Transformatoren, kurz Trafos, sorgen dafür, dass die elektrische Spannung aus in die Betriebsspannung der angeschlossenen Leuchte umgewandelt werden, denn die Betriebsspannungen der Lampen unterscheiden sich in der Regel von der 230-Volt-Netzspannung. Eine alternative Bezeichnung für Transformator ist daher auch Spannungswandler.
Wie funktioniert ein Transformator?
Hier ist zwischen den beiden Arten konventioneller und elektronischer Trafo zu unterscheiden:
Funktionsweise eines konventionellen Trafos:
Konventionelle Trafos funktionieren nach dem Induktionsprinzip: Die Geräte bestehen aus einem Eisenkern, der mit Kupferdrahtspulen umwickelt ist. Die erste Spule, an der von außen eine Wechselspannung angelegt wird, wird als Primärspule bezeichnet. Die Spule, an der die Betriebsspannung abgegriffen wird, wird als Sekundärspule bezeichnet.
Bei der gleichen Anzahl an Wicklung bleibt die Eingangsspannung gleich. Erst durch Reduktion der Wicklungsanzahl wird in der zweiten Spule die Spannung reduziert. Die geringere Spannung entsteht dadurch, dass die Primärspule ein Magnetfeld erzeugt, das über den Eisenkern die Sekundärspule beeinflusst. Dieser Vorgang wird als Induktion bezeichnet.
Funktionsweise eines elektronischen Trafos:
Diese Trafo-Variante wandelt die Netzspannung mithilfe elektronischer Schaltungen um. Elektronische Transformatoren arbeiten dadurch effizienter und besitzen einen Überspannungsschutz. Außerdem sind sie kompakter als konventionelle Trafos.
Entwicklung des Transformators
Das Induktionsprinzip ist bereits seit 1831 bekannt und wurde von Michael Faraday entdeckt. Bis zur Entwicklung des ersten Transformators verging jedoch noch ein halbes Jahrhundert. 1881 wurde dieser von John Gibbs und Lucien Gaulard in London vorgestellt. Zum Patent wurde der Trafo aber erst vier Jahre danach angemeldet, und zwar durch die Ungarn Károly Zipernowsky, Miksa Déri und Otto Titusz Bláthy. Weltweit bekannt wurde der Transformator jedoch erst mit dem Amerikaner George Westinghouse, der das Wechselstromsystem verbreitete.
Wie findet man den richtigen Trafo für die Beleuchtung?
Die Wahl des passenden Trafos wird von mehreren Faktoren beeinflusst:
Spannungsart und Spannungshöhe
Die Art der Ausgangsspannung des Trafos muss mit der vom Leuchtmittel benötigten Spannungsart übereinstimmen. Zudem muss die Spannungshöhe des Trafos zur Betriebsspannung der Leuchten passen.
Leistung des Trafos
Die benötigte Trafo-Leistung kann recht einfach berechnet werden. Die Leistungsaufnahme in Watt entnehmen Sie den Leuchtmitteln bzw. den Leuchten. Zu dieser Leistungsangabe müssen Sie eine Leistungsreserve in Höhe von 20 Prozent hinzurechnen, um den Trafo nicht permanent mit 100 Prozent Last zu betreiben.
Dimmbarkeit
Möchten Sie die Leuchte dimmen, muss auch der Trafo als dimmbar gekennzeichnet sein. Das Dimmen funktioniert übrigens mit konventionellen ebenso wie mit elektronischen Transformatoren.
In der Regel erfolgt bei Phasenanschnittdimmern eine Verbindung mit konventionellen Trafos, bei Phasenschnittdimmern mit elektronischen Trafos. Es gibt auch Universaldimmer, bei denen die Unterscheidung keine Rolle spielt.
Verwendungszweck des Trafos
Gegebenenfalls benötigt der Trafo zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen. Dazu gehören z.B. ein Überlastungsschutz oder ein Kurzschlussschutz. Beim Kontakt mit entflammbaren Materialien muss der Trafo ebenfalls spezielle Sicherungen besitzen.
In diesem Zusammenhang spielen auch die Schutzklassen und IP Kennzahlen des Trafos eine Rolle:
Schutzklasse I
Alle elektrisch leitfähigen Trafogehäuseteile sind mit dem Schutzleitersystem verbunden.
Schutzklasse II
Trafo besitzt eine verstärkte Isolierung zwischen Netzstrom und Ausgangsspannung.
IP Kennzahlen
Sie zeigen an, inwieweit der Transformator vor Einflüssen durch Wasser oder Schmutz geschützt ist. Für den Außeneinsatz sollte das Gerät mindestens IP65 besitzen, für den Inneneinsatz reicht IP 20.
Trafo beim Umstieg auf LED
Beim Wechsel auf LED müssen alle Komponenten miteinander kompatibel sein. Die Sparsamkeit der LED kann Probleme mit dem vorhandenen Trafo verursachen, weil dessen Grundlast ggf. nicht erfüllt wird. Die Inkompatibilität ist erkennbar an flackernden Lampen, zu schwach oder gar nicht leuchtenden Lampen.
Sie müssen demnach beim Kauf die Wattzahl des Trafos berücksichtigen. Dabei gilt:
Für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Leuchten muss die Gesamt-Wattzahl aller angeschlossenen Lampen in der Spannbreite der Grundlast liegen.
Ausführlichere Informationen Trafo für LED Beleuchtungen finden Sie im Artikel LED Trafo.