TurnsVerhältnis

TurnsVerhältnis, oder Windungsverhältnis, bezeichnet das Verhältnis der Anzahl der Wicklungen (Turns) in zwei gegenüberliegenden Spulen eines Transformators oder gekoppelter Spulen. In der Praxis wird es oft als a = N_p/N_s angegeben, wobei N_p die Zahl der Windungen der Primärspule und N_s die der Sekundärspule ist. Das Verhältnis bestimmt, wie eine elektrische Größe zwischen den Spulen skaliert wird.

Im idealen Transformator gilt V_p/V_s = N_p/N_s = a; damit ergibt sich I_p/I_s = -N_s/N_p = -1/a; die Vorzeichen zeigen eine Phasenverschiebung, in der Praxis meist nur die Beträge betrachtet werden.

Die Lastimpedanz Z_L, die an der Sekunde angeschlossen ist, wird auf die Primärseite mit Z_in = a^2 Z_L übertragen. Allgemein bedeutet eine Änderung des Windungsverhältnisses eine entsprechende Transformation von Spannungen, Strömen und Impedanzen zwischen den Spulen.

Nicht-ideale Faktoren wie Wicklungswiderstände, Kopplungsverluste, Leckinduktivität und Kernverluste führen zu Abweichungen von der idealen Transformatorgleichung. Außerdem beeinflussen Frequenz, Magnetisierung und Bauform die tatsächliche Leistungsübertragung. In der Praxis wird das TurnsVerhältnis daher als grober Richtwert genutzt, während Spezifika durch Messungen und Modellierung berücksichtigt werden.

Anwendungen finden sich in Netz- und Leistungstransformatoren, Audio- und Impedanzanpassungstransformatoren sowie in vielen Feldstärken- und Messaufbauten. Das Verhältnis bestimmt maßgeblich, ob ein Signal step-up oder step-down wird und wie Impedanzen zwischen Quell- und Lastseite reflektiert werden.