 Hallo liebe Hardwarespezialisten,

ich darf gerade Physik-Nachhilfe geben. Thema: Transformatoren. Zwei Spulen, geneinsamer Eisenkern, Prinzip klar. Nun haben wir mal ein altes Netzteil aufgeschraubt und darin so etwas entdeckt:

http://deacademic.com/pictures/dewiki/1 ... _trafo.jpg

Vermutlich ist das metallische Dingens da der Eisenkern. Gehe ich dann recht in der Annahme, dass der gelbliche Block die beiden Spulen enthält? Wenn ja, wie liegen die zueinander? Und dass das Eisending in der Mitte noch einen Quersteg enthält, um den die Spulen gewickelt sind? Und was sind die Vorteile dieser Bauweise im Vergleich zur klassischen Form?

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Eine sehr coole Art der Physiknachhilfe ;)
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Tania
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Re: Transformatoren

Beitrag von Tania »

Danke erstmal - das war schon sehr hilfreich :)

Eine Frage noch: ich hab hier ein Bauteil (Notebook-Ladegerät), auf dem zwei Teile sind, die aussehen als beständen sie aus zwei Spulen mit Eisenkern.

https://abload.de/img/20171203_1202089hukg.jpg

Was ist denn das nun jeweils? :gruebel: Bei dem mit "Danger High Voltage" tippe ich mal auf einen Trafo mit 230 V Eingangsspannung. Aber was und wozu ist das Teil rechts?
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Pierre

Re: Transformatoren

Beitrag von Pierre »

Tanja... ich mach mir langsam ein bischen Sorgen... was hast Du vor?

(Abgesehen davon, hätte ich für was anderes auf Dich gehofft...)
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Re: Transformatoren

Beitrag von uhu72 »

Es handelt sich dabei mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit um ein so genanntes Schaltnetzteil. Die sind wesentlich komplexer aufgebaut, als lineare Netzteile.

Links ist der nennen wir es mal Haupttransformator (wegen "High Voltage") zu sehen, der große violette Becher ist ein Elektrolytkondensator, schwarze längliche Teil rechts daneben ist ein Gleichrichter, weiter rechts daneben ist ein weiterer Übertrager/Trafo oder auch eine große Induktivität. Das grüne Teil davor mit den zwei Beinchen könnte ein großer Keramikkondensator oder was anderes, wie ein Termistor oder Varistor sein. Da es näher an der Netzseite liegt, wird der rechte "Trafo" wohl eine Drossel, also eine große Induktivität sein. Dient der Störungsunterdrückung. Der Elko ist dann der Sieb/Glättungselko. Ein Optokoppler ist im Hintergrund auch zu sehen (das Teil von Sharp). Ohne Schaltbild ist das aber alles eher ein herumraten.

Schaltnetzteile arbeiten etwas anders. Während lineare Netzteile die Netzspannung erst mal herunter Transformieren und dann Gleichrichten, Glätten und Stabilisieren, gehen Schaltnetzteile einen anderen Weg. Die Netzspannung wird erst mal Gleichgerichtet und grob Geglättet. Dann wird sie mit einem Leistungstransistor wieder "zerhackt" und so in eine Wechselspannung umgewandelt. Diese wird dann herunter transformiert und erneut gleichgerichtet, geglättet und gesiebt. Das passiert mit einer wesentlich höheren Frequenz, als der Netzfrequenz. Deshalb kann der Transformator wesentlich kleiner ausfallen, weil der große Eisenkern nicht nötig ist, um die Energie in magnetischer Form zu transportieren. Gleichzeitig kann durch Eingriff in die Schaltfrequenz eine Regelung geschehen. Das ist aber alles eine Wissenschaft für sich, die hier den Rahmen sprengt.
Es gibt für jeden Topf einen passenden Deckel. Aber es gibt nicht genug passende Deckel für alle Töpfe!
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Re: Transformatoren

Beitrag von Reinhard »

Pierre hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:12 Tanja... ich mach mir langsam ein bischen Sorgen... was hast Du vor?
Steht doch da: Physiknachhilfe. :hierlang:
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Unkreativer
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Re: Transformatoren

Beitrag von Unkreativer »

uhu2163 hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:15 Das grüne Teil davor mit den zwei Beinchen könnte ein großer Keramikkondensator oder was anderes, wie ein Termistor oder Varistor sein.
Da steht RT dran, also würde wohl Thermistor am Besten passen. Allerdings weiß ich nicht, welche Funktion der hätte.
uhu2163 hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:15 Da es näher an der Netzseite liegt, wird der rechte "Trafo" wohl eine Drossel, also eine große Induktivität sein.
Eine stromkompensierte Drossel, nehme ich an.
Pierre

Re: Transformatoren

Beitrag von Pierre »

uhu2163 hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:15 Es handelt sich dabei mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit um ein so genanntes Schaltnetzteil.
Da bin ich mir nicht so sicher...
Links ist der nennen wir es mal Haupttransformator (wegen "High Voltage") zu sehen
.. ein geschaltetes hat nämlich keinen großen Haupttrafo. Und der den wir hier sehen ist ein bischen klein für ein normales, aber ein bischen groß für ein geschaltetes...
, der große violette Becher ist ein Elektrolytkondensator, schwarze längliche Teil rechts daneben ist ein Gleichrichter, weiter rechts daneben ist ein weiterer Übertrager/Trafo oder auch eine große Induktivität. Das grüne Teil davor mit den zwei Beinchen könnte ein großer Keramikkondensator oder was anderes, wie ein Termistor oder Varistor sein. Da es näher an der Netzseite liegt, wird der rechte "Trafo" wohl eine Drossel, also eine große Induktivität sein. Dient der Störungsunterdrückung. Der Elko ist dann der Sieb/Glättungselko. Ein Optokoppler ist im Hintergrund auch zu sehen (das Teil von Sharp). Ohne Schaltbild ist das aber alles eher ein herumraten.
Und mit ausnahme dieses Optokopplers (den ich erst übersehen hab) sind das eigentlich die Bauteile für ein normales Netzteil.
In dem Fall könnte man vermuten, dass der rechte "Trafo" nur eine Spule als Filter ist, damit die vom Laptop zurückkommenden Hochfrequenz-Anteile nicht richtung Stromnetz gelangen. Und ich würde dann noch annehmen, dass das, was da auf das vertikale Weißblech geschraubt ist, ein elektronischer Spannungsregler ist.
Aber nein, nix sicher weiss man da nicht - könnt auch sein dass das Ding auf dem Weißblech die Primärspannung schaltet und das übrige dafür nötige Kleinzeug irgendwo im Hintergrund versteckt ist.
Pierre

Re: Transformatoren

Beitrag von Pierre »

Reinhard hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:26
Pierre hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:12 Tanja... ich mach mir langsam ein bischen Sorgen... was hast Du vor?
Steht doch da: Physiknachhilfe. :hierlang:
Ja, aber die Sache ist die: bei manchen dieser Dinger können u.U. auch nach dem Ausschalten und Ausstecken noch hohe Spannungen auf dem Bauteilen vorhanden sein, weshalb man die eigentlich nur aufschrauben sollte wenn man weiss was das ist.
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Re: Transformatoren

Beitrag von Tania »

Pierre hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:46
Reinhard hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:26
Pierre hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:12 Tanja... ich mach mir langsam ein bischen Sorgen... was hast Du vor?
Steht doch da: Physiknachhilfe. :hierlang:
Ja, aber die Sache ist die: bei manchen dieser Dinger können u.U. auch nach dem Ausschalten und Ausstecken noch hohe Spannungen auf dem Bauteilen vorhanden sein, weshalb man die eigentlich nur aufschrauben sollte wenn man weiss was das ist.
Die lagen paar Jahre im Lager. Meinst Du wirklich dass da noch Spannung drauf ist? Ein Magnetfeld haben sie jedenfalls nicht mehr.

Es geht übrigens um Physik Klasse 9. Ich will eigentlich nur wissen: ist das Ding rechts ein Transformator oder nicht? Drauf steht 23304-00080 HI-POT
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Re: Transformatoren

Beitrag von Pierre »

Tania hat geschrieben: 03 Dez 2017 13:06 Die lagen paar Jahre im Lager. Meinst Du wirklich dass da noch Spannung drauf ist?
Ah, gut. Nach ein paar Jahren eher unwahrscheinlich.
Ein Magnetfeld haben sie jedenfalls nicht mehr.
Das natürlich nicht. Aber die dicken runden Dinger speichern halt Elektrizität. Und manche sind da ziemlich gut drin.
Es geht übrigens um Physik Klasse 9. Ich will eigentlich nur wissen: ist das Ding rechts ein Transformator oder nicht? Drauf steht 23304-00080 HI-POT
Puh. Das hilft ungefähr soviel wie die Chargennummer auf dem Hustensaft: ausser dem Hersteller kann kaum jemand was damit anfangen. Kurzum: man weiss es nicht sicher, wenn man die Konstruktion des ganzen nicht kennt.
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Re: Transformatoren

Beitrag von Mit müden Augen »

Unkreativer hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:30Eine stromkompensierte Drossel, nehme ich an.
Genau, zur Störungsunterdrückung. Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Drossel_( ... e_Drosseln
Pierre hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:39
uhu2163 hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:15Es handelt sich dabei mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit um ein so genanntes Schaltnetzteil.
Da bin ich mir nicht so sicher...
Links ist der nennen wir es mal Haupttransformator (wegen "High Voltage") zu sehen
.. ein geschaltetes hat nämlich keinen großen Haupttrafo. Und der den wir hier sehen ist ein bischen klein für ein normales, aber ein bischen groß für ein geschaltetes...
Doch, eindeutig ein Schaltnetzteil. Natürlich hat auch ein Schaltnetzteil einen "Haupttrafo" wenn man das so nennen will, irgendwie muss ja für die galvanische Trennung gesorgt werden. Der ist zwar kleiner als bei einem linearen Netzteil aber die Größe im Bild passt prima.
Tania hat geschrieben: 03 Dez 2017 13:06
Pierre hat geschrieben: 03 Dez 2017 12:46Ja, aber die Sache ist die: bei manchen dieser Dinger können u.U. auch nach dem Ausschalten und Ausstecken noch hohe Spannungen auf dem Bauteilen vorhanden sein, weshalb man die eigentlich nur aufschrauben sollte wenn man weiss was das ist.
Die lagen paar Jahre im Lager. Meinst Du wirklich dass da noch Spannung drauf ist?
Nach ein paar Jahren ist der Primärelko (der die gleichgerichtete Netzspannung glättet, 325V DC, Aua!) garantiert entladen.
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Re: Transformatoren

Beitrag von uhu72 »

Tania hat geschrieben: 03 Dez 2017 13:06 Es geht übrigens um Physik Klasse 9. Ich will eigentlich nur wissen: ist das Ding rechts ein Transformator oder nicht? Drauf steht 23304-00080 HI-POT
Das geht jetzt aber deutlich über den Physik Unterricht in der Schule hinaus, es sei denn die genaue Funktion des Warp-Antriebs gehört auch schon zum normalen Lehrplan. :gruebel:
Bei diesem Teil handelt es sich sehr wahrscheinlich um die erwähnte Drossel zur Störungsunterdrückung.
Transformatoren und Drosseln sind elektrisch gesehen beides Induktivitäten, aber mit unterschiedlichen Verwendungszweck.
Vielleicht kannst du uns mal erzählen, was die Suche nach Transformatoren in "Elektronikschrott" für einen tieferen Sinn hat.
Geht es darum, wie die praktisch Aussehen oder wo sie überall zu finden sind?
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Pierre

Re: Transformatoren

Beitrag von Pierre »

uhu2163 hat geschrieben: 03 Dez 2017 14:33 Das geht jetzt aber deutlich über den Physik Unterricht in der Schule hinaus, es sei denn die genaue Funktion des Warp-Antriebs gehört auch schon zum normalen Lehrplan. :gruebel:
Nope, wenn dann bitte den Unwahrscheinlichkeits-Drive. Davon hätten hier alle was.
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Tania
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Re: Transformatoren

Beitrag von Tania »

uhu2163 hat geschrieben: 03 Dez 2017 14:33 Vielleicht kannst du uns mal erzählen, was die Suche nach Transformatoren in "Elektronikschrott" für einen tieferen Sinn hat.
Geht es darum, wie die praktisch Aussehen oder wo sie überall zu finden sind?
Beides. Anschauungsmaterial für einen Vortrag. Und da wäre es ganz gut, wenn man auf "ist das da auch ein Transformator" die richtige Antwort hat. Die ja wohl "nein" lautet. Also, Problem geklärt.

Ich bin übrigens eher für die Erfindung des Beamens. Der Warpantrieb hat noch Zeit.
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