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Transformatoren, auch Umspanner oder kurz Trafos genannt, bestehen aus mindestens zwei Spulenwicklungen, die sich auf einem gemeinsamen Eisen- oder Ferritkern befinden. Wechselspannung, die auf der eingangsseitigen Wicklung zugeführt wird, wandelt ein Transformator auf seiner Ausgangsseite in eine geringere, höhere oder identische Spannung um. 

Was sind Netztransformatoren?

Transformatoren, auch Umspanner oder kurz Trafos genannt, bestehen aus mindestens zwei Spulenwicklungen, die sich auf einem gemeinsamen Eisen- oder Ferritkern befinden. Wechselspannung, die auf der eingangsseitigen Wicklung zugeführt wird, wandelt ein Transformator auf seiner Ausgangsseite in eine geringere, höhere oder identische Spannung um. Die Windungszahlen von Eingangs- und Ausgangswicklung (Primär- und Sekundärseite) definieren das Verhältnis von Eingangs- und Ausgangsspannung. So wandelt beispielsweise ein Transformator mit einem Windungsverhältnis von 10:1 die gebräuchliche Netzspannung von 230 Volt in 23 Volt auf der Sekundärseite um. Natürlich funktioniert dies analog dazu auch in der umgekehrten Richtung. Als Netztransformatoren bezeichnet man im Sprachgebrauch Transformatoren, welche für den Gebrauch in Niederspannungsnetzen mit den dort üblichen Frequenzen von 50 oder 60 Hertz gedacht sind. 

Welche Typen und Bauarten von Netztransformatoren gibt es?

Wohl am bekanntesten sind die klassischen Netztransformatoren, die in den unterschiedlichsten Elektro- und Elektronikgeräten die Netzspannung von 230 Volt AC auf deutlich geringere Spannungen herabtransformieren und Ein- und Ausgangsseite galvanisch trennen. Erst durch diese Kleinspannungen, die meist dann noch gleichgerichtet, geglättet und stabilisiert werden, wird der Betrieb elektronischer Bauteile und Schaltungen überhaupt möglich und für den Anwender sicher.

Steuertransformatoren

dienen der Versorgung von Steuerstromkreisen. Neben einer eventuell für den Steuerstromkreis erforderlichen Spannungsanpassung, beispielsweise von 230 Volt auf 23 Volt, trennen sie die Primär- und Sekundärseite elektrisch voneinander. Oft sind Steuertransformatoren mit mehreren Anzapfungen auf der Eingangsseite versehen, um eine bessere Spannungsanpassung an das Stromnetz vor Ort zu ermöglichen.


Trenntransformatoren

werden sowohl mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 angeboten als auch mit diversen anderen Windungsverhältnissen. Sie stellen eine galvanische Trennung zum Eingangsstromkreis sicher, um gefährliche Berührungsspannungen gegen Erde zu vermeiden.


Sicherheitstransformatoren

führen ebenfalls eine elektrische Trennung zwischen der Eingangs- und Ausgangsseite durch. Ihre Ausgangsspannung ist auch unbelastet im Leerlauf auf maximal 50 V AC begrenzt. Oft sind sie mit zusätzlichen Schutzeinrichtungen versehen, beispielsweise in Form von Sicherungen. Teilweise sind Sicherheitstransformatoren auch kurzschlussfest.

Trenn- und Spartransformatoren gibt es neben den einphasigen Varianten auch als dreiphasige Ausführungen für den Betrieb in Drehstromnetzen. 

Kaufkriterien für Netztransformatoren – Worauf kommt es an?

Gute Netztransformatoren besitzen einen hohen elektrischen Wirkungsgrad und weisen geringe Leerlaufverluste auf. Je leistungsstärker ein Transformator ist, desto wichtiger sind diese Aspekte. Ein schlechter Wirkungsgrad kann im Laufe der Jahre zu beachtlichen Mehrkosten führen, da Energie nutzlos in Verlustwärme umgewandelt wird. Zudem entstehen unter Umständen noch weitere Anschaffungs- und Betriebskosten für die notwendige Wärmeabfuhr.

Aus diesen Gründen ist es wichtig, den Netztransformator richtig auszulegen, also ihn möglichst passgenau für die erforderliche elektrische Leistung zu dimensionieren. Ein unterdimensionierter Netztransformator führt zu dessen Überlastung und frühzeitigem Ausfall, während ein zu groß ausgewählter Transformator unnötige Kosten bei der Beschaffung und im Betrieb verursacht.

Zu beachten ist, dass sich die Werte für die Ausgangsspannung(en) von Transformatoren auf die angegebene Nennlast beziehen. Dementsprechend liefert ein nur gering belasteter Transformator eine höhere Ausgangsspannung, ein überlasteter Transformator erfährt hingegen einen Spannungseinbruch.

Für die meisten Transformatoren gilt, dass sich die im Datenblatt spezifizierte Leistung auf den Betrieb bei 40 °C Umgebungstemperatur und freistehend bezieht. Wird ein Transformator in ein Gehäuse eingebaut, so reduziert sich entsprechend der schlechteren Wärmeabfuhr die nutzbare Leistung entsprechend.

Je nach vorgesehener Verwendung muss die Schutzart des Netztransformators entsprechend ausgewählt werden. Ist mit schwierigeren Umgebungsbedingungen zu rechnen, beispielsweise in Form von Staub oder Feuchtigkeit, so bieten sich insbesondere vollvergossene Netztransformatoren an. Ihre hermetisch dichte Verkapselung schützt Wicklung und Kern vor schädlichem Feuchtigkeitszutritt und mechanischer Beschädigung. 

Fazit: So kaufen Sie den richtigen Netztransformator

Achten Sie neben den rein elektrischen Daten, also Ein- und Ausgangsspannung, Ausgangsstrom und Leistung, unbedingt auf den erforderlichen Typ des Netztransformators. Der Transformator muss von seiner Bauart her sämtlichen Sicherheitsanforderungen entsprechen. Beispielsweise ist es bei einem Austausch nicht zulässig, einen Sicherheitstransformator durch einen gewöhnlichen Transformator zu ersetzen. 

In aller Regel sind kleine bis mittlere Netztransformatoren in Gerätegehäusen oder anderen Einhausungen verbaut. Hier ist beim Austausch darauf zu achten, dass die Abmessungen des neuen Transformators stimmen und die elektrischen Anschlüsse passend liegen beziehungsweise möglichst kompatibel mit den vorhandenen Steckverbindern oder Leitungen sind.  

Achten Sie darauf, dass der Netztransformator über die erforderlichen Prüfzeichen verfügt und den jeweils gültigen Normen entspricht. Die bei Conrad im Shop angebotenen Netztransformatoren erfüllen hohe Qualitätsansprüche, zeichnen sich durch Zuverlässigkeit, einen hohen Wirkungsgrad und Langlebigkeit aus.

FAQ – häufig gestellte Fragen zu Netztransformatoren

Der Transformator brummt oder surrt leise, ist das normal?

Elektromagnetische Kräfte können Wicklungen und Eisenkern zu minimalen Schwingungen anregen, die dann bei 50 Hertz Netzfrequenz als Brummgeräusch mit einer Frequenz von 100 Hz hörbar sind. Bei sehr sensiblen Anwendungen können vollvergossene Transformatoren eingesetzt werden, die durch ihre Kapselung weniger störende Betriebsgeräusche verursachen.    


Welchen Vorteil bieten Spartransformatoren?

Spartransformatoren bieten vor allem dann Vorteile in Bezug auf Gewicht, Baugröße und Material, wenn Ein- und Ausgangsspannung relativ dicht beieinanderliegen Ab einem Übersetzungsverhältnis von circa 3:1 wird dieser Vorteil allmählich geringer.


Kann ich einen Sicherheits- oder Trenntransformator durch einen normalen Netztransformator oder einen Spartransformator ersetzen?

Nein, dies ist keinesfalls zulässig!


Kann ein Netztransformator an einer höheren Spannung als der spezifizierten Bemessungseingangsspannung betrieben werden?

Nein. Der Betrieb an höheren Spannungen führt nicht nur zur Beschädigung des Netztransformators, sondern kann zu elektrischen Unfällen führen, da die Wicklungsisolation hierfür nicht ausgelegt ist und es zu einem Isolationsversagen kommen kann.

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