hallo,
ich grüble schon seit einiger zeit darüber nach warum ein trafo eigentlich brummt. was passiert da genau in tiefster ebene?welche atomaren wechleswirkungen sind dafür verantwortlich, wie kommt diese energieabgabe in wärme(=klar) und schall zustande?
ich freue mich auf eure antworten.
Ich glaube so tief brauchst du gar nicht gehen.
Die Netzfrequenz beträgt 50Hz Das ist die Brummfreuqenz.
Der Trafo besteht aus Spulen, Eisenkern sowie diversen anderen Bauteilen und Gehäuse. Es entstehen magnetische Felder mit 50 Hz. Magnetfelder üben Kräfte auf Eisen und stromdurchflosse Leiter aus. Wenn sich da irgendein Teil von dieser Freuqenz angesprochen fühlt (Eigenfreuenz dieses Teils) fängt es an zu schwingen. Diese Schwingung wird auf die Luft übertragen, und gelangt so zu deinem Ohr und nervt dich.
Gruss Dennis
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Jau, dem kann ich nur zustimmen. Vergeßt den ganzen Atomar- und Oberschwingungskram! Das mag zwar alles physikalisch korrekt sein, aber in der Praxis höchst selten anzustreffen. Oberschwingungen kommen in der Versorgungsspannung des EVUs mit kleinen %-Werten daher, so dass man sie nicht hören kann (THD<8%), selbst die 5. Oberschwingungen mit bis zu 5% Anteil wird man kaum hören. (Es sei denn man hat ein absolutes Gehör und hört die Flöhe husten).
Nagut, soviel dazu...
>Fred<
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Jau, dem kann ich nur zustimmen. Vergeßt den ganzen Atomar-
und Oberschwingungskram! Das mag zwar alles physikalisch
korrekt sein, aber in der Praxis höchst selten anzustreffen.
Oberschwingungen kommen in der Versorgungsspannung des EVUs
mit kleinen %-Werten daher, so dass man sie nicht hören kann
(THD<8%), selbst die 5. Oberschwingungen mit bis zu 5%
Anteil wird man kaum hören. (Es sei denn man hat ein absolutes
Gehör und hört die Flöhe husten).
Nagut, soviel dazu...
>Fred<
Nö, dem kann ich nur widersprechen. Wenn irgendwo ein störendes Netzbrummen zu hören ist, sind es fast immer nur die Oberwellen, die zu hören sind. Auch wenn diese im Netz prozentual nur ein paar % ausmachen, werden sie doch sowohl akustisch, als auch elektrisch um ein Vielfaches stärker abgestrahlt. Dazu kommt noch, daß das menschliche Gehöhr wesentlich empfindlicher auf diese Oberwellen anspricht. Letztendlich führt das dazu, daß der 50-Hz- oder 100-Hz-Grundton oft nicht mehr wahrnehmbar ist.
Desweiteren ensteht ein Großteil der Oberwellen ja erst im Trafo selbst, selbst dann, wenn die Netzspannung sauber ist.
Jörg
Naja, eben noch ne Anmerkung...
Du hast Recht, im Netz hört man die Oberschwingungen (z.B im Radio oder so, wenn der Nachbar wieder mit der alten Bohrmaschine drillt)
Ich glaube aber die Frage zielte allgemein auf zum Beispiel Trafostationen... Und DIE brummen nicht wegen der Oberschwingungen. Weil brummen ist 50Hz und Oberschwingungen würde ich eher als summen bezeichnen weil eben höhere Frequenzen...
Jetzt aber genug der Haarspalterei....
>Fred<
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Hi
Das Zauberwort heißt: Magnetostriktion
bzw magnetostriktiver effekt
Der Begriff beschreibt den effekt der Volumenänderung !!
in wechselnden Magnetfeldern
Der Trafo brummt also mechanisch da kann man ausser üblichen akustischen massnahmen nichts gegen machen
Ich würde das ( Ursache Strom mit dem Piezoeffekt ; ursache Spannung gleichsetzen )
Phagsae
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Der Magnetostriktive Effekt bewirkt nur eine sehr geringe Volumenänderung und kann deshalb bei 50 Hz ( genau genommen sind es 100 Hz ) keinen nennenswerten Schalldruck erzeugen. So richtig funktioniert das erst im Ultraschallbereich. Um die magnetostriktiv bedingten Schwingungen eines Netztrafos hörbar zu machen braucht es schon einen großen Resonanzkörper.
Die Störgeräusche eines Netztrafos entstehen meistens durch schlecht verklebte Blechpackete oder durch lose Eisenteile in der Nähe des Trafos. Was man hört, ist häufig auch kein 100-Hz-Ton sondern die Oberwellen, die durch das Aufeinanderschlagen der Eisenteile oder Kernbleche entstehen.
Gut verklebte bzw. vergossene und richtig befestigte Netztrafos brummen fast überhaupt nicht.
Jörg
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Hallo
Der Magnetostriktive Effekt bewirkt nur eine sehr geringe
Volumenänderung und kann deshalb bei 50 Hz ( genau genommen
sind es 100 Hz ) keinen nennenswerten Schalldruck erzeugen. So
richtig funktioniert das erst im Ultraschallbereich. Um die
magnetostriktiv bedingten Schwingungen eines Netztrafos hörbar
zu machen braucht es schon einen großen Resonanzkörper.
Die Störgeräusche eines Netztrafos entstehen meistens durch
schlecht verklebte Blechpackete oder durch lose Eisenteile in
der Nähe des Trafos. Was man hört, ist häufig auch kein
100-Hz-Ton sondern die Oberwellen, die durch das
Aufeinanderschlagen der Eisenteile oder Kernbleche entstehen.
Gut verklebte bzw. vergossene und richtig befestigte
Netztrafos brummen fast überhaupt nicht.
Das Magnetfeld übt auch Kräfte auf die Wickeldrähte aus, und bei einem schlecht (lose) gewickeltem Trafo schwingt manchmal auch die Spule.
MfG Peter(TOO)
Hi Jörg
Also weil sich das nicht mit meinen Erfahrungen deckt will ich da mal wiedersprechen.
Selbst vergossene Trafos brummen spürbar unter Last
Frei in der Hand gehalten ist das schon spürbar.
( Entsprechende last vorrausgesetzt )
Der Magnetostriktive Effekt bewirkt nur eine sehr geringe
Volumenänderung und kann deshalb bei 50 Hz ( genau genommen
sind es 100 Hz ) keinen nennenswerten Schalldruck erzeugen.
Hmm... längenänderung dl/l ca 1*10-6
Und unter Last kommt ein Trafo sehrwohl in die Magn. Sättigung
Das ist konstruktiv wohl als Schutz so vorgesehen.
( Gilt nicht für Ringkerne )
richtig funktioniert das erst im Ultraschallbereich. Um die
magnetostriktiv bedingten Schwingungen eines Netztrafos hörbar
zu machen braucht es schon einen großen Resonanzkörper.
Geb ich Dir Recht wirtschaftlich wird das ganze wenn man den Magnetostrikions Sender bei seiner unteren mech Resonanzfrequenz
betreibt (10 - 150 kHz) dann ist auch der Wirkungsgrad sehr gut
ca 90% !!
Trifft auf eine 20 Kg Trafo jetzt weniger zu :-)
Der Magnetostriktive effekt funktioniert allerdings frequenzunabhängig und s.o ist in einem Trafo eine recht hohe Flussdichte vorhanden.
Die Störgeräusche eines Netztrafos entstehen meistens durch
schlecht verklebte Blechpackete oder durch lose Eisenteile in
der Nähe des Trafos. Was man hört, ist häufig auch kein
100-Hz-Ton sondern die Oberwellen, die durch das
Aufeinanderschlagen der Eisenteile oder Kernbleche entstehen.
Stimmt kann man aber per Gehör unterscheiden.
Da der Mst Effekt nichtlinear ( kleinsignale ) ist gibst nürlich jede menge Oberwellen.
Die Grundwelle eines Trafobrumms liegt aber bei 50 Hz
Wie kommst du auf 100 ? ( Leistung ? )
Hab mal die Schalleistung für folgenden Trafo errechnet
Also Seitenlänge 10 cm und dl/l = max
Ansatz Pa=p*v*S
( p nicht adiabatisch trifft glaub ich bei 50 Hz schon zu )
da hab ich das kappa gezeter *grusel Thermodyn* mal untern Tisch fallen lassen
=> p=p const => 1013 h Pa = 1*10+5 N/mm
Dann komm ich auf ein J von 1*10-6 Watt
vgl Bezugsschalleistung = 1*10-12 Watt = 0 dB ( 1000Hz )
Normale Unterhaltung 7*10-6 Watt
Also das sollte jeder hören
OK im normalfall kleiner Trafo keine Maximalleistung
etc sind die Dinger leise
( Quelle Technische Akustik I.Veit)
Phagsae
Hallo Phagsae,
das mit den 10^-6 habe ich auch in Erinnerung. Bei 10 cm Kantenlänge wäre das dann 100 nm Längenänderung, ich bezweifle, daß man das mit der Hand spüren kann
Also weil sich das nicht mit meinen Erfahrungen deckt will ich
da mal wiedersprechen.
Selbst vergossene Trafos brummen spürbar unter Last
Frei in der Hand gehalten ist das schon spürbar.
( Entsprechende last vorrausgesetzt )
Damit würdest Du deine These selbst widerlegen, denn die magnetische Induktion im Kern ist weitgehend Lastunabhängig. Was sich bei Last wesentlich erhöht ist das Streufeld und die Kräfte zwischen den Kupferdrähten. Das Gleiche gilt, wenn es durch Sättigungseffekte zu enormen Stromspitzen in der Primärspule kommt.
Der Magnetostriktive Effekt bewirkt nur eine sehr geringe
Volumenänderung und kann deshalb bei 50 Hz ( genau genommen
sind es 100 Hz ) keinen nennenswerten Schalldruck erzeugen.
Hmm... längenänderung dl/l ca 1*10-6
Und unter Last kommt ein Trafo sehrwohl in die Magn. Sättigung
Das ist konstruktiv wohl als Schutz so vorgesehen.
( Gilt nicht für Ringkerne )
Kerne sollten nach Möglichkeit nicht in die Sättigung kommen, das passiert nur, wenn der Trafo asymmetrisch belastet oder im ungünstigen Moment, z.B. im Nulldurchgang, eingeschaltet wird. Der Trafo kann dadurch überlastet werden oder die Sicherung fliegt raus. Aus wirtschaftlichen Gründen werden Netztrafos aber bis knapp unter die Sättigungsgrenze gefahren.
richtig funktioniert das erst im Ultraschallbereich. Um die
magnetostriktiv bedingten Schwingungen eines Netztrafos hörbar
zu machen braucht es schon einen großen Resonanzkörper.
Geb ich Dir Recht wirtschaftlich wird das ganze wenn man den
Magnetostrikions Sender bei seiner unteren mech
Resonanzfrequenz
betreibt (10 - 150 kHz) dann ist auch der Wirkungsgrad sehr
gut
ca 90% !!
Trifft auf eine 20 Kg Trafo jetzt weniger zu :-)
Der Magnetostriktive effekt funktioniert allerdings
frequenzunabhängig und s.o ist in einem Trafo eine recht hohe
Flussdichte vorhanden.
Ja, aber mehr als 10^-6 ist eben nicht drin. Bei diesen Feldstärken kommt es außerdem zu erheblichen Kraftwirkungen an den Berührungsstellen der Kernbleche. Diese dürften eine wesentlich stärkere mechanische Verformung verursachen als der magnetostriktive Effekt.
Die Störgeräusche eines Netztrafos entstehen meistens durch
schlecht verklebte Blechpackete oder durch lose Eisenteile in
der Nähe des Trafos. Was man hört, ist häufig auch kein
100-Hz-Ton sondern die Oberwellen, die durch das
Aufeinanderschlagen der Eisenteile oder Kernbleche entstehen.
Stimmt kann man aber per Gehör unterscheiden.
Da der Mst Effekt nichtlinear ( kleinsignale ) ist gibst
nürlich jede menge Oberwellen.
Die Grundwelle eines Trafobrumms liegt aber bei 50 Hz
Wie kommst du auf 100 ? ( Leistung ? )
Nein, im Idealfall ( symmetrische Belastung ) liegt die Grundwelle bei 100 Hz. Sowohl die elektromagnetischen Kräfte als auch die zwischen den Drähten und auch der magnetostriktive Effekt sind Feld- bzw. Stromrichtungsunabhängig. Dadurch verdoppelt sich die Grundfrequenz.
Da ich jetzt in die Falle muß, werde ich den Rest nicht mehr nachrechnen.
Jörg
Hab mal die Schalleistung für folgenden Trafo errechnet
Also Seitenlänge 10 cm und dl/l = max
Ansatz Pa=p*v*S
( p nicht adiabatisch trifft glaub ich bei 50 Hz schon zu )
da hab ich das kappa gezeter *grusel Thermodyn* mal untern
Tisch fallen lassen
=> p=p const => 1013 h Pa = 1*10+5 N/mm
Dann komm ich auf ein J von 1*10-6 Watt
vgl Bezugsschalleistung = 1*10-12 Watt = 0 dB ( 1000Hz )
Normale Unterhaltung 7*10-6 Watt
Also das sollte jeder hören
OK im normalfall kleiner Trafo keine Maximalleistung
etc sind die Dinger leise
( Quelle Technische Akustik I.Veit)
Phagsae