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Transformator

  • Eckhard Spring
Part of the Springer-Lehrbuch book series (SLB)

Zusammenfassung

Die Versorgung mit elektrischer Energie kann entweder mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom vorgenommen werden. Eine wirtschaftliche Energieübertragung über große Entfernungen ist wegen der quadratisch mit dem Strom wachsenden Stromwärmeverlustleistung in den Energieübertragungsleitungen nur bei kleinen Strömen möglich. Das setzt bei vorgegebener Übertragungsleistung, die das Produkt von Übertragungsspannung und Leiterstrom darstellt, eine hohe Übertragungsspannung voraus. Gleichstromgeneratoren lassen sich bis zu Spannungen von etwa 3kV, Wechselstromgeneratoren bis zu Spannungen von etwa 30kV bauen. In beiden Fällen ist die Spannung für eine wirtschaftliche Energieübertragung nicht groß genug. Doch selbst wenn sie es wäre, könnte man sie den meisten Verbrauchern aus Sicherheitsgründen nicht zuführen. Bei Gleichstrom gibt es für dieses Problem keine einfache Lösung. Anders beim Wechselstrom. Mit einem Transformator lassen sich Spannungen vorgegebener Größe beliebig vergrößern und verkleinern. Aus diesem Grund sind elektrische Energieversorgungsnetze weltweit fast ausschließlich Wechselstromnetze. Zwischen den Kraftwerksgenerator und die Energieübertragungsleitung wird ein Transformator geschaltet, der die Maschinenspannung auf die gewünschte Übertragungsspannung hinaufsetzt, und am Ende der Energieübertragungsleitung setzt ein Transformator die Übertragungsspannung auf die gewünschte Verbraucherspannung herab. Mit der Spannungswandlung verbunden ist eine Stromwandlung. Das ergibt sich daraus, daß beim idealen Transformator, bei dem weder Wirk- noch Blindverlustleistung auftritt, das Produkt von Spannung und Strom auf der Oberspannungsseite das gleiche ist wie auf der Unterspannungsseite. Beim realen Transformator, bei dem Wirk- und Blindverlustleistung auftritt, die jedoch beide klein im Vergleich zur aufgenommenen oder abgegebenen Leistung sind, unterscheiden sich die Produkte von Spannung und Strom auf der Ober- und Unterspannungsseite so wenig, daß sie als gleich angenommen werden können. Transformatoren werden bis zu Leistungen von etwa 1500MVA und Spannungen von etwa 1000kV gebaut. Das Jahr 1885 gilt als das Geburtsjahr des Transformators und die drei ungarischen Ingenieure Blathy, Deri und Zipernowsky gelten als seine Erfinder. Die Grundidee des Transformators steckt im Induktionsgesetz, das 1831 von Michael Faraday (1791–1867) entdeckt wurde.

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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998

Authors and Affiliations

  • Eckhard Spring
    • 1
  1. 1.FB Elektrotechnik IIFH Gießen-FriedbergFriedbergDeutschland

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