| Transformatoren dienen zum
Übertragen von Energie, dabei erfolgt auch eine galvanische Trennung.
Üblicherweise wird auch die Spannung übersetzt, zB von 230V Netzspannung
nach 16V Niederspannung. |
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Transformers
are used to transport electrical energy from one side to the other with
insulation between. Usually the voltage level is also changed, for example
from 110V mains to 16V low level. |
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Modellbahntrafos haben üblicherweise 2 Aufgaben. Einerseits die Trennung
von der Netzspannung und die Reduzierung der Spannung auf en ungefährliches
Niveau, weiters auch die Begrenzung der Ströme.
Ein theoretisch idealer Transformator würde im Kurzschlußfall unendlich
viel Strom abgeben. Selbstverständlich wäre das gefährlich, weil damit
Leiter erhitzen könnten die zu Verletzungen führen. Für Spielzeuganwendungen
verwendet man daher Eisenkerne die frühzeitig in die Sättigung gehen. Damit
erhöht sich der magnetische Widerstand und die übertragbare Leistung wird
begrenzt. Diese Sicherheitsmaßnahme kann aber auch gefährlich wirklen.
Die gute Seite: durch das ansteigen des magnetischen Innenwiderstands
wird die Spannung bei steigender last kontinuierlich abgesenkt, damit wird
die Leistung reduziert.
Um ausreichende Spannung im Normalbetrieb zu liefern, läuft die Spannung
bei geringer Last oder Leerlauf nach oben hin ein wenig weg. Das kann zu
gefährlichen Situationen führen. ein 16V Trafo kann durchaus im Leerlauf 22V
abgeben. Gleichgerichtet und geglättet führt das zu 30V. Das ist natürlich
zuviel für manch elektronischen Einrichtungen wie zb Decoder von
Lokomotiven.
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Model transformers have 2 main functions. First the
galvanic ally separation from the mains and reduction of the voltage. Second
they limit the current which are available.
A theoretically ideal transformer would deliver
infinitive current when it is shortened. Of course that would be dangerous.
High current even at low voltages can overheat any wires and cause injuries.
For toy applications the transformers are built less perfect. The iron core
is built in a way that it moves in saturation early. that limits the amount
of energy which may flow through. Of course that security feature has some
also potentially dangerous side effects.
The good thing: if the transformer has more and more
load the internal magnetic resistor increases and the power gets limited.
The voltage at the secondary side is decreasing, in this way protecting the
user.
To allow enough voltage at normal situations the
transformer delivers much more voltage at no or low load situations. For
example a 16V transformer may deliver up to 22V in idle mode! This could be
dangerous for electronics. Rectified sinus which is smoothed by capacitors
may reach 30V. Of course that is a worst case scenario, but a DCC decoder
will potentially die behind that "16V" power supply.
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Die X-Achse ist die Feldstärke in A/m die Y-Achse fir Flußdichte in
Tesla.
Die grüne Kurve beschreibt einen Trafo mit gutem Kern, die rote einen
"magnetisch weichen" kern.
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X-axis is the magnetic field in A/m
the y axis the the flux density in Tesla
The green figure describes a good hard core, the red
one a more weak model transformer.
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