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Spannungserzeugungsformel

Die Spannungserzeugungsformel dient dazu, die primäre Windungszahl eines Transformators aus dem Kernquerschnitt, der Flußdichte und der primären Bemessungsspannung zu berechnen.

Formel S.3: Die Spannungserzeugungsformel ( f in Hertz, B in Tesla und Qfe in cm2 )

Das Ergebnis der Formel wird auf die nächste ganze Zahl aufgerundet.

Die sekundäre Windungszahl berechnet sich dann aus dem Verhältnis der Bemessungsspannungen
( Übersetzungsverhältnis; Transformator).

Selbstverständlich läßt sich auch jede andere Größe in der Spannungserzeugungsformel aus den restlichen bestimmen.
Meistens wird aber der Kernquerschnitt nach der Bemessungsleistung des Transformators ausgewählt, wobei die Bemessungspannung, Frequenz und Flußdichte auch schon vorgegeben sind, während die primäre Windungszahl gesucht wird.

Grundlage für die Spannungserzeugungsformel ist das Induktionsgesetz wenn es unter Berücksichtigung der magnetischen Flußverkettung formuliert wird. Dabei wird der Effektivwert der Ableitung gebildet, indem der Spitzenwert des magnetischen Flusses mit 2 π f / 2½ multipliziert wird. 2 π f  ist die Ableitung der Sinusfunktion des Flußdichteverlaufs und 2  ist der Umrechnungsfaktor vom Spitzenwert der Flußdichte in den Effektivwert.

Der Faktor 10000 im Zähler ist für die Umrechnung der Quadratzentimeter Eisenquerschnittsfläche QFe in Quadratmeter.

Die Spannungserzeugungsformel dient zur praktischen Berechnung von Transformatoren. Sie bezieht sich auf Spitzenwerte der magnetischen Flußdichte.

Anhand dieser Formel wird auch schnell klar warum Transformatoren für niedrige Frequenzen (z.B. bei der Bahn mit 16 Hz) bei gleicher Flußdichte größer sind als die für hohe Frequenzen.