Warum ist der Magnetisierungsstrom im Transformator nicht sinusförmig?

Der Magnetisierungsstrom in einem Transformator ist aufgrund der nichtlinearen Natur des Magnetkerns des Transformators nicht sinusförmig. Das Kernmaterial weist eine nichtlineare B-H-Charakteristik (magnetische Flussdichte versus magnetische Feldstärke) auf, was bedeutet, dass mit zunehmender magnetischer Feldstärke der magnetische Fluss nicht proportional zunimmt. Diese Nichtlinearität führt zu einer Verzerrung des Magnetisierungsstroms, was zu einer Wellenform führt, die von einer reinen Sinuswelle abweicht.

Die Stromwellenform ist in der BH-Kurve nicht sinusförmig, da die Beziehung zwischen magnetischer Flussdichte und magnetischer Feldstärke im Kernmaterial nicht linear ist. Wenn eine Wechselspannung angelegt wird, führt das variierende Magnetfeld dazu, dass sich der Kern durch seine Hystereseschleife bewegt, die keine gerade Linie ist. Dies führt zu einem Magnetisierungsstrom, der Oberwellen enthält und von einer reinen Sinuswellenform abweicht.

Der Leerlaufstrom in einem Transformator ist nicht sinusförmig. Im Leerlauf wird der vom Transformator aufgenommene Strom, der sogenannte Magnetisierungsstrom, hauptsächlich zur Magnetisierung des Kerns verwendet. Aufgrund der nichtlinearen Magnetisierungseigenschaften des Kernmaterials ist dieser Magnetisierungsstrom verzerrt und enthält harmonische Komponenten, sodass er nicht sinusförmig ist.

Der Magnetisierungsstrom in einem Transformator ist der Strom, der erforderlich ist, um den magnetischen Fluss im Kern aufzubauen. Es ist auch dann vorhanden, wenn an der Sekundärwicklung keine Last angeschlossen ist. Dieser Strom kompensiert die Kernverluste und hält das für den Transformatorbetrieb notwendige Magnetfeld aufrecht. Aufgrund der nichtlinearen Eigenschaften des Kerns enthält der Magnetisierungsstrom typischerweise harmonische Komponenten und ist nicht sinusförmig.

Beim Leerlauftest eines Transformators ist der beobachtete Strom aufgrund der nichtlinearen magnetischen Eigenschaften des Kerns nicht sinusförmig. Bei diesem Test arbeitet der Transformator ohne Last und der Primärstrom besteht hauptsächlich aus dem Magnetisierungsstrom. Das nichtlineare B-H-Verhältnis des Kernmaterials führt zu einer harmonischen Verzerrung des Magnetisierungsstroms, was zu einer nicht-sinusförmigen Wellenform führt.