Primärstrom

Primärstrom bezeichnet in der Elektrotechnik den Strom, der durch die Primärseite eines elektrischen Bauelements fließt. Am häufigsten bezieht sich der Begriff auf den Strom in der Primärwicklung eines Transformators. Er steht im Zusammenhang mit dem Sekundärstrom, der auf der Ausgangsseite fließt, und bestimmt maßgeblich die Leistungsübertragung sowie Wärmeentwicklung im Bauteil.

In Transformatoren gilt das Prinzip der Leistungsübertragung. Für einen idealen Transformator gilt V1/V2 = N1/N2 und I1/I2 = -N2/N1, so dass P1 ≈ P2. Der Primärstrom setzt sich aus dem Laststrom der Sekundärseite (reflektiert durch das Verhältnis der Windungen) und einem zusätzlichen Magnetisierungsstrom zusammen, der durch die Magneteinduktivität des Kerns erzeugt wird. Unter Last entspricht I1 dem reflektierten Sekundärstrom, während der Magnetisierungsstrom auch im Leerlauf vorhanden bleibt.

Bei Leerlauf entsteht Magnetisierungsstrom I_m, der den Kernfluss erzeugt. Unter Last steigt der Primärstrom entsprechend der Belastung; die Eingangsimpedanz Zin des Transformators wird durch Zin = (N1/N2)^2 ZL bestimmt, wodurch I1 = V1 / Zin. In realen Transformatoren werden Kupferverluste, Kernverluste und Leckageinduktanzen berücksichtigt, wodurch I1 leicht von der idealen Beziehung abweicht.

Praxis und Messung: Der Primärstrom wird in Netz- und Schaltanlagen oft mit Zählern oder Schutzrelais gemessen und dient der Leistungsüberwachung, dem Schutz und der Steuerung. In der Auslegung berücksichtigt man nominelle Primärströme, Einschaltströme und den Bedarf an Kühlung, da erhöhte Ströme Wärme erzeugen.