Transformator

Transformatoren können Wechselspannung durch Induktion herauf und herunter transformieren.

Zwei Spulen befinden sich gegenüberliegend auf einem Eisenring. Die Spule, die an der Stromquelle angeschlossen ist, heißt Primärspule. An ihr liegt eine Spannung U1 an, ihre Windungszahl beträgt N1 und sie befindet sich im Primärkreis.
Die Spule, in die der Strom induziert wird, heißt Sekundärspule. An ihr kann man die Spannung U2 abnehmen, ihre Windungszahl beträgt N2 und sie befindet sich im Sekundärkreis.

Durch Wechselstrom in der Primärspule ändert sich ihr Magnetfeld ständig gemäß der Frequenz der Wechselspannung. In der Sekundärspule wird eine Wechselspannung gleicher Frequenz induziert. Allerdings ist die an ihr abnehmbare Spannung U2 in Abhängigkeit von N1, N2 und U1 größer oder kleiner.
Das Verhältnis der Windungszahlen der Spulen ist gleich dem Verhältnis der Spannungen, die an den Spulen anliegen.

U1 / U2 = N1 / N2

Zum Hochtransformieren muss die Windungszahl N1 kleiner sein als die Windungszahl N2. Beim Runtertransformieren ist es genau umgekehrt.

Ebenfalls sehr wichtig ist, dass das Verhältnis der Stromstärken dem umgekehrten Windungsverhältnis entspricht. Aufgrund dieser Tatsache ist die im Primärkreis erbrachte Leistung gleich der im Sekundärkreis, so dass keine Energie gewonnen werden kann und der Energierhaltungssatz uneingeschränkt gilt.

I2 / I1 = N1 / N2