Widerstand und Leckreaktanz oder Impedanz des Transformators

Leckreaktanz des Transformators

Nicht der gesamte Fluss im Transformator wird mit beiden Primär- und Sekundärwicklungen gekoppelt. Ein kleiner Teil des Flusses wird entweder die eine oder die andere Wicklung, aber nicht beide, koppeln. Dieser Teil des Flusses wird als Leckfluss bezeichnet. Aufgrund dieses Leckflusses im Transformator wird es eine Selbstinduktion in der betreffenden Wicklung geben.

Diese Selbstinduktion des Transformators wird auch als Leckreaktanz des Transformators bezeichnet. Diese Selbstinduktion, die mit dem Widerstand des Transformators verbunden ist, ist der Impedanz. Aufgrund dieser Impedanz des Transformators werden Spannungsabfälle in den Primär- und Sekundärwicklungen des Transformators auftreten.

Widerstand des Transformators

Normalerweise werden sowohl die Primär- als auch die Sekundärwicklungen eines elektrischen Transformators aus Kupfer hergestellt. Kupfer ist ein sehr guter Stromleiter, aber kein Supraleiter. Tatsächlich sind Supraleiter und Supraleitung Konzepte, die praktisch nicht verfügbar sind. Daher haben beide Wicklungen einen gewissen Widerstand. Dieser interne Widerstand beider Primär- und Sekundärwicklungen wird zusammen als Widerstand des Transformators bezeichnet.

Impedanz des Transformators

Wie bereits erwähnt, haben sowohl die Primär- als auch die Sekundärwicklungen Widerstand und Leckreaktanz. Diese Widerstände und Reaktanzen in Kombination sind nichts anderes als die Impedanz des Transformators. Wenn R1 und R2 sowie X1 und X2 die Primär- und Sekundärwiderstände und Leckreaktanzen des Transformators sind, dann sind Z1 und Z2 die Impedanzen der Primär- und Sekundärwicklungen entsprechend,

Die Impedanz des Transformators spielt bei der parallelen Betriebsweise des Transformators eine wichtige Rolle.

Leckfluss im Transformator

In einem idealen Transformator würde der gesamte Fluss mit beiden Primär- und Sekundärwicklungen gekoppelt sein, in der Realität ist es jedoch unmöglich, dass der gesamte Fluss mit beiden Wicklungen gekoppelt ist. Obwohl der größte Teil des Flusses durch den Kern des Transformators mit beiden Wicklungen gekoppelt wird, gibt es immer noch einen kleinen Teil des Flusses, der nur eine der Wicklungen, aber nicht beide, koppelt. Dieser Fluss wird als Leckfluss bezeichnet, der durch die Wickelisolation und das Isolieröl des Transformators fließt, anstatt durch den Kern zu gehen. Aufgrund dieses Leckflusses im Transformator haben sowohl die Primär- als auch die Sekundärwicklungen Leckreaktanz. Der Reaktanz des Transformators ist nichts anderes als der Leckreaktanz des Transformators. Dieses Phänomen im Transformator wird als magnetisches Leck bezeichnet.

Spannungsabfälle in den Wicklungen treten aufgrund der Impedanz des Transformators auf. Die Impedanz ist eine Kombination aus Widerstand und Leckreaktanz des Transformators. Wenn wir eine Spannung V1 an der Primärseite des Transformators anlegen, gibt es eine Komponente I1X1, um die selbstinduzierte Spannung aufgrund des primären Leckreaktanz auszugleichen. (Hier ist X1 der primäre Leckreaktanz). Wenn wir auch den Spannungsabfall aufgrund des Widerstands der Primärseite des Transformators berücksichtigen, kann die Spannungsgleichung eines Transformators leicht geschrieben werden als,

Ähnlich für den sekundären Leckreaktanz, lautet die Spannungsgleichung der Sekundärseite,

In der obigen Abbildung sind die Primär- und Sekundärwicklungen in separaten Armen dargestellt, und diese Anordnung könnte zu einem großen Leckfluss im Transformator führen, da es viel Platz für Leckfluss gibt. Der Leckfluss in den Primär- und Sekundärwicklungen könnte beseitigt werden, wenn die Wicklungen den gleichen Raum einnehmen könnten. Das ist natürlich physikalisch unmöglich, aber durch die konzentrische Anordnung von Sekundär- und Primärwicklungen kann das Problem in großem Maße gelöst werden.

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