Transformatoren, sonstige

Ein Transformator ist ein elektromagnetisches Bauelement, bei dem eine Wechselspannung entsprechend dem Induktionsgesetz ein wechselndes magnetisches Feld (Fluss) erzeugt, sodass die Spannung zu einem anderen Leiter (Wicklung oder Spule) durchgekoppelt werden kann. Transformatoren haben einen magnetisch permeablen Kern, über den sich das Magnetfeld ändert; durch diesen Wechsel sind die Primär- und Sekundärspule miteinander verbunden.

Transformatoren werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Impedanz des Signals verändert werden muss. Sie werden auch verwendet, wenn die Referenz einer Wechselspannung am Eingang zu ihren Eingangsimpedanzen aufgehoben werden muss, auch als Massepegel bezeichnet. 

Unterschiedliche Impedanzen an den zwei Leitern am Eingang gegenüber einer Masse verursachen einen sog. unsymmetrischen Zustand, in dem der Schaltkreis anfällig für Störspannungen gegenüber der Massereferenz ist. Die Transformatorausgänge haben keinen festen Bezugspunkt (wobei der Mittelpunkt der Wicklungen der Sekundärspule als variabler Bezugspunkt betrachtet werden kann) und können daher symmetrische Lasten in einer symmetrischen Schaltung ansteuern. Symmetrisch bedeutet hier gleiche Impedanz. Störspannungen, die sich auf nachfolgenden symmetrischen Leitungen ausbreiten, können dazu angeregt werden, sich gleich auszubreiten. Dies wird als Gleichtaktstörung bezeichnet. Gleichtaktstörungen werden durch Erkennung der unterschiedlichen Spannung im Empfänger beseitigt.

Transformatoren dienen auch zur Änderung der Spannungs- und Stromübersetzung (herauf/herunter bezieht sich auf die relative Spannungsänderung) auf Basis der Windungsanzahl auf der Primär- und Sekundärseite des Transformators. Viele Bauelemente untersetzen die Netzwechselspannung mithilfe von Transformatoren auf eine niedrigere Wechselspannung und verwenden anschließend einen Diodengleichrichter und Filter, um eine Gleichspannungsversorgung zu erzeugen. Ein großer Vorteil von Transformatoren liegt darin, dass die Primär- und Sekundärwicklung elektrisch voneinander isoliert sind. Dadurch können Transformatoren als Isolierungstransformatoren eingesetzt werden, die eine galvanische Isolierung bereitstellen. Galvanische Isolierung bezeichnet die Trennung der Massen der Primär- und Sekundärspule, sodass kein Strom mehr fließen kann. Das erhöht die Sicherheit, da dadurch Masseschlüsse vermieden werden, die durch den Körper einer Person verlaufen können.

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