Ist es Möglich, einen Transformator ohne Eisenkern zu betreiben?

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo Community. Ich habe mir schon oft die Frage gestellt, ob es denn Möglich währ einen Transformator ohne Eisenkern zu betreiben. Dabei stelle ich es mir so vor, dass man die Metallplatten von dem Trafo so entfernt, sodass man nur die Primärwicklung an 230v anschließt, ohne Eisenkern. Normalerweise dient ja der Eisenkern zur Verstärkung der Elektroten auf die Primärwicklung per Induktion dar. Aber würde es auch ohne Eisenkern funktionieren, oder wird es den FI auslösen?

Danke im Vorraus, Juvia :smile:

#2

Hallo!

Ich habe mir schon oft die Frage gestellt, ob
es denn Möglich währ einen Transformator ohne Eisenkern zu
betreiben.

Das ist möglich, aber nicht durch Entfernen des Kerns aus einem
am 230V-Netz betriebenen Transformator.

Btw: Solche durchaus lehrreichen Versuche führt man tunlichst mit Kleinspannung durch, aber nicht mit Netzspannung. Dabei wird man merken, dass ein Lufttransformator besonders leicht zu berechnen ist, weil durch den Eisenkern verursachte Nichtlinearitäten in Form von Sättigungseffekten und Frequenzabhängigkeiten entfallen.

Der Eisenkern sorgt für die magnetische Kopplung von Primär- und Sekundärwicklung. Außerdem vergrößert das ferromagnetische Kernmaterial die Induktivität der Wicklungen. Ohne Eisenkern bleibt von der Induktivität nicht mehr viel übrig, so dass der Strom durch die Primärwicklung in der Hauptsache nur noch von deren Wirkwiderstand begrenzt wird - und der ist sehr klein.

… oder wird es den FI auslösen?

Der Fehlerstromschutzschalter wird gar nichts merken, aber die Sicherung des betreffenden Stromkreises wird ansprechen. Der bis zum Ansprechen der Sicherung fließende Strom wird die Primärwicklung verbrennen, möglichweise sogar schlagartig zum Schmelzen bringen.

Solche Versuche sind im wahrsten Sinne des Wortes brandgefährlich. Metallspritzer können üble Verletzungen verursachen.

Gruß
Wolfgang

#3

Hallo Wolfgang, vielen Dank für die Hilfreiche Antwort. Also wenn man diesen Versuch nacharmen würde, würde die Primärwicklung ohne Kern derartig erhitzt werden, sodass sie so heiß wird dass sie Verbrennen und verschmelzen kann und die Sicherung des betroffenen Stromkreises auslösen kann.

Gruß

#4

Hallo!

Überlege oder messe doch mal an einem Trafo den Du vorrätig hast, etwa einen von der Niedervolt ( 12 V)Halogenbeleuchtung. Aber eben einen klassischen aus Eisenpaket.

Nimm den vom Netz und messe mit Ohmmeter die Primärwicklung durch. Was mag da rauskommen ?

Ich habe hier einen 150 VA Typ, der hat nur 15 Ohm Spulenwiderstand primär.

Wäre der Eisenkern weg, dann liegen also die 15 Ohm Draht an 230 V. Es fließt der Strom

230 V : 15 Ohm = 15,3 Ampere

Da passiert erst einmal nichts, Spulendraht wird langsam warm, später heiß und kann noch später ganz durchbrennen, wenn der dünne Lacküberzug der Drähte schmilzt = Kurzschluss.

hast Du aber den Eisenkern drin, dann fließt bei gleicher Spule und voller Last (150 VA) statt 15,3 A nur ca. 0,65 Ampere !
Also weniger als 1/20 des vorher genannten Stroms. Das liegt nur am Eisenkern .

MfG
duck313

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#5

Hallo!

wenn man diesen Versuch nacharmen würde, würde die
Primärwicklung ohne Kern derartig erhitzt werden, sodass sie
so heiß wird dass sie Verbrennen und verschmelzen kann und die
Sicherung des betroffenen Stromkreises auslösen kann.

Ja. Wenn man für den Versuch die Primärwicklung eines Transformators verwendet, die für den Betrieb mit Eisenkern vorgesehen ist, wird das Ergebnis bei Betrieb mit 230 V in jedem Fall unerfreulich und zerstörerisch.

Solche Versuche führt man gefahrlos an kleiner, galvanisch vom Netz getrennter Wechselspannung durch. Irgendwas im Kleinspannungsbereich, z. B. 12 V oder sogar noch weniger reichen für den Erkenntnisgewinn.

Gruß
Wolfgang

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#6

Hallo Fragewurm,

Also
wenn man diesen Versuch nacharmen würde, würde die
Primärwicklung ohne Kern derartig erhitzt werden, sodass sie
so heiß wird dass sie Verbrennen und verschmelzen kann und die
Sicherung des betroffenen Stromkreises auslösen kann.

Richtig, wenn du bei dem Trafo einfach den Eisenkern entfernst.

Da sich die Induktivität verringert, hat der dann eigentlich andere Betriebsparameter und ist mit 230V überlastet.

Grundsätzlich kann man aber schon Transformatoren ohne Eisenkern auslegen. Man braucht dann aber viel viel mehr Windungen für die Primärwicklung um die entsprechende Induktivität zu erhalten. Entsprechend brauch man auch mehr Wicklungen für die Sekundärspule.
Ein weiterer Nachteil ist dann, dass die Sekundärspannung, wegen der schlechten magnetischen Kopplung, sehr belastungsabhängig ist, bzw. der Trafo einen sehr hohen Innenwiderstand hat.

Praktisch macht man meist etwas dazwischen. Für manche Anwendungen baut man in den Eisenkern einen Luftspalt ein.z.B. hat man die bei Schweisstrafos gemacht. !Uber den Luftspalt konnte man dabei den Kurzschlussstrom einstellen. Sonst hat sich der Trafo dann wie eine Stromquelle verhalten.

Auch Klingeltrafos wurden früher mit einem Luftspalt versehen, wodurch sie Dauerkurzschlussfest gemacht werden konnten.

MfG Peter(TOO)

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