Physik Forum

[geCkO51]

Hallo an alle,

ich habe morgen meine Abiturprüfung im Fach Physik, wo unter Anderem das Thema "Transformatoren" drankommt. Aufbau und Funktion habe ich absolut verstanden, jedoch verstehe ich nicht, warum beispielsweise bei einem Schweißtransformator eine Spannung heruntertransformiert wird um eine höhere Stromstärke zu erhalten, die man bspw. beim Schweißen benötigt. Ich habe es nämlich in der Elektrotechnik und nach dem "Ohmschen Gesetz" bisher immer so verstanden, dass bei einer höheren Spannung auch eine höhere Stromstärke entsteht. In diesem Fall beim Trafo würde die Stromstärke ja antiproportional zur Spannung sein, dh. bei hoher Spannung -> geringe Stromstärke, und bei niedriger Spannung -> hohe Stromstärke?!?!?!?! Das erscheint mir als sehr merkwürdig...

Das einzige, was ich hierüber in Erfahrung bringen konnte ist eine mathematische Erklärung über die elektrische Leistung. Bekanntlich ist die elektrische Leistung bei einem Trafo abgesehen von Wärmeverlusten etc. an der Primärspule genauso hoch wie an der Sekundärspule. Somit bleibt das Produkt aus P = U * I auf beiden Seiten im Idealfall gleich.
Hier wäre dann logisch, dass bei einer hohen Spannung auf der Primärseite eine niedrige Stromstärke bestehen würde, und bei einer niedertransformierten Spannung auf der Sekundärseite eine Höhere, damit das Produkt U * I gleich bleibt.
Jedoch kommt mir das nach den Gesetzen des elektrischen Stromes immer noch abstrakt vor.

Hätte vielleicht jemand eine NICHT-mathematische Erklärung für dieses Phänomen?v
Ich bedanke mich schonmal im voraus...

MFG, Felix

[evB]

Ein Transformator ist das elektrische Äquivalent von zwei Zahnrädern in der Mechanik.

Wenn du ein großes und ein kleines Zahnrad (viele und wenige Windungen bei einer Spule) zusammenpackst und an dem einen drehst, wird sich das andere schneller oder langsamer drehen als das, an dem du drehst. Drehst du an dem großen, wird sich das kleine deutlich schneller drehen.

Hier ist jetzt das Drehmoment entscheidend, das kleine Zahnrad wird ein kleineres Drehmoment haben als du am großen anlegst. Das macht man sich beispielsweise bei der Gangschaltung am Fahrrad zu Nutze. Da sich das kleinere aber schneller dreht, ist die Arbeit immer noch gleich, weniger Kraft mal mehr weg ist die gleiche Arbeit/Energie.

Genauso ist das beim Trafo, dort wird die Spannung (Drehmoment) verringert oder erhöht und dafür der Strom (Drehgeschwindigkeit) erhöht bzw. verringert.

Das sind die beiden Formeln:





Setzt man diese gleich, erhält man diese Beziehung: