Diskussion:Transformator/Archiv/002

message: Der Beitrag zum Transformator erscheint mir ziemlich unsystematisch und daher schwer zu lesen. Meines Erachtens muß noch viel Arbeit reingesteckt werden, bis er wirklich gut wird. Ich möchte hier andeuten, was meines Erachtens zu tun ist und werde mich in nächster Zeit darum kümmern, soweit es die Zeit zuläßt und soweit die aus meiner Sicht wichtigen Änderungen nicht sofort wieder zurückgedreht werden. 
- An den Anfang gehört eine kurze Erläuterung, um was es ganz grundlegend geht, evtl. ein geschichtlicher Abriß.
- Anschließend sollte der ideale Transformator diskutiert werden. Ein idealer Transformator transformiert nach dem Schema "Spannung hoch, Strom runter" (I1*U1=I2*U2) und wird motiviert durch den Energieerhaltungssatz. Außerdem trennt der ideale Transformator Primär- und Sekundärseite galvanisch.
Mit diesem Modell kann man alle grundlegenden Dinge herleiten, die man mit dem Transformator erledigen kann: Spannungen transformieren, Ströme transformieren (als Konsequenz daraus: Widerstände transformieren) und galvanisch trennen. 
- Der reale Transformator sollte unmittelbar nach dieser Einleitung behandelt werden. Zunächst sollte man Streuinduktivitäten und Leitungswiderstände weglassen und den Transformator als gekoppelte Spulen darstellen.
Dabei sollten irgendwo die Begriffe "Selbstinduktivität" von Primär- und Sekundärspule und Gegeninduktivität inkl. Formel auftauchen. 
Die Formel über den Zusammenhang von Selbstinduktivitäten, Gegeninduktivität und Wicklungsverhältnis gehört hierher.
- Das schon jetzt im Text gezeigte Ersatzschaltbild sollte auf der Grundlage der gekoppelten Spulen weiterentwickelt werden. Man fängt mit dem idealen Transformator an und ergänzt die notwendigen Modellierungen für Haupt- und Streuinduktivitäten, die ohmschen Widerstände und die Eisenverluste. Hierbei sind Primär- und Sekundärseite zunächst noch durch einen idealen Transformator getrennt.  Transformiert man jedoch alle sekundärseitigen Impedanzen mithilfe der Transformationsgleichungen des idealen Transformators auf die Primärseite, so erhält man schon im Text gezeigte Ersatzschaltbild.
Es sollte darauf hingewiesen werden, daß man in der Praxis häufig das im Artikel gezeigte Ersatzschaltbild verwendet, da dort die wichtigsten Verluste modelliert werden. 
(Evtl. sollte sogar ein Ersatzschaltbild gezeigt werden, das den Mittenabgriff berücksichtigt, aber das ist eher Kür als Pflicht.) 
- Anschließend sollten weitere Randbedingungen, die im Betrieb zu beachten sind, genannt werden: Spannungsfestigkeit (Isolationswiderstände),  Wärmeentwicklung (zu erläutern am Ersatzschaltbild und zu untergliedern in Eisenverluste und Kupferverluste, und die Eisenverluste weiter in Wirbelstromverluste und Hystereseverluste), Sättigung des Kerns (mit Hinweis, daß sie als nichtlineare Eigenschaft im Ersatzschaltbild nicht berücksichtigt wird), Hysterese (als nichtlineare Eigenschaft, die nicht im Ersatzschaltbild berücksichtigt wird, und mit dem Hinweis, daß die Hysterese nur bei Trafos mit Kern vorkommt), Stromverdrängung und Skineffekt mit Verweis auf spezielle Kabelanordnungen zu deren Unterdrückung (Stichwort: Leitergeflechte, HF-Litze) 
- Der Lastbetrieb kann diskutiert werden, allerdings sollten die zuvor eingeführten Begriffe verwendet werden, beispielsweise aber nicht "Innenwiderstände", die nicht weiter erläutert werden. Nenngrößen sollten genau definiert werden.
- Es sollte der grundlegende Unterschied zwischen Trenntransformatoren und Spartransformatoren herausgearbeitet werden sowie zwischen Energietransport und Informationstransport. Anschließend können anwendungsbezogen alle möglichen Bauformen und Anwendungen erläutert werden (Kapitel 3 und 5 systematisch zusammengeführt). 
- Literatur- und Weblinks sollten natürlich bleiben.
--Michael Lenz 03:15, 13. Feb. 2007 (CET)
thread_title:  Systematik dringend verbesserungswürdig 

message: Du hast Dich mindestens zum Teil meiner Sichtweise angeschlossen.  Finde ich gut.
Zu Deiner Sichtweise gibt es schon noch einiges zu kommentieren.
1. Klärungsbedürftig scheint der Begriff "eingeprägte Spannung" bzw. "eingeprägter Strom" zu sein.
Die Begriffe beschreiben die Charakteristik einer elektrischen "Quelle".
 
Eine eingeprägte Spannung liegt vor, wenn die angeschlossene Last keine (oder vernachlässigbar kleine) Rückwirkung auf die speisende Spannung hat. Die Spannung ist "bocksteif", kein Strom kann sie aus der Fassung bringen. Je nach Lastwiderstand kann sich hier der Strom in weitem Bereich frei einstellen. Der Innnenwiderstand Ri so einer Quelle muß klein sein im Vergleich zum Lastwiderstand. Bei einer idealen Quelle eingeprägter Spannung ist Ri=0. Typisches Beispiel so einer Quelle ist unsere Netzspannung oder ein Akku. Angeschlossene Stromkreise, wenn sie unabhängig sein sollen, müssen parallel geschaltet werden, Abschalten geschieht durch unterbrechen. Leerlauf bedeutet Stromkreis offen. Bei kurzgeschlossener Quelle geht der Strom gegen unendlich bzw. ist bestimmt von Ri.. Als Sicherung dient ein Schmelzdraht.
Ein  eingeprägter Strom liegt vor, wenn eine angeschlosene Last keine Rückwirkung auf diesen Strom hat. Je nach Lastwiderstand stellt sich hier die Spannung frei ein. Der Innenwiderstand einer Stromquelle muß sehr groß sein im Vergleich zum Lastwiderstand. Bei einer idealen Stromquelle ist Ri unendlich. Angeschlossene Stromkreise müssen in Reihe geschaltet sein, wenn sie unabhängig sein sollen, die Stromquelle muß immer abgeschlossen sein, Abschalten geschieht durch Kurzschließen, Leerlauf bedeutet Stromkreis kurzgeschlossen (Spannung ist 0), bei offener Quelle geht die Spannung gegen unendlich. Als Sicherung dient eine Funkenstrecke, die einen kontrollierten Überschlag gewährleistet. Typisches Beispiel ist eine atmosphärische Blitzentladung (funktioniert nur ganz kurz) oder ein stromgeregeltes Netzgerät, hier aber nur im Rahmen einer maximal möglichen Spannung, die durch das Netzgerät vorgegeben ist. Bei einer Stromquelle ist  alles invers im Vergleich zur Spannungsquelle.
2. Ein Trafo hängt eben nun mal an einer eingeprägten Spannung, diese prägt den Fluß ein und der Kern holt sich den dazu erforderlichen Magnetisierungsstrom aus der Spannungsquelle. Die Erklärung seiner Funktion ist zweckmäßigerweise an die Voraussetzungen bzw. an die realen Einsatzbedingungen zu knüpfen.
Um das gleich noch dranzuhängen: Auch für µ gegen unendlich wird der Trafo astrein funktioniern. Auch mit Laststrom. Ich wiederhole mich: Die Vorgänge im Magnetisierungskreis dienen nur der Spannungsübertragung. Die Lastströme sind davon unabhängig. Ihre Durchflutungen summieren sich zu 0 (Null!) und damit bleiben sie für den Kern unsichtbar und ohne Einwirkung auf diesen. Populär könnte man auch sagen: Weil der Kern von den Lastströmen gar nichts wissen will oder darf (er ist nämlich nur mit dem ihm eingeprägten Fluß beschäftigt,  er will nur den Magnetisierungsstrom sehen, den er dafür braucht), deshalb müssen sich die Lastströme jederzeit zu 0 ergänzen. Jeder andere oder zusätzliche Strom im Kern würde den Fluß verändern. Das geht aber nicht, weil sich dann auch die Spannung ändern müßte. Die ist aber vom Netz her eingeprägt. Das Magnetfeld im Kern wird nicht gebraucht zur Stromübertragung, es dient nur dem Fluß und damit der Spannungsübertragung. Dies ist so.
3. Es ist natürlich nicht uninteressant der Frage nachzugehen, was passiert, wenn man den Trafo mit einem eingeprägten Strom speist.
Zum Verständnis sollte man dazu mehrere Fälle unterscheiden:
a) Der Strom entspricht etwa dem, der sich als Magnetisierungsstrom einstellen würde, wen es ein "normaler" Trafo wäre. Hierfür ist die Antwort von Dir schon gegeben. Der eingeprägte Strom führt zu einer eingeprägten Feldstärke und diese zieht einen Fluß nach sich und der induziert eine Spannung primär und auch sekundär. Änderungen des Stromes ändern die Spannung, auch jede Änderung am Kern hat diese Auswirkung. Die Magnetisierung ist jetzt stromgeführt (bei eingeprägter Spannung ist sie flußgeführt). Die Spannung muß sich frei einstellen können, die Stromquelle muß das zulassen. Dies gilt auch bezüglich der zeitlichen Verlaufs. Vom Sinus wird da nicht viel übrig sein. Die Verhältnisse drehen sich genau um. Aber auch hier wird die Spannung von der Flußänderung induziert (nicht vom Magnetfeld, wie man bei Dir immer wieder einmal lesen kann. Diese Begriffe müssen strikt getrennt werden). Versucht man den Trafo zu belasten, so wird man feststellen, daß die Spannung zusammnbricht. Der Grund: der Trafo wird nur mit seinem Magnetisierungsstrom (eingeprägt) gespeist. Zieht man den sekundärseitig ab (man beachte dazu das Ersatzschaltbid), fehlt die Magnetisierung und damit auch die Spannung bzw. ein wesentlicher Teil davon.
b) Der Strom ist kleiner als der unter a) angenommene. Der Fall ist trivial. Er läuft ab wie bei a) beschrieben, nur der Fluß und damit auch die Spannung werden kleiner.
c) Man vergrößert den eingepr. Strom wesentlich über den in a) genannten Wert hinaus, z. B. auf den 10-fachen Wert. Der Trafo sei auf der Sekundärseite offen (Leerlauf). Der Strom sei sinusförmig. Frequenz z. B. 50 Hz.
An der Wirkungskette Wechselstrom >>> Wechselfeldfeld >>> Wechselfluß >>> Wechselspannung ändert sich nichts, aber bereits nach etwa 1/30 der Halbwellendauer (sin 6°= 0,1) d. h. nach ca. 0,3 ms ist der Stromwert erreicht, der den Kern voll durchmagnetisiert , d. h. nach dieser Zeit ist auch bereits der volle Flußhub durchlaufen. Das heißt aber auch, daß die dabei induzierte Spannung den etwa 30-fachen Wert der erwarteten Spannung haben wird, da die Spannungszeitflächen (=Flußhub)  gleich sein müssen, die zur Verfügung stehende Zeit aber nur noch 1/30 beträgt.  (Zahlenwerte bitte nicht auf die Goldwaage legen). Der Trafo wird deshalb zu Beginn jeder Stromhalbwelle eine riesige Spannungsspitze abgeben, den Rest der Zeit wird der Kern in Sättigung getrieben. Je nach Kernmaterial wird auch dabei noch mehr oder weniger Flußhub möglich sein und damit noch Spannung induziert, aber wenig gegen die, die entsteht, solange die Magnetisierung den ungesättigten Teil der Schleife durchläuft. Man müßte den Verlauf aufzeichnen, mir fehlen dazu die Möglichkeiten. Von Sinusspannung ist da nichts mehr übrig geblieben und vom von dem, was man sonst von einem Trafo erwartet auch nicht. Verwenden könnte man so ein Ding vieleicht gerade noch für ein Weidezaungerät, aber das wars dann auch.
Wie man sieht, hat das keinen wesentlichen praktischen Wert außer der Erkenntnis, daß das Verhalten eines Trafos recht heftig reagiert, wenn man so mal schnell eingeprägte Spannung mit dto. Strom vertauscht.
Durch eine Maßnahme kann man der Stromspeisung noch Sinn geben. Es ist nämlich nicht korrekt bezüglch des Umgangs mit einer Stromquelle den Trafo auf der Sekundärseite nicht abzuschließen mit einem Widerstand oder durch Kurzschluß. Deswegen sei zuletzt auch noch dieser Fall diskutiert.
Wenn der Trafo am Ausgang belastet oder kurzgeschlossen wird, muß der eingeprägte Strom, getrieben von der Ausgangsspannung, sich im Sekundärkreis  wieder finden und zwar in gleicher Größe (bezogen auf die zugehörenden Durchflutungen) wie auf der Primärseite eingeprägt wegen der schon oft zitierten Knotenpunktregel ( Ersatzschaltbild beachten!). Soweit der Sekundärstrom dabei ohmsche Widerstände zu überwinden hat (was  bei einem realen Trafo so ist), liegt die dazu benötigte Spannung  ausgangsseitig am Kern und erzwingt im Kern einen dazu passenden Flußhub. Den dazu erforderlichen Magnetisierungsstrom holt sich der Kern dazu aus dem Primästrom, zwackt ihn sozusagen von diesem ab. Dieser Mag.-Strom wird umsogrößer sein, je größer die benötigte  Ausgangsspannung ist, weil dann der Flußhub auch größer sein muß. Man sollte dabei beachten, daß auch hier, wie bei dem Betrieb an eingeprägter Spannung eine flußgeführte Magnetisierung vorliegt, obwohl der Trafo selbst stromgespeist ist. Das ist möglich, weil der eingeprägte Strom im Lastwiderstand zu einer quasi eingeprägten Spannung wird ( der Lastwiderstand muß natürlich konstant sein).
 
Was hier beschrieben wurde ist nichts anderes als die Funktion eines Stromtrafos oder Stromwandlers. Damit ist auch gleich der Grund erklärt, warum ein Stromwandler nie mit offenen Klemmen betrieben werden darf. Er würde zum Hochspannungstrafo (siehe c)) bzw. an Überspannung sterben. Die Stromübersetzung ist im Prinzip wegen des stets zwanghaften Durchflutungsgleichgewichts fehlerfrei, nur der Magnetisierungsstrom geht sozusagen daneben vorbei, was sich als Fehler bemerkbar macht. Im Kurzschlußbetrieb ist der Mag.-Strom am kleinsten, deshalb ist da der Fehler auch am kleinsten. je größer der Lastwiderstand (beim Meßwandler spricht man von Bürde), umso größer der Fehler. Wird die Bürde so groß, daß der Kern die benötigte Spannung nicht mehr aufbringen kann, weil der damit verbundene Flußhub zur Sättigung führt, so steigt der dazu notwendige Magnetisierungsstrom überproportional an, der Meßfehler eskaliert. Damit ein Wandler auch bei Überstrom noch ausreichend genau ist, nützt man die Hystereseschleife im Nennbetrieb nie voll aus. Der Fehler ist natürlich auch zu minimieren, wenn Magnetwerstoffe mit minimalen Magnetisierungsfeldstärken zum Einsatz kommen. Typische Materialien sind Ringkerne aus Mumetall oder Ultraperm 10 (VAC). Die Koerzitivfeldstärken liegen hier unter 30 mA/cm.
Der ideale Kernwerstoff für Wandler wäre unser Superwerkstoff mit H=0 und µ gegen unendlich, natürlich bei einer ausreichend hohen Sättigungsinduktion. Da würden die Wandlerbauer jubeln. Die Wandler hätten keinen Fehler mehr. Sie würden auch funktionieren, wir brauchen nämlich keine Feldstärke bei einer flußgeführten Magnetisierung, wir brauchen nur Fluß und wenn der sich mit H=0 machen ließe, soll es doch recht sein.
Und jetzt noch zu Deinen/meinen Schlußfolgerungen:
 
1. Die Stromspeisung eines Trafos funktioniert nur, bzw. macht nur Sinn, wenn man ihn mit einer Bürde abschließt, bzw. kurzschließt. So wird der Trafo zum Stromwandler. Der funktioniert auch mit einem "Superkernwerkstoff" wie oben zitiert. Der unbelastete stromgespeiste Trafo gehört eher in ein Kuriositätenkabinett, ist aber als Denksportaufgabe nicht uninteressant.
2. Die Spannungsspeisung eines Trafos entspricht der normalen Anwendung. Deshalb muß er auch darauf basierend erklärt werden. Auch der Trafo mit dem "Superkernwerkstoff" überträgt Strom. Hier scheint immer noch ein gedanklicher Fehler vorzuliegen. Alles weitere siehe oben im Text.
3. Es ist richtig, daß das Induktionsgesetz in beiden Richtungen gelesen werden kann. Das heißt aber nicht, daß man in der Wahl der Richtung frei ist. Da hat man sich schon an die jeweilige Anwendung zu halten, d. h. man bewege sich immer von der vorgegebenen (eingeprägten) zur gesuchten (abhängigen) Größe und nicht umgekehrt, sonst gehts rückwärts durch die Brust ins Auge.
PS. Was immer wieder auffällt ist, daß die Begriffe Strom, Durchflutung, Feldstärke, Induktion und Fluß nicht klar verstanden sind oder falsch angewendet werden. Hier besteht Klärungsbedarf, nicht hoch mathematisch sondern anschaulich und mit einfachen Worten.
Mit freundlichem Gruß   Elmil
--Elmil 16:00, 9. Mär. 2007 (CET)
thread_title:  Hallo Michael, 

message: im Magnetmaterial gibt es zwei magnetische Größen: B und H.
1.) B ist an die elektrische Spannung u geknüpft. Steht u(t) fest, so kennt man B(t) und umgekehrt. 
Zusammenhang:  u={d(B \cdot A) \over dt} 
2.) H ist an den elektrischen Strom i geknüpft. Steht i(t) fest, so steht auch H(t) fest und umgekehrt.
Zusammenhang: \int H ds = I  (Verschiebeströme inbegriffen)
3.) B und H hängen über Materialgesetze zusammen: B=\mu H
 
Eine endliche sinusförmige Spannung u, die Du einprägst, führt zu einem endlichen sinusförmigen B. (Gleichung 1)
Ein endliches sinusförmiges B führt für  \mu < \infty  zu einem endlichen sinusförmigen H. (Gleichung 3)
Und ein endliches sinusförmiges H ist mit einem endlichen sinusförmigen Strom i verknüpft (Gleichung 2). 
i ist immer da, wenn Du den Trafo irgendwie verwendest. Daß das i da ist, ist ein Grundprinzip der Natur (Maxwellgleichungen).
Den Fall  \mu = \infty  zu diskutieren, ist sinnlos. Er führt im Falle einer Last zu Widersprüchen, weil H=0 sein muß und bei Last gleichzeitig I>0, was mit den Maxwellgleichungen unvereinbar ist. Das wollte ich in unserem Gedankenexperiment einmal zeigen.
 
Der Fall  \mu \rightarrow \infty  bedeutet  \mu < \infty . Dann funktioniert der Transformator, und zwar umso idealer und mit umso weniger i, je größer  \mu  ist.
Wenn Du sagst, Trafos würden mit (idealen) Spannungsquellen betrieben und in diesem Zusammenhang komme es nur auf die Spannung an, stimme ich Dir zur Hälfte zu. Ein Kraftwerkstrafo arbeitet so, und es ist sicherlich sinnvoll zu betonen, daß der reale Trafo unter diesen Bedingungen eher die Spannungen ideal transformiert als die Ströme - darauf möchtest Du ja irgendwo hinaus.
 
Im Nachrichtentechnikbereich (z. B. Antennenverstärker im Amateurfunk) betreibst Du die Trafos jedoch meist mit weniger idealen Quellen. Häufig ist eine Transformation von bzw. auf 50 Ohm / 75 Ohm Wellenwiderstand gewünscht. Bei derartigen realen Quellen ist die Frage, ob eine Spannungsquelle oder eine Stromquelle vorliegt, müßig, da sie ineinander überführbar sind.
Es gibt auch Anwendungen, bei denen Du ausdrücklich Ströme durch die Hauptinduktivität wünschst:
# Das einfachste Beispiel ist, wenn Du den Trafo als Hochpass nutzt. Die Hauptinduktivität schließt dabei die niedrigen Frequenzen kurz, so dass diese nicht übertragen werden. In diesem Fall wünschst Du Dir je nach Grenzfrequenz geradezu eine geringe Induktivität.
# Ein anderes Beispiel kenne ich aus dem Ultraschallbereich mit Piezowandlern. Ein Piezowandler läßt sich elektrisch als C_p parallel (R + jwL + 1/(jwC)) modellieren. Den Wandler koppelt man häufig über einen Trafo an den Sender bzw. Empfänger an,. Dabei nutzt man die "parasitäre" Induktivität dazu, um das parallele C_p des Piezos zu kompensieren. Man hat damit Blindleistungskompensation und Potentialtrennung mit einem einzigen Bauelement gelöst. 
Zugegebenermaßen möchtest Du in diesen Fällen keine Übertragung der betreffenden Größen erreichen, sondern im Falle des Hochpasses das genaue Gegenteil. Worauf ich hinaus will ist, daß diese Trafos eingesetzt werden WEGEN der Magnetiierungströme (und nicht 'trotz', wie Du annimmst).
Letztlich hast Du mich aber schon überzeugt, daß der Herleitung über die Spannungstransformation eine gewisse Sonderrolle zukommt - wenn auch nicht in der Absolutheit, die Du gerne betonst (siehe Beispiele aus der Nachrichtentechnik). Daher befürworte ich ausdrücklich eine zusätzliche Herleitung ohne Ströme, gerne auch vor der anderen Herleitung.  
Ich denke, wir mißverstehen uns, weil ich über Naturgesetze spreche und betone, daß mit der eingeprägten (Wechsel-)Spannung untrennbar ein (Wechsel-)Strom verbunden ist, während Du über die Erfindung des Trafos sprichst und betonst, daß der Transformator daraufhin konzipiert wurde, daß der Magnetisierungsstrom möglichst klein ist.
Eventuell sinnvoll ist auch die Herleitung mithilfe des Modells des Magnetkreises, wobei ich jedoch die Mühe scheue, die Größen magnetischer Fluß  \Phi , magnetische Durchflutung  \Theta  und magnetischer Widerstand R_{magn} sauber einzuführen.
Gruß, 
--Michael Lenz 03:00, 10. Mär. 2007 (CET)
thread_title:  Hallo Elmil, 

message: Guten Abend,
ich glaube es ist ein Tippfehler in der Formel für 3.2.2 "Der verlustlose Transformator"
Dort steht: u_2(t) = N_2 \cdot \frac{d \Phi_{22}(t)}{dt} + N_1 \cdot \frac{d \Phi_{21}(t)}{dt}
Ich denke aber es müsste lauten:
u_2(t) = N_2 \cdot \frac{d \Phi_{22}(t)}{dt} + N_2 \cdot \frac{d \Phi_{21}(t)}{dt}
Bitte schaut mal, ob ich mich irre, oder es sich tatsächlich um einen Tippfehler handelt.
Viele Grüße
Simon
Hallo Simon,
danke für den Hinweis. Ich habe die Formel geändert.
Gruss, --Michael Lenz 04:39, 15. Mär. 2007 (CET)
thread_title:  Fehler in Formel? 

message: die Definition der magnetischen Grundgrößen war wichtig und natürlich auch richtig.
Da würde ich nur noch eine Kleinigkeit ergänzen, nämlich bei der Definition \int H ds = I . Der Strom ist eigentlich I*w. Sinnvoller wäre es hier von Durchflutung zu sprechen und den Buchstaben Θ dafür einzuführen. Anderweitig könnte das zu Verwechslungen mit dem Spulenstrom führen.
Was noch fehlt ist ein Versuch einer Veranschaulichung der magnetischen Größen indem man die Analogie zu elektrischen Größen herstellt. Das sieht dann nämlich so aus:
Die Durchflutung  Θ wirkt als "magnetische Spannung", wurde deswegen früher auch als "magnetomotorische Kraft" bezeichnet, abgk. MMK, das Analogon auf der elektrischen Seite wäre die EMK (eingeprägte Spannung).
Die auf die zu magnetisierende Wegstrecke bezogene Durchflutung ist die magnetische Feldstärke H mit Dimension A/cm, das Analogon auf der elektrischen Seite wäre die elktrische Feldstärke E [V/m].
Die Feldstärke H ist über den magnetischen Leitwert µ mit dem magnetischen Flußdichte (auch Induktion genannt) B verbunden ( das "ohmsche Gesetz des magnetischen Kreises"):
B=µ*H, (µ=spez. magn. Leitwert). Das Pendant dazu auf der elektrischen Seite heißt s=k*E (s=Stromdichte, k=spez. elektr. Leitwert)
Über den Querschnitt A ist die Flußdichte mit dem Fluß verbunden. B*A=Φ. Auf der elektrischen Seite ist die Stromdichte s über den Querschnitt mit dem Strom I verbunden. s*q=I
Demnach ist das Analogon zum magnet. Fluß Φ der elektrische Strom I.
Interessanter Weise ist aber pysikalisch der elektrische Strom I mit der magnetischen Spannung verknüpft und der magnetische Fluß ("Strom") mit der elektrischen Spannung. 
Was man noch erkennen kann ist der Umstand, daß der magnetische Kreis sich verhält wie der elektrische Stromkreis, auch da gibt es "Spannung",   "Strom",  und  Leitwert oder den Kehrwert davon, den Widerstand.
In der Elektrotechnik ist es eine Selbstverständlichkeit  Strom und Spannung strikt auseinanderzuhalten (den etwas unverbindlichen Begriff der "Stromspannung" überlassen wir gern den Zeitungsschreiblehrlingen), obwohl man auch da mit Recht sagen könnte, daß es gleichgültig ist ob Strom und Spannung, weil die ja über den Widerstand ohnehin verknüpft sind.
Bei der Beschreibung des magnetischen Kreises ist diese Disziplin noch viel wichtiger, weil man es hier überwiegend mit Leitwerten zu tun hat, die nicht konstant sind, sondern stark abhängig von der jeweiligen Flußdichte. Das gilt für alle mir bekannten ferromagnetischen Materialien und mit denen hat man es meistens zu tun. Deswegen führt ein sinusförmiges B nur in Luft oder magnetisch gleichwertigem Medium zu einem sinusförmigen H, nur hier ist µ konstant über den ges. B-Bereich. In den meisten Magnetwerkstoffen ändert sich µ meist über mehr als eine Zehnerpotenz allein innerhalb der Hystereseschleife, mit Einbeziehung des Sättigungsbereichs sogar mehrere Zehnerpotenzen. Deswegen arbeitet man in der Praxis, wenn ist um ferromagn. Materialien geht, auch nicht mit µ, sondern mit Magnetisierungskennlinien B=f(H)  und diese Abhängigkeit von der Flußdichte ist auch einer der Gründe, warum ich so penetrant zwischen Magnetisierung mit eingeprägter Spannung und eingeprägtem Strom unterscheide. Da kommen nämlich ganz unterschiedliche Dinge heraus, wie ich in meinem letzten Beitrag ausführlich erläutert habe. Natürlich kann man immer das eine in das andere überführen, letztlich hat alles einer einheitlichen Pysik zu gehorchen. Aber man macht es sich verdammt schwer und erzeugt damit meist mehr Durcheinander als Klarheit
Mit dem Verhalten bei µ gegen unendlich wollte ich ursprünglich nur aufzeigen (es war ja nur ein Gedankenspiel), welch nachrangige Bedeutung der Magnetisierungsstrom für die Funktion des Trafos bei einer flußgeführten Magnetisierung hat. Durch die Verwendung des Wortes "parasitär" ist wahrscheinlich ein Mißverständnis entstanden, das ich gerne ausräumen würde. Der Magnetisierungsstrom stört, solange er sich in einem akzeptabelen Rahmen bewegt in keiner Weise. Er gehört sogar mit dazu und das mit dem H=0 war auch nie so zu verstehen. 
Der Fall ist zwar sinnlos, wie Du festgestellt hast, , weil es den Werkstoff ohnehin nicht gibt. Ganz so sinnlos ist er aberdoch wieder nicht, weil man an Deiner Reaktion darüber erkennt, daß etwas ganz wesentliches von Dir noch nicht verstanden oder akzeptiert ist.
Es gibt nämlich  keinen Widerspruch, wie von Dir angenommen. H=0 im Kern ist ganz selbstverständlch vereinbar mit einem beliebig großen Laststrom in den Spulen. Die Summe der Laststromdurchflutungen in den Spulen magnetisieren den Kern nicht (weil sie sich zu 0 aufheben). Diese Erkenntnis ist fundamental wichtig, ohne dies erkannt und akzeptiert zu haben muß man jedes Trafoverständnis schlicht vergessen, ganz gleich ob man nun über einen Netztrafo spricht, über einen Stromwandler oder über einen Übertrager.
Diesen Punkt sollten wir vorrangig ausdiskutieren. Ich habe ihn in all meinen Beitägen bisher angesprochen, ich habe von Dir bisher weder Widerspruch noch Einverständnis vernommen. Ich erkenne aber auch jetzt wieder einmal, daß Du dies noch nicht verinnerlicht hast.
Im übrigen transformiert ein  Trafo auch die Ströme  ideal, gerade weil eben die Summe der von den Lastströmen verursachten Durchflutungen jederzeit 0 sein muß.
Was das Verständnis anbelangt, sozusagen aus didaktischen Gründen, halte ich es für zweckmäßig, zunächst die "reinen" Betriebszustände, z. B. die Speisung mit engeprägter Spannung zu erklären. Immerhin wird damit auch ein riesiger Anwendungsbereich, vom Steckernetzteil (soweit dort überhaupt noch ein Netztrafo drin ist) bis zum Kraftwerkstrafo, d. h. die ganze klassische Stromversorgungstechnik abgedeckt. Darüberhinaus ist dies auch wichtig für das Verständnis anderer Betriebszustände wie z. B. Stromtrafos und Mischformen. Weil sich die relevanten Grundprinzipien auch dort wiederfinden lassen. Um einen Übertrager zu verstehen, muß man einen Trafo verstanden haben.
Der Umstand, daß man Hauptfeldinduktivitäten oder auch Streuinduktivitäten in Schaltungen mitbenutzt, um diesen noch anderweitig bestimmte Eigenschaften  zu geben, entbindet auch nicht davon verstanden zu haben, wie diese Dinge zustande kommen. Im übrigen sollte man ev. eine Trennung herbeiführen zwischen Trafos und Übertrager, wobei der Unterschied diskrete Frequenz bzw. Frequenzbereich das Kriterium für die Unterscheidung sein könnte. Beim Übertrager gelten wg. der meist größeren Frequenzbereiche, in denen er funktionieren muß Zusatzkriterien, wie Luftspalt im Kern und dergl., die beim Netztrafo keinen sinn machen oder gar kontraproduktiv sind.  Die Grundlagen des Trafos gelten natürlich auch für den Übertrager. Um das an Deinem Beispiel gleich zu zeigen: Es ist trivial, daß bei kleinen Frequenzen Magnetisierungsströme zwangsläufig größer sind, weil zu den kleinen Freqzenzen (siehe Induktionsgesetz) eben der größere Flußhub gehört und das läßt sich für einen Hochpass gut gebrauchen, ebenso wie hohe Frequenzen an den Streuinduktivitäten zu hohen Spannungsabfällen führen, was für einen Tiefpass hilfreich sein kann.
Auch ich spreche nur über Naturgesetze, aber ich versuche diese immer möglichst nahe an die jeweilige Anwendung zu bringen und das so anschaulich wie möglich. In Wikipediabeiträgen sollte man versuchen mit einem Minimum an höherer Mathematik auszukommen und wenn nicht vermeidbar, so sollte erklärt werden, was das bedeutet.
Mit freundlichem Gruß Elmil 
--Elmil 16:38, 12. Mär. 2007 (CET)
thread_title:  Hallo Michael, 

message: gegeben sei ein primärseitig spannungsgespeister Transformator, der sekundärseitig mit dem elektrischen Widerstand R abgeschlossen sei. \mu_r sei sehr groß, aber endlich. 
thumb|300px|Spannungsgespeister belasteter Transformator
thumb|300px|Zugehöriger Magnetkreis
Die Spannungsquelle u_1 prägt einen magnetischen Fluß \Phi_1 in die Primärspule ein. Dieser Fluß kommt, da der Magnetkreis unverzweigt ist, vollständig in der Sekundärspule an und induziert dort die Sekundärspannung u_2, die exakt die gleiche Kurvenform aufweist wie u_1.  
Die Kurvenformen sind vollkommen unabhängig davon, ob R_{mag} linear ist oder eine Hysterese aufweist, da \Phi_1 eingeprägt ist und im gesamten Kreis identisch ist.
Der Widerstand R erzeugt aus der Spannung u_2 einen Strom -i_2=u_2/R in den Spulenwicklungen. Dieser Strom muß im Modell des Magnetkreises als eine gesteuerte Durchflutungsquelle (\Theta-Quelle, Quelle des H-Feldes) aufgefaßt werden.
 
Nach der Maschenregel ergibt sich in Verbindung mit dem Bauelementegesetz von R_{mag}:
\Theta_1 =  \Theta_{Rmag} + \Theta_{2} = R_{mag} \cdot \Phi_1 + \Theta_{2} 
Für R_{mag} gegen Null fällt über dem magnetischen Widerstand, der den Kern darstellt, kein H ab. Die gesamte (abhängig) eingespeiste Durchflutung fällt über der Magnetflußquelle ab. Das ist letztlich Deine Aussage, und sie ist vollkommen richtig. 
Ich habe bei meiner Betrachtung an den Teil des Spulenkerns gedacht, der von den Wicklungen umgeben ist. Ganz konkret habe ich mich in Gedanken in eine Fläche A versetzt, die von einem Leiterstück der Sekundärspule senkrecht durchstoßen wird. Die Strecke s soll einen geschlossenen Weg um A darstellen. Da laut Voraussetzung innerhalb und außerhalb des Kerns überall H=0 gilt, ergibt sich im Leiter 
I = \int \vec H d \vec s = \int 0 d \vec s = 0 
im Widerspruch zu einem beliebig großen Laststrom. Also muß bei den Spulenwicklungen ein H > 0 auftreten. Da sich H bei nicht allzu pathologischen Kernen parallel zu B bewegt, habe ich gesagt, daß es ein H > 0 auch im Kern geben muß, was ebenfalls vollkommen richtig ist. H wird ja nicht kleiner, nur weil es sich von den Spulenwicklungen entfernt.
Die Auflösung des Widerspruchs ist, daß Du im Modell des Magnetkreises argumentiert hast, während ich über Elektrodynamik gesprochen habe. Beide haben in den jeweiligen Modellen recht, und beide Modelle haben ihre Berechtigung. 
Was wir dabei festgestellt haben ist, daß H=0 bei Vorhandensein von Strom in der Elektrodynamik zu Widersprüchen führt, sich jedoch im Magnetkreis bei großem \mu damit verträgt.
Das H-Feld, auf das ich so entschieden bestanden habe, findet sich im Magnetkreis übrigens auch wieder - allerdings nur in den Bauelementen, insbesondere der Durchflutungsquelle.
>>Mit dem Verhalten bei µ gegen unendlich wollte ich ursprünglich nur aufzeigen (es war ja nur ein Gedankenspiel), welch nachrangige Bedeutung der Magnetisierungsstrom für die Funktion des Trafos bei einer flußgeführten Magnetisierung hat. [...]
Im übrigen transformiert ein Trafo auch die Ströme ideal, gerade weil eben die Summe der von den Lastströmen verursachten Durchflutungen jederzeit 0 sein muß. 
Ok, hier stimme ich Dir vollkommen zu, wenn Du „gerade weil“ durch „wenn“ ersetzt.
Wenn nämlich  R_{mag} als größer Null und nichtlinear (z. B. mit Hysterese) angenommen wird, verhält sich \Theta_1 der Gleichung
\Theta_1 =  \Theta_{Rmag} + \Theta_{2} = R_{mag} \cdot \Phi_1 + \Theta_{2} 
entsprechend nichtlinear zu u_1.
Die elektrischen Spannungen behalten also zusammengefaßt ihre Verlaufsform, während die Ströme durch das nichtlineare Verhalten des Magnetkerns beeinflußt werden.
An diesem Beispiel wird interessanterweise klar, daß bei Einprägung eines primärseitigen Flusses die Durchflutung sekundärseitig eingeprägt wird. Die Einprägung einer Durchflutung ist demnach eher die Regel als die Ausnahme, wenn die zugehörige Quelle auch eine gesteuerte Quelle ist.
Da die Durchflutung eine Differenzgröße ist, liegt sie (im Modell des Magnetkreises) auch nicht überall gleich vor. Vielmehr ist das Potential der Durchflutung an jedem Knotenpunkt anders. Durchflutung findet sich dort nur innerhalb der Bauelemente. 
Was mich angeht, so sind die Unklarheiten geklärt. Ich danke Dir für die interessante Diskussion, in der ich einige Dinge über Transformatoren dazulernen durfte. Jetzt können wir denke ich darangehen, den Artikel aufzuwerten. Natürlich können wir weiterhin interessante Themen diskutieren.
Gruß, --Michael Lenz 04:36, 15. Mär. 2007 (CET)
thread_title:  Hallo Elmil, 

message: bis zu dem Satz "Die gesamte (abhängig) eingespeiste Durchflutung fällt über der Magnetflußquelle (was ist das?) ab." ist alles ok. Diesen  Satz aber verstehe ich nicht. Die Beziehung \Theta_1 =  \Theta_{Rmag} + \Theta_{2} = R_{mag} \cdot \Phi_1 + \Theta_{2}  sagt ja nichts anderes aus, als daß die Primärdurchflutung die Summe aus Magnetisierungsdurchflutung und der Sekundärdurchflutung ist, wobei das positive Vorzeichen von Θ2 besagt, daß der Strompfeil vom Sekundärstrom gegenüber dem im Ersatzschaltbild üblichen bereits umgedreht ist. Wenn beide Strompfeile, wie üblich, in den Trafo hinein zeigen, müßte Θ2 negativ eingesetzt werden.
Nachdem das mit den Vorzeichen und den Zählpfeilen nicht so anschaulich ist, zumindest wenn man nicht immer gleich ein Bildchen dazu malen kann, will ich es an Hand Deiner dann folgenden Betrachtung erklären:
Wenn Du, wie Du sagst, einen Integrationsweg wählst, der einige Leiter der Sekundärspule oder die ganze Spule umschließt, dann bekommst Du ein Feld H, das von der Sekundärdurchflutung erzeugt wird. Richtig. Wähle ich nun aber einen Weg, der z. B. dem Trafokern folgt, so geht dieser Weg um beide Spulen, primär und sekundär und da bekommst Du ein Feld, das wirklich nur von der Magnetisierungsdurchflutung erzeugt wird, weil sich der Anteil des Laststroms in Θ1last und Θ2 in der gesamten umschlossenen Fläche aufheben. I n einem Schnittbild durch den Trafo (Kern und Spulen) stellt sich das so dar, daß in der Primärspule der Laststrom so zu sagen in die Zeichenebene hineinfließt, während er bei der Sek. Spule aus der Zeichenebene herauskommt. Eine Integration um beide Spulen ergibt ein H=0 weil Θ1last und Θ2 gegengleich sind (Θmag mal vernachlässigt). H=0 ist also durchaus kein Widerspruch zu einem beliebig großen Laststrom, das hat auch nichts mit der Entfernung von der Spule zu tun (wobei H durchaus mit der Entfernung kleiner wird, weil der Integrationsweg länger wird, spielt aber hier keine Rolle), sondern damit, daß Du außer dem Magnetisierungsstrom keinen magnetfeldtreibenden Strom mehr hast. Um 2 gegensinnig gleich große Durchflutungen gibt es kein Magnetfeld! Da gibt es auch keinen Widerspruch zwischen Magnetfeldbetrachtung und Elektrodynamik. Wenn das so wäre, müßte man die Physikbücher umschreiben.
Natürlich haben die einzelnen Felder um die beiden einzelnen Spulen auch ihre Bedeutung. Sie gehen im wesentlichen nur durch Luft, entlang den Spulen und durch die Spulen. Am stärksten ist dieses Feld in dem Ringspalt zwischen den Spulen. Es ist das Feld, das den Streufluß verursacht.  Deswegen ist der Streufluß auch ein reiner Luftfluß. Siehe auch mein erster Beitrag "Zurück zu den Grundlagen".
Was die Transformation der Ströme anbelangt, so bin ich vielleicht mißverstanden worden. Ich verstehe das immer nur so, daß dies für den Laststromanteil (steht auch so da!) im Primärstrom gilt. Daß der ges. Primärstrom immer die Summe aus Magnetisierungsstrom und transformiertem Laststrom ist, wird dabei  vorausgesetzt und nicht immer extra erwähnt. Der Magnetisierungsstrom ist bei nicht konstantem µ oberwellenhaltig und entsprechend dann  auch der ges. Primärstrom.
Deine Aussagen über die "sek. eingeprägte Durchflutung" kann ich nicht  nachvollziehen. Nach meinem Verständnis ergeben sich folgende Kausalketten etwa so: 
1. Für den Kern bzw. für die Spannungstransformation gilt: Eingeprägte primäre Spannung ergibt eingeprägten Fluß im Kern, dieser induziert gleichförmige Spannung wie primär in Sekundärspule. Eingeprägter Fluß im Kern zieht  Magnetisierungsstrom nach sich, Kurvenform abhängig von µ.
2. Für die Spulen bzw. für die Stromtransformation gilt: Sekundäre Spannung und Lastwiderstand am Ausgang ergibt Sekundärstrom. Dessen Durchflutung zieht eine gegengleich große Primärdurchflutung nach sich nach dem dafür bestimmenden Kriterium: Magnetisierungsbedingungen im Kern dürfen von diesen Durchflutungen nicht gestört bzw. beeinflusst werden. (Θ1last + Θ2 =0) ansonsten Kollision im Kern mit primärer Flußeinprägung. Mit "Kollision im Kern" meine ich, um das an einem Analogon in der Elektrotechnik zu erklären: Du kannst einen Widerstand von z. B. 1 kOhm nicht an eine Spannung von 100 V legen und ihm gleichzeitig einen Strom von 0,2 A einprägen. Da muß einer nachgeben.
Der ges. Primärstrom ist die Summe aus Magnetisierungsstrom und transformiertem Laststrom.
Die Spannungs- u. die Stromtransformation dürfen, sie müssen sogar strikt getrennt betrachtet werden. 
Falls meine pädagogischen Fähigkeiten nun doch zu mangelhaft waren, ich befürchte es fast, kann ich noch auf einschlägige Literatur verweisen: Karl Küpfmüller, Einführung in die theoretische Elektrotechnik, Springer Verlag.
Der ganze Artikel über den Trafo gehört gründlich entrümpelt. Den Grundsätzen von Wikipedia folgend sollten am Anfang  nur die einfachsten Prinzipien, wie oben zusammengefaßt, erklärt werden. Dazu ein einfaches Modell. Spannungs-, Strom- u. Widerstandstransformation mit 1 Beispiel. Differentiale und Integrale sollte man dabei vermeiden, wo immer geht. Wenn nicht möglich, dann immer auch mit Worten erklären, was das bedeutet. Dann Hinzunahme von Einfluß von Wicklungswiderständen und Streufluß. Dieser sollte aber nur bezüglich seiner pysikalischen Bedeutung (Luftfluß, der induktiven Spannungsabfall verursacht)  und bezüglich der wichtigsten Einflußgrößen (Spulenform, Anordnung und Abstand etc.) erklärt werden. Was dann noch käme wären Ausführungsformen, aber da kann man auch eine Menge streichen (z. B. 400Hz Trafo etc.). Was hineingehört ist der Spartrafo mit der Formel für den Gewinn an Durchgangsleistung abhängig vom Übersetzungsverhältnis.(NT=ND - ND*Unterspannung/Oberspannung), auch der Ringkerntrafo (aber ohne das Gerücht, daß es da keinen Streufluß gibt) und die div. gängigen Kernformen.
Den Übertrager würde ich ganz herausnehmen oder separat als Spezialfall betrachten. Dazu gehören dann die Gleichungen mit Gegeninduktivität und Koppelfaktor etc. Sie gelten allesamt nur für lineare Systeme (µ const) und beinhalten auch die Streuinduktivitäten, was aber m. E. für einen Wikipedia Artikel schon zu weit führt. Es würde reichen, wenn man die Linearisierung über Luftspalt und den Grund dafür (Vermeidung eines verzerrten Magnetisierungsstroms wegen seiner Rückwirkung auf die speisende Quelle) besprechen würde.
Was dazu noch fehlt, ist ein separater Artikel, der den magnetischen Kreis mit all seinen Größen (magnetische Spannung, Feld, Induktion, Fluß, magne#t. Widerstand bzw. Leitwert) mit den dazu gehörenden Ableitungen aus den korrespondierenden elektrischen Größen Spannung und Strom im Zusmmenhang beschreibt. So etwa wie wir das in einem der letzten Diskussionsbeiträge schon mal kurz runtergebrochen haben. Hier scheint auch bei Fachleuten ein großes Defizit vorzuliegen. Es ist nicht nachvollziehbar, daß dies jetzt lauter eigene Artikel sind, die die wichtigen Zusammenhänge vermissen lassen. (siehe Stichwort "Fluß" und "Induktion")
Mit freundlichem Gruß
--Elmil 21:34, 18. Mär. 2007 (CET)
thread_title:  Hallo Michael, 

message: zum Magnetfeld schlage ich vor, daß wir die Zusammenhänge anhand der ideal gekoppelten idealen Spulen inhaltlich etwa so beschreiben:
#Die Primärspannung ist bei großem \mu proportional zum B-Feld. Für konstantes \mu ist die Primärspannung auch zum H-Feld proportional.
#Der Primärstrom ist nur in Ausnahmefällen (nämlich bei Leerlauf und gutmütigem Material) proportional zum B-Feld. Wenn man über die Ströme auf das Magnetfeld kommen will, so muss man Primär- und Sekundärströme zugleich einrechnen. Die Wirkungen von Primär- und Sekundärströmen heben sich hinsichtlich des H-Feldes weitgehend auf. Darin besteht der Clou der Signal- und Energieübertragung.
#Die funktionale Beziehung B=f(U1) ist der Beziehung B=f(I1, I2, \mu) wegen ihrer Unmittelbarkeit und Einfachheit in der einleitenden Beschreibung vorzuziehen.
Die Gleichungen 
{u_1(t)} = N_1 \cdot {{d \Phi} \over {dt}} \,
{u_2(t)} = N_2 \cdot {{d \Phi} \over {dt}} \,
sind die Grundlage für die erste Darstellung. Die (etwas genaueren) Gleichungen
u_1(t) = L_1 \cdot \frac{di_1(t)}{dt} + M_{12} \cdot \frac{di_2(t)}{dt} \,
u_2(t) = L_2 \cdot \frac{di_2(t)}{dt} + M_{21} \cdot \frac{di_1(t)}{dt} \,
sind Grundlage der zweiten Darstellung bzw. Interpretation.
Ob ein primärseitig eingeprägter Trafostrom eine Wirkung auf das H-Feld hat, hängt davon ab, ob auf der Sekundärseite ein Strom fließen kann: 
+ Wenn die Primärseite einen Strom führt und die Sekundärseite offen oder hochohmig ist, führt eine Erhöhung des Primärstroms zu einer Erhöhung von H.
+ Wenn die Primärseite einen Strom führt, und die sekundärseite kurzgeschlossen ist, führt eine Erhöhung des Primärstroms nicht zu einer Erhöhung von H, weil der Sekundärstrom die Wirkung des Primärstromes kompensiert.
Diese Begebenheit kann man leicht im Ersatzschaltbild nachvollziehen. Bei offener Sekundärseite fließt der gesamte Primärstrom I1 durch die Hauptinduktiviät. Bei kurzgeschlossener Sekundärseite fließt der meiste Strom über die Sekundärseite ab. Er hat somit keinen Einfluß auf die felderzeugende Hauptinduktivität.
---
Meine Aussage über die sekundärseitig (abhängig) eingeprägte Durchflutung, die Du nicht verstehst, ist dieselbe Aussage, die Du selbst machst - bloß anders formuliert. Du sprichst von einem "magnetischen Widerstand" auf der Sekundärseite, ich hingegen von einer "gesteuerten magnetischen Spannungsquelle".
Der magnetische Widerstand auf der Sekundärseite macht genau das, was ich beschreibe: Er schaut sich an "Wie groß ist der magnetische Strom?" und prägt abhängig davon sekundärseitig eine magnetische Spannung ein. (Bei eingeprägtem Strom kann jeder Widerstand als eine gesteuerte Spannungsquelle aufgefaßt werden.)
Ich habe die Formulierung "abhängig eingeprägte Durchflutung" gewählt, um zu betonen, wo die Durchflutungsquelle sitzt (nämlich auf der Sekundärseite) und um allgemeine Bauelemente (z. B. eine el. Diode) sekundärseitig zuzulassen. 
 
Ich komme ansonsten - dem Modell des Magnetkreises folgend und unter Anwendung des Maschensatzes - zu genau den Schlußfolgerungen, auf die Du so großen Wert legst:
Für R_{mag} \rightarrow 0 gilt: An Primär- und Sekundärseite herrscht die gleiche magnetische Spannung. (Du formulierst das mit "Dessen Durchflutung zieht eine gegengleich große Primärdurchflutung nach sich").
Was die "Entrümpelung" angeht, so stimme ich Dir weitgehend zu. Vieles ist unnötig, und manches noch falsch.
Die Streuflüsse sind relativ schlecht beschrieben. Der mathematisch Trick \mu_r \rightarrow \infty im Kern und \mu_r \rightarrow 0 im Kupfer und in der Luft, um Luftschlüsse zu verhindern, geht an der Sache vorbei. Dort gehört hin, wie man Streuflüsse vermindern kann, nicht, wie man sich mathematisch selbst austricksen kann. 
Meiner Anschauung nach kann ich Streuflüsse insbesondere durch eng anliegende Wicklungen (z. B. dünne straff gezogene Drähte) verhindern. Der Luftspalt im Kern trägt nicht zu den Streuinduktivitäten bei, da die Feldlinien, die dort "auf Abwege" geraten, in der Regel trotzdem durch beide Wicklungen (Primär- und Sekundärseite) hindurchtreten und somit zur Kopplung beitragen. Daß die Feldlinien nicht immer auf dem direkten Weg wieder in den Kern stoßen, erhöht allenfalls den magnetischen Widerstand.
Der Magnetkreis gehört zur Beschreibung dazu, aber man sollte immer wissen, daß er z. T. stark vereinfacht. Es gibt schon einen Wiki-Beitrag "magnetischer Widerstand", der allerdings sehr kurz ist.
Die mathematische Beschreibung des Transformators inkl. Differentialgleichungen und Ersatzschaltbild sollte bleiben. Bei komplizierten Themen braucht Wikipedia nicht zu vereinfachen. Es lesen hier auch Studenten, teilweise Professoren. Die Beschreibung kann jedoch meinetwegen ziemlich weit unten kommen. Die Einleitung sollte etwas treffender formulieren, aber die Kenntnis des Magnetkreises nicht voraussetzen.
Gruß, --Michael Lenz 03:10, 23. Mär. 2007 (CET)
thread_title:  Hallo Elmil, 

message: Hallo,
in sämtlichen Schaltbildern ist die Stromflußrichtung der Sekundärseite
falsch herum eingezeichnet!
Ich weiß nicht, wie man das ändern kann,vielleicht macht das mal jemand?
Auf der englischen Wikipedia-Seite ist es richtig dargestellt.
Zur Phasenbeziehung:
Im Primärkreis fließt bei Leerlauf der Magnetisierungsstrom,
der zur Spannung um 90° versetzt ist.
Unter Last passiert folgendes:
Es fließt nun zusätzlich zum Magnetisierungsstrom ein Laststrom,der zum
Magnetisierungsstrom um 90° versetzt ist.
Dieser Laststrom der Primärseite ist grundsätzlich in Phase zum sekundären
Laststrom,außer die Sekundärwicklung ist gegensinnig gewickelt
(dann 180° phasenversetzt).
Der *Gesamtstrom* auf der Primärseite ist unter Last komplex,
also eine vektorielle Summe, da er sich aus
den beiden Teilströmen,Magnetisierungsstrom und Laststrom zusammensetzt.
Ist die Last klein,wird der Gesamtstrom (primär)von 90° nur wenig abweichen.
Je größer die Last und damit der Laststrom wird,desto mehr nähert sich der
Gesamtstrom (primär) an 0° Phasenverschiebung.
Clemens 
:Nur zum Thema Richtung der Strompfeile: Lässt sich leicht lösen: Einfach schreiben, dass es sich bei der Darstellung um den physikalischen und nicht technischen Stromfluss handelt. Gruß --JoBa2282 23:29, 27. Apr. 2007 (CEST)
thread_title:  Strompfeile und Phasenbeziehungen 

message: da hat sich jetzt jemand große Mühe gemacht und  nochmal von vorne angefangen. Das ist lobenswert. Aber das Ergebnis kann noch nicht ganz zufriedenstellen. Ich vermisse immer noch die harten physikalischen Grundlagen, von denen alles andere abgeleitet werden kann. Die sollten eigentlich vor den div. Modellen stehen, denn vom Verständnis her leiten diese sich von den Grundlagen ab und nicht umgekehrt. Grundlage ist nun mal das Induktionsgesetz.  Da kommt kein Strom  vor. Sondern: Wechselspannung erzeugt einen magnetischen Wechselfluß und diese wieder induziert eine Wechselspannung. Fertig ist der unbelastete Trafo. Details bitte in meinem Beitrag zu den Grundlagen nachlesen. Laß doch zunächst, solange kein Laststrom fließt, den Strom einfach weg. Der Strom induziert keine Spannung, nur eine Flußänderung induziert eine solche. Der Magnetisierungsstrom ist nur eine durch die magnetischen Eigenschaften des Spulenkernes bedingte Notwendigkeit aber nicht ursächlich für den Induktionsvorgang. Dazu 2 Gedankenexperimente: 1. Hätte der Kern eine unendliche Permeabilität, gäbe es keinen Magnetisierungsstrom, der Trafo würde aber trotzdem als solcher funktionieren. 2. Ändere ich etwas am magnetischen Kreis z. B. Luftspalt, ändert sich zwar der Magnetisierungsstrom, aber nichts ändert sich an der Sekundärspannung. Ich bin da relativ hartnäckig, weil es nicht nur physikalisch falsch ist, es ist auch didaktisch falsch, weil es immer wieder zu falschen Schlüssen führt, wenn man das Übertragungsverhalten vom Magnetisierungsstrom ableitet. Also: Spannung wird über den gemeinsamen Fluß der Spulen als Spannung übertragen und zwar völlig linear und auch bez. Kurvenform identisch. Einzige Einschränkungen: Die Frequenz der Primärspannung und die max. Induktion (Flußdichte) darf für das Kernmaterial nicht zu hoch werden und der Spannunsabfall eines ggf. nicht linearen Magnetisierungsstroms (z. B. Sättigungspitzen) darf bezogen auf die Primäspannung keinen auffälligen Anteil einnehmen. Dies "verbiegt" dann die Sekundärspannung, genaugenommen aber auch nur deshalb, weil diese so verbogene Spannung auch am "Kern" (an Xh) schon so anliegt. Bei Netztrafos mit ganz kleiner Leistung ( 1VA oder so) kann man das wegen des hohen Widerstandes der Primärwicklung beobachten. 
Deswegen linearisiert ein Luftspalt das Übertragungsverhalten nicht, er linearisiert allenfalls den Magnetisierungsstrom und damit eben diesen gerade beschriebenen Effekt.
Auch der Lufttrafo würde funktioniern, genau wie der mit Holzkern, nur der Magnetisierungsstrom wäre vermutlich nicht mehr zu bewältigen. Sein Vorteil besteht nebenbei gesagt nur darin, daß man sich nicht mit den ev. für den Kern zu hohen Frequenzen herumschlagen muß. Die Spannung überträgt auch ein Trafo mit Kern aus ferromagn. Material exakt und linear, solange die Freqenz nicht so groß ist, daß der Flußaufbau  durch Wirbelströme behindert wird.
Nun noch zum belasteten Trafo. Erklärungen von der Art, daß der Sekundärstrom im Kern ein Gegenfeld bewirkt, das dann den Hauptfluß schwächt.. .. usw. , kann ich nicht empfehlen. Das läuft zwar vom Ergebnis her in die richtige Richtung, läßt aber  die Zwangsläufigkeit vermissen, warum dann Primär- u. Sekundärdurchflutungen schlußendlich immer gegengleich sind und sich zu Summe 0 aufheben. Wesentlich logischer ist, wenn man sich im Ersatzschaltbild den Knotenpunkt betrachtet, an dem Primär-, Sekundär- und Magnetisierungskreis sich treffen. Zusammen mit der Erkenntnis, daß der Magnetisierungsstrom bei vorgegebenem magnetischem Kreis nur vom Fluß und damit (siehe Induktionsgesetz) nur von der Spannung beeinflußt wird, folgt zwangsläufig, daß primärer Laststrom I1 und der auf die Primärseite umgerechnete sekundäre Strom I2´ sich in jedem Moment aufheben müssen, weil sonst die Knotenpunktregel nicht stimmt.  Ströme, die um einen gemeinsamen Kern gehen, sich jedoch gegenseitig aufheben, können auf den Kern keine Wirkung haben und sie dürfen auf den Kern auch nicht magnetisieren, denn dafür ist allein die Spannung an der Primärspule zuständig.  Deshalb die etwas provokante Feststellung: Der Kern weiß nichts vom Laststrom, dieser fließt am Kern vorbei.
Daraus folgt : Der Trafo besteht aus 2 "Baustellen":  Der Magnetisierungspfad (Xh)  dient  rein der Spannungsübertragung, die Vorgänge dort sind nur spannungsabhängig und haben nichts mit dem Laststrom zu tun. Die Stromübertragung findet über 2 gekoppelte, d. h. um einen gemeinsamen Kern gewickelte Spulen statt. Die Vorgänge dort (z. B. Streufluß) sind rein stromabhängig, spielen sich zwischen den Spulen ab und haben nichts mit den Vorgängen im Kern zu tun. So darf man beim Streufluß auch nicht sagen: "Durch den Laststrom wird Fluß aus dem Kern herausgedrückt". So was gibt es nicht.
Aus diesem Prinzip folgt u. a.: Auch wenn die Permeabilität des Kernes gegen unendlich geht, wird es Streufluß zwischen den Spulen geben, denn dieser ist allein vom Laststrom und von der Spulenanordnung bestimmt. Streufluß ist beim üblichen Trafo ein reiner Luftfluß.
Was sonst noch  aufgefallen ist:
Luftspalte (im Kern?) vergrößern nicht den Streufluß (mindestens nicht den zwischen den Spulen, nur diesen bezeichnet man als Streufluß). Vielleicht war aber auch nur die Austreuung am Luftspalt gemeint, dann wäre die Aussage über Zusatzverluste im Kessel richtig.
 
Die Aussage über das lineare Magnetisierungsverhalten des Eisens und den daraus folgenden sinusförmigen Magnetisierunsstrom ist nur bedingt richtig. Es stimmt nur, wenn genügend Luftspalt mit im Magnetkreis liegt. Entweder gezielt eingebaut (macht bei einem normalen Trafo keinen Sinn) oder über die bei einer Blechschichtung sich ergebenden parasitären Luftspalte. Bei einem Ringkern aus Texturblech mit annähernd rechteckförmiger Hystereseschleife ist der Magnetisierungsstrom stark trapezförmig, d. h. rechteckähnlich und mit der Spannung weitgehend in Phase (fast reiner Wirkstrom). Nebenbei: bei so einer Spule darf man eigentlich gar nicht von Induktivität sprechen. Solch eine Anordnung speichert nämlich praktisch keine magnet. Energie. sie verhält sich eher wie ein nicht linearer Widerstand. Es ist so, auch wenn es provokant klingt.
Die hohen Einschaltstöme bei Ring- u. Schittbandkernen haben nichts mit der hohen Kernausnutzung zu tun, sondern mit der hohen Remanenzinduktion dieser Kerne. Das bedeutet, daß beim Ausschalten je nach Ausschaltzeitpunkt der Kern bei einer  hohen Remanenzinduktion hängen bleiben kann. Ist nun  beim Wiedereinschalten die erste Netzhalbwelle gleichpolig wie die letzte vor dem  Ausschalten, so führt das zu einem Flußhub, der nicht in die Schleife hinein gerichtet ist, sondern  noch weiter aus ihr heraus. und das bedeutet Sättigung mit sehr hohem Magnetisierungsstrom. Der Strom wird dabei so groß, daß sich die Spannung, die nicht mehr vom Kern als Flußhub aufgenommen werden kann, als Spannungsabfall in der Wicklung abbaut. Die Summe aus der vom Kern aufgenommenen Spannung ("in Fluß verwandelt") und Spannungsabfall in der Wicklung (Ohmisch und induktiv als Streufluß) muß immer die Klemmenspannung ergeben.
Die Hysterese-Kennlinie bildet nicht den Zusammenhang zwischen Magnetfelstärke und Erregerfeld, sondern zwischen Induktion B (Flußdichte) und Feldstärke H.
Einen grundsätzlichen Unterschied zwischen Isoliertrafo und Spartrafo kann ich nicht erkennen. Hier werden eben Primär- u. Sekundärwicklung z. T. zusammengelegt. Die galvanische Trennuung geht dabei verloren. Bei gegebener Durchgangsleistung ND kann dafür ein Trafo verwendet werden, dessen Typenleistung NT (= Leistung, den dieser Trafo als normaler Isoliertrafo hätte) um den Anteil NDxUnterspannung/Oberspannung zu vermindern ist. Man sieht, daß sich bei sehr kleinem Verhältnis Untersp./Obersp. der Spartrafo nicht mehr lohnt.
--Elmil 12:58, 7. Mär. 2007 (CET)
thread_title:  Hallo Ihr Trafofreunde, 

message: Natürlich ist es nicht von Bedeutung, ob man nun mit Modellen beginnt oder mit der Pysik, wichtig ist nur, daß letztere dabei nicht zu kurz kommt. Dazu ist es schon auch gut, wenn man mit Modellen nicht übertreibt. Aber von mir aus können wir das im Sinne Deiner Festellung dazu abhaken.
Was die Physik anbelangt, da bin ich immer noch nicht ganz verstanden worden, liegt aber sicher an mir. 
Also noch einmal: Das Induktionsgesetz liefert einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen der an einer Spule liegenden Spannung und dem im Kern der Spule vorhandenem Magnetfluß. Strom kommt zunächst dabei nicht vor. Das beweist allein schon die auch von dir zitierte Formel für sinusförmige Spannungen w= 50*45*Ueff/(f*A*B)  [Fluß=A*B, A [m²]!]. Spannung, die eine bestimmte Zeit auf eine Spule einwirkt, erzeugt einen, bzw. ist identisch mit einem Magnetfluß(hub). Diese über eine Zeit andauernde Spannungseinwirkung entspricht dem Spannungszeitintegral, man nennt es deswegen auch Spannungszeitfläche.  
Beispiel: Eine Halbwelle mit 1 Volteff einer Sinusspannung mit einer Frequenz von 50 Hz (Dauer 10 ms)  hat bei 1 Windung eine Spannungszeitfläche von 0,0045 Vs und das ist identisch mit einem Flußhub von 0,0045 Vs. Hat die Spule einen Kern mit einem Querschnitt von z. B. 45 cm², so führt das zu einer Flußdichte B, auch Induktion genannt, von 1 Vs/m², also 1 Tesla . Das ganze gilt immer für die Windungsspannung (U/w) [w=Windungszahl]. Hat man 2 Windungen, so braucht man für den gleichen Flußhub eben 2 V usw. Das ganze gilt, solange die Spannung eine eingeprägte Größe ist, einfach ausgedrückt, sie darf bei dem Vorgang nicht in die Knie gehen, es sei denn, man berücksichtigt dieses und hat dann eben nicht mehr die volle Spannungszeitfläche . Für die innere Spannung (auch EMK genannt), sozusagen nach Abzug der äußeren Spannungsabfälle, gilt es immer. 
Wie kommt nun der Strom mit ins Spiel? Das geht so: Eine dem Kern von einer Spannungszeitfläche eingeprägten Flußdichte von 1 Tesla benötigt ein dazu erforderliches Magnetfeld H {A/cm] und dazu braucht man den Magnetisierungsstrom.  Die Höhe der Feldstärke ist nun materialabhängig. Nimmt man ein Texturblech, so kommt dies mit z. B. H=0,2 A/cm aus. Das bedeutet bei einer gesamten Kernlänge von angenommen 50 cm, daß in der einen Windung, von der wir ausgegangen sind, ein Magnetisierungsstrom von 50cmx0,2=10 Aw(w=1) = 10A benötigt wird. Bei 2 Windungen und 2 V wäre er nur noch 5 A, bei 100 V und 100 Windungenwären es noch 100 mA (10A/100). Wäre der Kern aus Holz (=Luft), so bräuchte man pro cm Flußweglänge bei 1 Tesla ca. 8000 A. Bei solchen Magnetisierungsströmen wird natürlich die Spannungsquelle in die Knie gehen und die Spannung wird lange bevor die 8000 A erreicht sind, sich in Spannungsabfällen verloren haben. D. h. das Tesla stellt sich gar nicht ein und deswegen funktioniert es so nur auf dem Papier, aber  nur so war es  auch gedacht. Wichtig ist, daß sich der Magnetisierungskreis immer den durch den aufgezwungenen Fluß notwendigen Magnetisierungsstrom aus der flußbestimmenden Spannungsquelle entnimmt.
Was kann man daraus nun schließen:
Es gibt  auf der Grundlage des Induktionsgesetzes einen sehr einfachen kausalen Zusammenhang zwischen anliegender Spannung bzw. Spannungszeitfläche an einer Spule und einer Flußänderung im Kern. Natürlich gilt der gleiche kausale Zusammenhang auch zwischen einer Flußänderung und der Spannung an einer 2. Spule, die um den gleichen Kern geht, weil das Induktionsgesetz in beiden Richtungen gilt. Darauf und nur darauf beruht die Spannungsübertragung in einem Trafo von Primär nach Sekundär. 
Der Magnetisierungsstrom ist eine aus dem Fluß, den geometrischen Abmessungen des Kernes und dessen Stoffeigenschaften abgeleitete, ich hätte jetzt fast gesagt parasitäre  Größe. Sie ist vom Fluß und damit vom Induktionsvorgang abhängig, aber nicht ursächlich für diesen. Der Strom ist eine Folge des Magnetflusses, der Magnetfluß ist (bei einer Spannungseinprägung) nicht die Folge des Magnetisierungsstromes. Ich muß hier noch einmal auf mein Gedankenspiel zurückkommen. Ginge z. B. die Permeabilität durch irgend einen Superwerkstoff, den es natürlich nicht gibt, gegen Unendlich, so ginge der Magnetisierunsstrom ganz selbstverständlich gegen 0, ohne daß sich weder am Fluß noch an der gesamten Trafofunktion etwas ändert. Das wäre dann der Trafo ohne Magnetisierungsstrom.
Ich hoffe, ich habe mich zu diesem Punkt jetzt verständlich genug ausgedrückt. Zu dem Thema ließe sich natürlich noch einiges ergänzen, wie z. B.: Was passiert bei der Speisung einer Spule mit eingeprägtem Strom. usw. Einiges dazu findet man auch in meinen beiden letzten Diskussionsbeiträgen.
Nur dieses Grundverständnis führt zu einer dann allerdings recht einfachen und logischen Betrachtung der Vorgänge rund um den Trafo. 
Genau so wichtig für das Grundverständnis ist aber auch die Einsicht, daß die Vorgänge um den Laststrom mit den Vorgängen im Magnetisierungskreis nur ganz entfernt etwas um nicht zu sagen gar nichts  zu tun haben.
Zu Zählpfeilsystemen kann ich nicht viel beitragen. Ich kann mich an die zwar schwach erinnern, in meiner Berufszeit bin ich aber meist ohne sie ausgekommen. 
Beim Trafo mit "umgekehrtem Wickelsinn" würde ich erwarten, daß dann auch die Pfeile auf der sek. Seite umgedreht sein müßten. Ich würde diese Variante aber ganz weg lassen, es ist nichts anderes als Spulen-Anfang mit -Ende vertauscht. Das ein wenig nützlicher Formalismus.
Zu Schaltnetzteiltrafos gäbe es sicher einiges zu sagen. Das ist aber m. E. nur in Verbindung mit der Erklärung von Schaltnetzteilen selbst sinnvoll, weil z. B. abhängig vom Prinzip (Sperrwandler oder Flusswandler) die Trafos ganz unterschiedliche Funktion haben.
--Elmil 13:07, 7. Mär. 2007 (CET)
thread_title:  Hallo Michael, 

message: :::Hallo Elmil, natürlich meine ich, daß die induzierte Spannung gegenpolig sein muß, wenn es sie gäbe. Das mit der Gegeneinanderschaltung der Spannungen habe ich schon verstanden. Du oder die Regel übergibst die Magnetisierungsarbeit an die innere Spannung, mal der Zeit. Du schreibst weiter oben, am 6.12.07, Du glaubst daß die innere Spannung an einer zweiten Spule messbar sein muß. Da sie ja gegenpolig zur angelegten Spannung sein muß, währe sie aber dann an der zweiten gleichsinnig gewickelten Spule auch gegenpolig zur äußeren, angelegten Spannung messbar. Damit begründe ich ja mein Argument, daß es die innere Spannung gar nicht wirklich gibt, weil sie nicht gegenpolig sondern nur gleichpolig messbar ist.--emeko 10:40, 10. Dez. 2007 (CET)
replies: text: Ist ja richtig,die induzierten Spannungen sind alle gleichpolig zur Netzspannung, auch die in der Primärwicklung, sie wirkt aber im Primärstromkreis der Speisespannung entgegen, was sich ja aus meiner Fingerwanderung ergibt.--Elmil 13:28, 10. Dez. 2007 (CET)
replies: text: Hallo Elmil, da sehe ich einfach einen Widerspruch: Du sagst oben die induzierten Spannungen sind alle gleichpolig, auch im Primärkreis. Sie wirke aber im Primärkreis der Speisespannung entgegen. Merkst Du nicht, daß Du damit eine unbegründbare Annahme machst? Wie soll etwas entgegenwirken, wenn es gar kein entgegenwirkendes Vorzeichen hat?--emeko 17:40, 10. Dez. 2007 (CET)
thread_title:  Wird die innere Spannung durch die Selbstinduktion erzeugt oder ist sie einfach nur die Differenz der Angelegten Spannung minus der R * I Spannung? 

message: :::Das im Abschnitt oben gesagte ist meiner Meinung nach völlig richtig. Aber auch hier ist Ui unnötig. Nimm doch die Differenz zwischen U und R*I als die Zeitflächen bildende Spannung, dann passt die Formel genauso und die Vorzeichen stimmen.--emeko, 10:01, 10.Dezember, 2007 (CET)
::::Ist ja richtig, Ui ist die Differenz zwischen U und R*I, aber dann laß diese Spannung auch als solche existieren. Ohne sie würde dann für den Primärkreis gelten U=R*I. Das kann aber wohl nicht sein, da kannst statt dem Trafo gleich ein Stück Draht nehmen, dann stimmts.--Elmil 13:45, 10. Dez. 2007 (CET)
replies: text: U = R*I würde ja nur gelten, wenn zum Beispiel bei der Luftspule der stationäre Zustand eingetreten ist, wo der Strom nicht mehr steigen kann, weil eben U=R*I ist. Beim Trafo im Leerlaufbetrieb ist R*I sehr klein, weil Du wie gesagt für das I den Leerlaufstrom nehmen mußt!!! Mit dem von Dir oben gesagten: ist ja richtig..... und dem von mir eben bemerkten wird immer klarer, man braucht Ui nicht. Von wegen ein Stück Draht nehmen: Wenn Unetz = R * I ist dann ist das wirklich wie bei einem Stück Draht, allerdings mit der Länge der Kupferwicklung,um exakt beim gleichen Modell zu bleiben, denn Dein Vergleich entspricht dem Anlegen einer Gleichspannung an den Trafo. Ich finde es übrigends sehr spannend wie wir uns asymptotisch einander annähern.--emeko 17:50, 10. Dez. 2007 (CET)
thread_title:  Ist der Begriff: Innere Spannung nötig? 

message: Also allerletzter Anlauf. Wir nähern uns der Wahrheit jetzt von 3 Seiten:
:1. Du kennst das ohmesche Gesetz U=R*I. Nehme bitte einen Trafo, messe den Wicklungswiderstand der Primärwicklung und berechne aus der Primärspannung und dem Widerstand den Strom aus der Gleichung I=U/R. So wie du sagst, ist ja in dem Kreis sonst nichts. Vergleiche das Ergebnis mit dem Strom der wirklich fließt und erkläre die Diskrepanz.
::zu 1. Aber hallo! Nimm doch bitte den Leerlaufstrom für die Bildung von R*I und nicht den Nennstrom oder wie in deinem Beisspiel oben den Kurzschlusstrom. Wir sind hier beim Leerlaufenden Trafo. Die Magnetisierung hängt ja nicht von der Last ab. Wir wollen hier nur die Magnetisierung erklären. Mit dem Leerlaufstrom sieht es viel besser aus. Da bleibt dann wirklich fast die ganze Netzspannung zum ummagnetisieren auch ohne Ui übrig.--emeko 17:00, 10. Dez. 2007 (CET)
replies: text: Ich habe nur Deine Behauptung umgesetzt, daß es in dem Primärkreis nur die Speisespannung und den Widerstand gibt und sonst keine Spannung und dann ganz formalistisch aus Spannung und Widerstand den Strom ausgerechnet. Was dann rauskäme ist eben Mist. Damit eben nur der Magnetisierungsstrom rauskommt (wie Du ganz richtig forderst) muß in dem Kreis noch eine Spannung versteckt sein, nämlich die in der Spule induzierte Gegenspannung Ui , sonst geht die Rechnung nicht auf. --Elmil 20:39, 10. Dez. 2007 (CET)
replies: text: Hallo Elmil, meine Kommentar hierzu steht weiter unten, beim Datum: 12. Dez. 2007.--emeko 17:38, 12. Dez. 2007 (CET)
thread_title:  Immer noch: Wer treibt die Magnetisierung? 

message: :::Dazu hätte ich gerne ein Antwort. Siehe Abschnitt oben..--emeko 17:36, 11.Dez. 2007 (CET)
::Hallo Elmil.Das Induktionsgesetz gilt meines Erachtens jedoch nur für einen Ausschaltvorgang, wenn sich das Magnetfeld an einer Spule gerade abbaut oder eben für eine Spule die eine Flußänderung erfährt. Es kann hier nicht im Transformator beim Ummagnetisieren des Kernes angewendet werden, was die folgende Überlegung beweist.
:::Das war schlecht ausgedrückt von mir und sollte den Text unten einleiten, auf den Du leider bisher nicht eingegangen bist. Besser ist es zu sagen: Das Induktionsgesetzt gilt vorwärtsgerichtet und nicht nach rückwärts gewandt, es kann also nicht seine Ursache aufheben. Aber ich weiß bisher braucht man die Gegeninduktionsspannung als Strombremse, die ich nicht brauche, weil ich den Stromverlauf unter der Hysteresekurve ansehe, beim Ummagnetisiseren. Darauf bist Du auch noch nicht eingegangen.--emeko 17:38, 11.Dez. 2007 (CET)
::Hallo Elmil.Eine weitere Herleitung für Uind ist auch: Uind = -L * dI/dt. Uind ist also neg. proportional zu L mal der Stromänderungsgeschwindigkeit. Achtung jetzt kommt wieder der Strom ins Spiel, der ja auch nach deiner Überzeugung Gottseidank nichts mit der Magnetisierung im Trafokern zu tun hat. Wenn man nun die Leerlaufströme eines EI- Kern Transformators  und eines Ringkerntransformators vergleicht, so stellt man fest, dass der Leerlaufstrom des EI-Kern Trafos um Faktor 1000 größer ist. Er müsste sich dann auch 1000 mal schneller ändern und damit eine 1000 mal größere Induktionsspannung Ui hervorrufen, während des Induktionsvorganges. Bei beiden Trafos passiert aber genau dasselbe in Bezug auf die den Magnetfluß treibende Wirkung der Spannungszeitflächen, das heißt beide Kerne werden auf die selbe Induktionshöhe gebracht am Ende einer für beide Kerne gleichen Spannungszeitfläche und das unabhängig von den sich einstellenden, unterschiedlichen Leerlaufströmen. Wenn es diese Ui gäbe müsste sich der EI Trafo völlig anders verhalten beim Aufmagnetisieren. Im Übrigen spielt der Strom ja keine Rolle beim Ummagnetisieren der Trafokerne.
::Beim Ausschalten der unterschiedlichen Trafos kann man übrigens die unterschiedlich große Ausschaltspannung durchaus messen.--emeko 17:13, 10. Dez. 2007 (CET)
replies: text: Ich habe da aber auch ein Gegenargument gegen meine oben zitierte These gefunden: Wenn das L beim Ringkerntrafo, auf der Mitte der Hysteresekurve jeweils bezogen, viel, 1000 Mal, größer ist als beim EI Trafo dann ist Uind in beiden Fällen auch wieder gleich. Es ist offensichtlich so, daß das L stark variiert wenn die Magnetisierung entlang der Hysteresekurve entlangläuft. -Das ist ja beim Einschaltvorgang bei der Sättigung dann auch so.- Ich habe mich also hiermit nur "einmal um meine eigene Achse gedreht" und nichts neues bewiesen, aber doch das Geschehen im Trafo etwas erhellt.--emeko 18:14, 12. Dez. 2007 (CET)
thread_title:  Die innere, selbstinduzierte Spannung müsste ein zur Primärspannung umgekehrtes Vorzeichen haben. 

message: Hallo, der Artikel hat selbst bei DSL mehr als 10s Ladezeit. Der Artikel ließe sich denke ich bedenkenlos in 3 Teile zerlegen. 1. Trafo allgemein, 2. Modellbetrachtung, 3. Betriebszustände
--mik81 16:31, 2. Dez. 2007 (CET)
thread_title:  Artikel aufspalten 

message: Hallo 
Eine Frage :
Bei einigen Trafos wird der Sternpunkt einer Seite geerdet. Warum mach man das ? Welche Vorteile, Nachteile ? Wann soll man dies machen ? Sinn und Zweck ?
Merci. --JoBa2282 Red mit mir 09:23, 29. Feb. 2008 (CET)
thread_title:  Sternpunkt 

message: Könnte jemand diesen Begriff hier einarbeiten?--Belitrix 10:30, 26. Jul. 2007 (CEST)
thread_title:  Vorschalttrafo 

message: Diesen Artikel versteht kaum ein berufsausgebildeter Facharbeiter, Techniker oder Meister, sondern - wenn überhaupt - Fachakademiker. Man nehme sich einmal ein Beispiel an dem excellenten Artikel Kondensator (Elektrotechnik). Verglichen damit ist der Transformator Artikel Lichtjahre davon entfernt, den Wikipedia:Oma-Test zu bestehen. Ich würde vorschlagen, die gesamte akademische Theorie in einen getrennten Artikel Theorie des Transformators zu verschieben. Im übrigen ist der Artikel sehr Eisenkern-lastig. Viele Formulierungen setzen einen solchen stillschweigend voraus. -- 84.132.90.237 23:35, 4. Aug. 2007 (CEST)
thread_title:  Artikel ist zu theorielastig 

message: Der Artikel könnte noch einen Abschnit zum Kernmaterial vertragen. Wann ist eher Eisen, wann Ferrit und wann Luft angesagt. -- 84.132.109.128 01:56, 7. Aug. 2007 (CEST)
thread_title:  Kern: Eisen vs Ferrit 

message: Was ich vermisse, ist eine klare Auflistung der verschiedenen Kernformen. Ringkerne sind erwähnt, andere Formen tauchen in Bildern auf, sind aber nirgends systematisch mit ihren spezifischen Eigenschaften erläutert. Bei Kernen aus Blechpaketen gibt es ja wohl (Doppel-)E-Kerne und Viereckkerne (oder wie die heißen). Ich bin da kein großer Experte, kann deshalb auch nichts selbst schreiben. --PeterFrankfurt 01:20, 8. Aug. 2007 (CEST)
thread_title:  Kernformen 

message: Diese Formel kommt mehrfach (ähnlich) vor. Der Artikel ist so ausführlich. Im Text die Bedeutung von 50 bzw. 45 erläutern.
N = \frac{50 \cdot 45 \cdot U}{f \cdot A_{Fe} \cdot \Delta B} \,
--Kölscher Pitter 17:10, 15. Sep. 2007 (CEST)
thread_title:  Dem Leser nicht verschweigen 

message: Erläuterung der Formel
:N = \frac{50 \cdot 45 \cdot U}{f \cdot A_{Fe} \cdot \Delta B} \, 
Hinter 50 und 45 verbergen sich Faktoren, deren Verwendung hier wesentlich sinvoller wäre, weil sie dann auch physikalisch deutbar und damit auch verständlicher sind.
:50 \cdot 45=2250 \approx \frac{\sqrt{2}}{2 \cdot \pi} \cdot 10^4. 
Der letzte Ausdruck ist der mathematisch exakte, der Rundungsfehler zu 2250 ist jedoch minimal.
\sqrt{2} ergibt sich aus dem Umstand, daß die magnetischen Größen (hier die Induktion) immer mit ihren Scheitelwerten angegeben werden, elektrische Größen, wie hier die Spannung, jedoch als Effektivwert.
2 \cdot\pi entsteht bei der Umrechnung von \omega in f (Hz).  \omega=2 \cdot \pi \cdot f  
\omega  entsteht beim Differenzieren bzw. Integrieren von sin \omega \cdot t.
10^4  ist notwendig, weil der Kernquerschnitt hier in cm² eingesetzt wird anstatt in m².
Übrigens, je nachdem, nach welcher Größe die Formel aufgelöst ist, findet man auch manchmal den Kehrwert von 0,225, nämlich 4,44.
--Elmil 21:39, 21. Okt. 2007 (CEST)
thread_title:  Nichts wird verschwiegen 

message: Wer und weshalb hat meinen Diskussionsbeitrag, den ich am 26.12.07 verfasst habe, am 27.12.07 ohne Nachrichten komplett gelöscht? 
:Von wem und warum Dein Diskussionsbeitrag gelöscht wurde kann wie bei jeder Wikipedia-Seite in der Versionsgeschichte nachgelesen werden. Bitte unterschreib Deine Diskussionsbeiträge mit ~~~~. Gruß, --norro 10:37, 28. Dez. 2007 (CET)
thread_title:  Diskussionsbeitrag, vom 26.12.07 ist verschwunden. 

message: Jetzt hab ich doch noch was. 
"Der Fluß steigt an, solange das Produkt aus der Differenz zwischen der angelegten Spannung und der R*I Spannung und der Zeitfläche steigt. Ein Produkt aus einer "Spannung" und einer "Zeitfläche", das versteht kein Mensch, es macht auch keinen Sinn. Deswegen nenne ich es dann eine spontane Gedankeneruption. Da gäbe es noch mehr, ich möchte aber nicht Oberlehrer spielen, der mit dem Rotstift rumläuft. Lies Deine Texte selbst, oder laß sie jemand lesen, der so halbwegs vom Fach ist. Noch eine Bitte: Wenn Du Kommentare in Texte anderer setzt, wogegen im Prinzip nichts spricht, es belebt u. U. die Diskussion, dann deutlich eingerückt, nicht zu lang und an eine passende Stelle, d. h. z. B. nicht mitten in eine Aufzählung. Sonst erschwerst Du das Lesen des Orginaltextes unnötig. Vielleicht ist es möglich, da noch etwas zu korrigieren.--Elmil 21:28, 9. Dez. 2007 (CET)
replies: text: Siehe oben habe ich dazu schon meine Meinung gesagt und den Fehler mit der "Fläche" korrigiert. Leider hab ich niemanden der genügend vom Fach ist zum Texte Kritik lesen. Ich finde das machst Du doch auch sehr gut. P.S. Gehe bitte in deiner nächsten Antwort auf die Messbarkeit der inneren Spannung ein, -Polarität!-. Noch ein Beispiel zur Erkärung des Ummagnetisierens: Beim Ummagnetisieren eines Ringkerntrafos durch die Wechselspannung innerhalb des senkrechten Teiles der Hysteresekurve, also mit zum Beispiel nur 60 % der Betriebsspannung, fließt so gut wie kein Strom. - Weniger als 1 Milliampere bei einem 230V, 1kVA Ringkerntrafo.- Es entsteht dashalb auch kaum eine R*I Spannung. Du meinst, damit es jetzt nicht zu einem großen Strom kommt, muß die innere Spannung genauso groß und entgegengesetzt zur treibenden Spannung sein. Ich meine, die treibende Spannung alleine magnetisiert zusammen mit der Zeit das Eisen um und verbraucht damit die Spannungszeitfläche. Der hohe induktive Widerstand kommt doch daher, daß sich die Eisenteilchen im Ringkerntrafo so leicht ummagnetisieren lassen und dafür die Spannungszeitflächen brauchen ohne daß ein nennenswerter Strom dazu nötig ist.-Jedes Teilchen verbraucht eine kleine Spannungszeitfläche.- Da gibt es übrigends zwischen drin Stellen wo es schwerer geht, also hakt, siehe die Barkhausenschen Sprünge, die man sichtbar und hörbar machen kann. Sie äußern sich als verzitterte Hysteresekurve. Du sagst doch auch, nur die Spannungszeitflächen magnetisieren das Eisen um. Für mich ist die innere Spannung aber nur ein unnötiges Spiegelbild der treibenden SPANNUNG MINUS DER R*I Spannung. Bring mir ein gutes Argument weshalb man die innere Spannung unbedingt braucht und weshalb meine Ansicht, sie wegzulassen, falsch ist. Vom Lehrbücher verbrennen halte ich nichts, aber vom Lehrbücher korrigieren schon. Siehe auch das beste Einschalten eines Trafos im Scheitel der Spannung, das überall noch in den Lehrbüchern steht und Erwiesener Maßen völlig falsch ist und nur für den idealen Trafo ohne Remanenz gilt. Das hat mir den Respekt genommen.--emeko, 10:39, 10. Dez. 2007 (CET)
thread_title:  Wer treibt die Magnetisierung? 

message: :::::Ich finde schon, daß die Primärspule die treibende Spule ist. Natürlich gräbt die Ui der Utreib nicht das Wasser ab, weil es Ui gar nicht gibt. Daß die Primärspule sich selber induziert ist eine Theorie die irgend jemand mal aufgestellt hat und alle auswendig lernen müssen, die aber nicht zu beweisen ist. Sonst würden wir hier nicht seitenlang streiten und Du könntest mit einem Satz die Unklarheit aus der Welt schaffen. Bei mir ist Deine Ui die U treib, die in der Primärspule den Fluß treibende Spannung. Zuvor sagte ich: die Differenz aus Angelegter Spannung und R * I Spannung, was das gleiche ist. Bei dir müsste die Ui aber laut Induktionsgesetz ein negatives Vorzeichen haben, das Du jetzt nicht mehr mitführst, weil sonst die Sekundärspannung negativ sein müsste. Uind = - N * dphi / dt. So steht es in Wkipedia unter Elektromagnetische Induktion. 
:::::Ich erkläre die "Induktive Bremse" für welche Du die Ui brauchst, mit dem Verlauf der Hysteresekurve, wieder am liebsten beim Ringkerntrafo wegen der fast Stromfreiheit im senkrechten Ast. Dort bewirkt die Spannungszeitfläche, gebildet aus Utreib und der Zeit einer Halbwelle, die Ummagnetisierung des Kernes ohne nennenswerten Stromfluß, die Spule bleibt also hochohmig auch ohne daß Ui entgegenwirkt. An dieser Stelle der Hysteresekurve gehört zum Magnetfluß eben kaum ein Strom, was einen hohen Induktiven Widerstand ergibt. Induktiv, weil der Strom der Spannung um 90 Grad nacheilt. 
:::::Es ist auch einfach unlogisch, daß die Spannungszeitflächen, welche die Magnetisierung im Trafo Kern ursächlich bewegen, also die Änderung der Induktion bewirken und damit in Folge die Selbstinduktion bewirken sollen, also die Ursache der Selbstinduktion sind, sich gleich wieder selber entgegenwirken sollen. Das erscheint mir einfach als konstruiert. Ok, es ergibt in der Formel und im Kirchhoffschen Kreis die richtige Lösung, aber man kann es sich nicht vorstellen und da bin ich dann skeptisch. Wenn es die Ui gäbe, dann wäre es ein "HENNE-EI" Problem. Was ist denn zuerst da? Die Spannungszeitfläche, oder die Ui Spannung? Oder beide gleichzeitig, was nicht geht. Ich stelle mich in Deinen Augen halsstarrig an, das Ui anzuerkennen, aber ich sage weiterhin sie ist ein unnötiger Blinddarm oder Platzhalter, der das Verständnis blockiert, was im Trafo passiert, siehe Hysteresekurve.
:::::Noch ein Beispiel: Die Messaufgabe habe ich wie gesagt durchgeführt. Dabei kam mir noch eine Idee: Was wäre wenn anstatt der Primärspule des Trafos ein Heißleiter passender Größe im Stromkreis an dieser Stelle säße? Dann sähe der Kurven Verlauf und die Zählpfeilpolarität genau so aus. Und dort im Heißleiter, (Heißleiter wegen dem durch Uri Kleiner Werden der Spannung Utreib,) wird wirklich nichts selbst induziert. Allerdings ist er auch am Anfang des Spannungssprungs hochohmig und wird dann immer niederohmiger durch seine Selbstaufheizung. Male dir das mal auf bitte und du verstehst was ich meine. Du willst immer nur dein Induktionsgesetz bestätigt sehen und machst kein anderes Gedankenexpiriment mit.--emeko 17:33, 11.Dez. 2007 (CET)
::::::Hallo Elmil. Es gibt aber noch ein wichtiges Gegenargument zu Deiner Theorie für die Ui, welche durch die Selbstinduktion erzeugt wird. Ui sei immer entgegengesetzt zur Differenz  zwischen angelegter Spannung und R*I Spannung, hat also ein negatives Vorzeichen und sei auch an einer zweiten Spule messbar. Sie hätte dann aber ein umgekehrtes Vorzeichen, was an der zweiten Spule aber nicht so gemessen werden kann. Darauf gehst Du ja weiter unten gottseidank ein, machst dort aber eine nicht zu beweisende Annahme, daß sie trotzdem der Primärspannung entgegenwirkt. Die innere Spannung Ui ist, wie du auch sagst, vom Gesetz der Selbstinduktion abgeleitet. Hierbei ist  Ui = Uind  =  -n* dPhi/dt, also proportional zur Flußänderung und mit negativem Vorzeichen behaftet. --JoBa2282 Red mit mir 12:56, 17. Mär. 2008 (CET)
thread_title:  Weshalb muß die Primärspule sich selber induzieren, mit dem Magnetfluß den sie selber erzeugt? 

message: Ich vermisse in diesem Artikel Informationen darüber, wie die verschiedenen Transformatortypen (mechanisch) aufgebaut sind. Auch die Ölkühlung, Ölzwangsumlauf usw. für größere Transformatoren sollten kurz beschrieben werden. 130.83.30.182 10:04, 8. Okt. 2007 (CEST)
thread_title:  Aufbau 

message: :Im Übrigen habe ich die Messaufgabe inzwischen ausgeweitet. Ich habe mit einem Schnittbandkern-Trafo mit und ohne Eisenkern gemessen und auch einmal die Spulenpolarität gedreht vor einem neuen Aufmagnetisieren. Am Ende habe ich das alles mit einem Ringkerntrafo durchgemessen. Ich werde in einigen Tagen dazu einen Text mit Grafiken hier zur Diskussion stellen. 
:Nur soviel vorab: Beim Ringkerntrafo bleibt der Eingangsstrom nahezu konstant, solange der senkrechte Ast der Hysteresekurve durchlaufen wird. Was man durch die Projektion von der Kurve aus nach unten sowieso schon wusste. Da kann man also getrost sagen, daß es nur die Spannungszeitflächen sind, welche den Magnetfluß vorantreiben, weil zu jedem neuen Betriebspunkt auf der Magnetisierungskurve der gleiche Strom wie zuvor gehört. 
:Interessant für mich ist dabei, was zwar schon durch die um 45 Grad geneigte Magnetisierungs Linie, keine Hysteresekurve, anzunehmen war: Bei einer Spule ohne Eisenkern, steigt der Strom sofort an nach dem Sprung von U angelegt und wird nur durch den Vorwiderstand oder Ri begrenzt, was dann die E-Funktion der Strom und Spannungskurve ergibt. In diesem Fall kann man nicht sagen, daß es nur die Spannungszeitflächen sind, welche den Magnetfluß treiben, denn der dabei steigende Strom gehört auch dazu, auch weil zu jedem neuen Betriebspunkt auf der Magnetisierungskurve eine anderer Strom gehört. Bei einer Spule mit Eisenkern und Luftspalten darin ist die Reaktion des Stromes viel stärker als beim Ringkerntrafo und fängt auch mit einem viel höheren Grundbetrag des Stromes an, nach dem Sprung der Angelegten Spannung. Hier herrscht also wohl eine Mischform aus Spannung und Strom mal der Zeit als Ursache für die Aufmagnetisierung vor. Also haben beide Diskussionsgegner recht, die, welche sagen es sind nur die Spannungszeitflächen und die, welche sagen, es ist der Strom der das Magnetfeld aufbaut. Der Ringkerntrafo stellt hier jedoch die stromlose Ausnahme dar. Man soll nichts verallgemeinern, man sollte immer dabei sagen worauf man sich mit seiner Aussage bezieht. Aber wer weiß das vorher immer so genau?--Emeko 17:45, 16. Dez. 2007 (CET)
thread_title:  Erweiterung der Messaufgabe.