Trafo mit gut sichtbar getrennter Primärspule (P) und Sekundärspule (S).

Je mehr Strom über einen Leiter fließt, desto höher sind die Verluste auf der Leitung.

Der Grund dafür ist der Widerstand des Leiters. Um die Leitungsverluste zu reduzieren, könnte man theoretisch den Leitungsquerschnitt erhöhen. Das wird aber nicht gemacht, da die Leitungen wegen dem hohen Materialbedarf sehr schnell zu teuer werden.

Besser ist es, vor der Übertragung die Spannung mit Hilfe eines Transformators zu erhöhen. Genau das wird in der Praxis auch gemacht und das ist der Grund, warum Überlandleitungen mit extrem hohen Spannungen von mehreren tausend Volt arbeiten.

Anhand der Leistungsformel wird der Sachverhalt leicht verständlich:
P = U x I 
Wenn die Spannung (U) im Elektrizitätswerk um den Faktor 1.000 hochtransformiert wird, geht bei gleicher Leistung (P) der Strom (I) um den Faktor 1.000 zurück.

Die Verlustleistung, die nach der Formel P = I² x R (Strom² x Leitungswiderstand) berechnet wird, beträgt dann nur noch 1/1.000.000 des Wertes ohne Transformation. Somit lässt sich elektrische Energie quer durch das ganze Land übertragen.

Auf der Empfängerseite wird in Umspannwerken und Trafostationen die Hochspannung von mehreren tausend Volt auf eine für das öffentliche Stromnetz übliche Spannung von 230 V runtertransformiert.

Auch in Steckernetzteilen kommen Transformatoren zum Einsatz.

Für Lampen, Heizgeräte, Elektrowerkzeuge oder Küchengeräte ist die Versorgungsspannung von 230 V perfekt.

Denn durch die hohe Spannung sind für die Hauselektroinstallation „dünne“ Leitungen mit 1,5 bis 2,5 mm² vollkommen ausreichend.

Für andere Geräte wie Radios, Stereoanlagen, Computer, Drucker und sonstige Kleingeräte ist die Spannung von 230 V jedoch viel zu hoch.

Aus diesem Grund werden für die Spannungsanpassung Netzteile benötigt, in denen ebenfalls Transformatoren in den unterschiedlichsten Ausführungen Verwendung finden.

Die Netzteile können entweder im Gerät eingebaut oder auch extern zwischen Gerät und Netzstecker in der Stromleitung integriert sein.

Der schwarze Block auf der linken Seite der Platine ist der Übertrager.

Netztrafo (obere Abbildung) und Netzteil (untere Abbildung).

Netztransformatoren oder auch Netztrafos dienen dazu, die Netzspannung von 230 V in eine für das jeweilige zu versorgende Gerät geeignete Spannung zu wandeln.

Dabei sind die Trafos entweder direkt in das jeweilige Gerät oder in einem externen Netzteil oder auch in einem Schaltschrank untergebracht.

Für industrielle Anwendungen gibt es auch Netztransformatoren, die mit Eingangsspannungen von 400 V oder mehr betrieben werden können.

Auswahl des geeigneten Trafos ist neben der Primär- und Sekundär-Spannung auch die Leistung zu beachten, die der Transformator aufweisen muss.

Für ein 12 V-Netzteil mit max. 3 A kann man den Trafo grob nach folgender Formel auswählen:

12 V x 3 A = 36 VA x Faktor 1,4 = 50 VA

Aufgrund des Faktors 1,4 hat der Netztransformator bei max. Belastung eine Auslastung von ca. 70%. Dadurch wird er selbst bei lang andauernder Maximallast nicht überlastet.

Sicherheitstransformator mit Schutzgehäuse und Sicherungen.

Steuertransformatoren werden im Industriebereich eingesetzt.

Steuertransformatoren werden in der Energie- und Automatisierungs-Technik sowie beim Schaltschrankbau verwendet.

Steuertransformatoren gewährleisten eine zuverlässige Versorgung von Steuer- und Hilfsstromkreisen und ermöglichen dank Zusatzanzapfungeneine perfekte Adaption an das Stromnetz vor Ort.

Im Störungsfall wird der Kurzschlussstrom im Steuerkreis begrenzt und Störungen, die durch das Schalten von induktiven Lasten entstehen, werden vermindert.

Kompaktnetzteil-Transformatoren sind mehr als nur herkömmliche Netz-Transformatoren.

Zusätzlich zum Transformator sind auch noch Gleichrichter und Lade-Elektrolytkondensator im Gehäuse mit integriert.

Somit geben Kompaktnetzteil-Transformatoren keine Wechselspannung, sondern eine Gleichspannung aus.

Bei Kompaktnetzteil-Transformatoren zum Experimentieren (siehe Bild) werden unterschiedliche Wechselspannungs-Anschlüsse nach außen geführt.

Der Anwender kann dann selber entscheiden, ob er den internen Gleichrichter und den Lade-Elektrolytkondensator nutzen möchte.

Kompaktnetzteil-Trafos eignen sich auchideal zum Experimentieren.

Printtrafo mit seitlichen Befestigungslaschen für die Montage.

Print- oder auch Platinentransformatoren werden vorzugsweise alsNetztransformatoren für Kleingeräte genutzt, die keinen zu großen Energiebedarf haben.

Die Trafos sind in Kunststoff-Gehäuse eingegossen und haben nach unten herausgeführte Anschlüsse. Dadurch sind sie perfekt für eine Montage auf Platinen ausgelegt.

Bei kleineren Printtrafos reicht die mechanische Festigkeit der Lötstellenvollkommen aus, um dem Trafo ausreichend Halt zu geben. Bei größeren Trafos sind meist noch Laschen am Gehäuse angebracht, mit deren Hilfe der Trafo mit der Platine verschraubt werden kann.

Bei der Auswahl des richtigen Printtrafos sind demzufolge neben den elektrischen Werten wie Primär- und Sekundärspannung, sowie Strom bzw. Leistung auch die Abstände der Anschlussbeine genau zu prüfen.

Halogentransformatoren wurden in der Vergangenheit vorzugsweise für dieSpannungsversorgung von Niedervolt-Halogenlampen benutzt.

Die Trafos waren vormals als physikalische Transformatoren mit Primär- und Sekundärwicklung ausgeführt, was sie aber sehr klobig, schwer und teuer machte.

Mittlerweile werden Halogentrafos als elektronische Transformatorenangeboten, die sich auch wesentlich leichter verdeckt einbauen lassen.

Werden die Halogenlampen gegen stromsparende LED-Lampen ausgetauscht, kann es bei manchen elektronischen Transformatoren Probleme geben.

Denn durch den deutlich geringen Betriebsstrom der LED-Leuchtmittelkann u.U. die Mindestlast, die manche elektronischen Trafos benötigen, nicht mehr erreicht werden.

Die schlanke Bauform ermöglicht einen verdeckten Einbau.

Die runde Bauform bringt Vorteile aber auch mehr Kosten.

Durch den kreisrunden Aufbau haben Ringkerntrafos einen besseren Wirkungsgrad gegenüber Block-Transformatoren. Auch das magnetische Streufeld ist deutlich geringer ausgeprägt.

Das ist auch der Grund, warum Ringkerntransformatoren gerne in HiFi-Anlagen eingebaut werden.

Weitere Vorteile sind der geringe Raumbedarf, ein reduziertes Gewicht und so gut wie keine Brumm-Geräusche.

Allerdings ist der Fertigungsaufwand deutlich höher, was die Trafos auch teurer macht.

Leistungsstarke Ringkerntransformatoren benötigen unbedingt einenEinschaltstrombegrenzer in Form eines PTCs.

Vorschalttransformatoren dienen zur Spannungsanpassung.

Das kann vorkommen, wenn z.B. ein amerikanisches Gerät, das für 110 V/60 Hz ausgelegt ist, zeitlich begrenzt im europäischen Stromnetz an 230 V/50 Hz betrieben werden soll.

Vorschalttransformatoren ändern aber nur die Spannung und nicht die Netzfrequenz.

Dies ist aber in den meisten Fällen eher unkritisch.

Damit Vorschalttransformatoren individuell einsetzbar sind, können bei einigen Geräten die Eingangsspannung als auch die Ausgangsspannung individuell eingestellt werden.

Vorschalttransformator mit Gehäuse und passenden Netzstecker-Buchsen.

Ein Stell-/Regeltrafo liefert individuelle Ausgangsspannungen.

Stell- oder Regel-Transformatoren werden in erster Linie in der Mess- und Regeltechnik, in Elektroniklaboren und im Servicebereich genutzt.

Mit diesen Transformatoren können bei einer Eingangsspannung von 230 V/50 Hz unterschiedliche Ausgangsspannungen erzeugt werden. Dazu wird mit einem drehbaren Schleifkontakt auf einer ringförmig aufgebauten Trafospule die Ausgangsspannung eingestellt.

So lässt sich sehr leicht feststellen, wie z.B. das angeschlossene TV-Gerät Spannungsschwankungen am Eingang ausregeln kann.

Die Transformatoren können als Spartrafo mit nur einer Wicklung ohne galvanische Trennung (siehe Skizze im Bild) oder als Regel-Trenntransformator mit zwei Wicklungen ausgelegt sein.

Ein Spartransformator besteht in der Regel aus einer Spule, die für die Ausgangsspannung eine oder mehrere Anzapfungen aufweist.

Spartransformatoren werden vorzugsweise dann eingesetzt, wenn dieEingangs- und die Ausgangsspannung sehr nahe beieinander liegen.

Denn bei einem Spartrafo wird nur die Spannungsdifferenz zwischen Ein- und Ausgang transformiert.

Eine galvanische Trennung zwischen der Eingangs- und der Ausgangsspannung ist bei einem Spartransformator nicht vorhanden.

Spartrafos kommen mit nur einer einzigen Wicklung aus.

Labortrafo mit Regelung und galvanischer Trennung.

Labortrenntrafos werden bei Entwicklungs-, Service- oder Reparaturarbeiten an elektronischen Schaltungen eingesetzt.

Um Kurzschlüsse mit geerdeten Messgeräten und lebensgefährliche Stromschläge zu vermeiden, muss die Schaltung oder das Gerät, an dem gearbeitet wird, vom Netzpotential getrennt sein. Diese galvanische Trennung wird über einen Trenntrafo erreicht, an dem das zu reparierende Gerät angeschlossen werden muss.

Die Trenntrafos haben entweder eine feste Ausgangsspannung oder die Ausgangsspannung kann individuell eingestellt werden. In diesem Fall spricht man von einem Regeltrenntrafo.

Aufgrund der galvanischen Trennung vom Stromnetz haben Trenntrafos am Ausgang auch keinen Schutzleiterkontakt bzw. ist bei Kaltgeräte-Steckdosen am Ausgang der Schutzleiter nicht angeschlossen.

Der Betrieb von mehreren Lautsprechern an einer Verstärkeranlage ist kritisch, da Lautsprecher nicht so einfach miteinander verdrahtet werden können. Aber in öffentlichen Gebäuden, in Restaurants oder in Hotels ist der gleichzeitige Betrieb mehrerer Lautsprecher aber oft erforderlich.

Hier helfen ELA-Trafos bzw. ELA-Übertrager weiter. Am Ausgang des Verstärkers wird ein ELA-Trafo angeschlossen, der auf der Primärseite (Eingangsseite) die gleichen Anschlusswerte wie eine Lautsprecherboxhat.

Die Signale des Verstärkers (Musik oder Sprache) werden nun auf derSekundärseite des ELA-Trafos hochtransformiert (100 V).

Bei den Lautsprechern (LS1 - LS4) wird ebenfalls ein ELA-Trafo genutzt, der die hohen Impulse auf der 100 V-Leitung wieder auf eine für den Lautsprecher verträgliche Spannung herunter transformiert.

Auf der 100 V-Leitung können mehrere ELA-Trafos mit den dazugehörigen Lautsprechern problemlos parallel geschaltet werden. Selbst lange Leitungen zwischen Lautsprecher und Verstärker spielen nun keine Rolle mehr.

Mit ELA-Trafos können mehrere Lautsprecher betrieben werden.

Bei Übertragern geht es mehr um Signalqualität als um Leistung.

Übertrager funktionieren in erster Linie wie Transformatoren.

Aber im Gegensatz zu Trafos müssen Übertrager keine großen Leistungenbei einer bestimmten Frequenz effektiv transformieren.

Ganz im Gegenteil!
Übertrager müssen in der Lage sein, z.B. als Audioübertrager für Mikrofoneein breites Frequenzspektrum in möglichst hoher Qualität zu übertragen. Der Mikrofonstromkreis und der Verstärkerstromkreis sind dabei elektrisch nicht miteinander verbunden (galvanische Trennung).

Aber auch in Netzteilen oder in der HF- bzw. Digitaltechnik werden Übertrager vielfältig genutzt. Hier werden sie Impuls-Transformatorengenannt und müssen im Bezug auf die Übertragungsfrequenz nicht so breitbandig ausgelegt sein.

Transformatoren wandeln Strom in Magnetfelder und Magnetfelder wieder in Strom. Das machen sie aber so gut, dass sie sich in den unterschiedlichsten Bereichen der Technik seit über 100 Jahren bestens bewährt haben.

Dank des relativ einfachen Aufbaus, durch die Verwendung von robusten Materialien und durch das Fehlen von mechanisch bewegten Komponenten sind Transformatoren extrem wartungsarm und langlebig. Vorausgesetzt, man betreibt sie innerhalb der in den technischen Daten angegebenen Grenzwerte.

Genau diese unkomplizierten und problemlosen Eigenschaften wissen die Entwickler und Ingenieure von heute sehr zu schätzen. Deshalb sind auch in den neuesten Geräten, Maschinen und Anlagen nach wie vor altbewährte Transformatoren zu finden.

Modernes Netzteil mit Trafos und Übertragern (mit gelber Umrandung).