Rekenen aan de transformator Klik op het onderdeel

Rekenen aan de transformator Klik op het onderdeel waarvan je meer wil weten - Overzetverhouding - Omzetten van spanning Omzetten van stroom - Omzetten van vermogen Als je het niet helemaal meer weet… hier nog wat voorgaande lessen - Opbouw van de transformator - Transformator en magnetisme - Opwekken en omzetten van spanning

Overzetverhouding § Met fietsen wordt de kracht én het toerental van je trappers overgebracht naar je wiel via tandwielen en de ketting. § De verhouding tussen het aantal tanden is de overzetverhouding. § Bij een Trafo is de verhouding van het aantal windingen de overzetverhouding

Overzetverhouding n is het aantal windingen. n 1 is de ingang van de trafo n 2 is de uitgang van de trafo

Overzetverhouding § Hier is de overzetverhouding n 1 : n 2 = 7 : 5

Overzetverhouding § Hier is de overzetverhouding n 1 : n 2 = 20 : 8

Overzetverhouding § Hier is de overzetverhouding n 1 : n 2 = 8 : 4

Overzetverhouding § Hier is de overzetverhouding n 1 : n 2 = 7 : 5 § Hier is de overzetverhouding n 1 : n 2 = 20 : 8 § Hier is de overzetverhouding n 1 : n 2 = 8 : 4

Omzetten van spanning § Spanning = druk § In het voorbeeld van de fiets is dit de kracht op je pedalen. § In deze voorbeelden neemt de kracht aan de uitgang af.

Omzetten van spanning met de overzetverhouding § n 1 = 8 windingen § n 2 = 4 windingen § Uuit = Uin x (n 2: n 1) § Invullen overzetverhouding n 2: n 1 = 4: 8 = 0, 5 § Uuit = Uin x 0, 5 De uitgangsspanning halveert!

Omzetten van spanning met de overzetverhouding Invullen Als het aantal Overzetverhouding windingen aan de uitgang minder is, n 2: nwordt 1 = 4: 16 = 0, 25 de uitgangsspanning kleiner! Uuit = Uin x 0, 25 De uitgangsspanning wordt 4 x kleiner!

Omzetten van spanning met de overzetverhouding Wordt de Uitgangsspanning kleiner of groter? Groter Kleiner

Omzetten van spanning Wordt de Helaas! Uitgangsspanning De spanning aan de uitgang kleiner of groter? is lager dan aan de ingang. Het aantal windingen aan de uitgang is óók lager dan aan de ingang.

Omzetten van spanning met de overzetverhouding Invullen Overzetverhouding n 2: n 1 = 6: 8 = 0, 75 Uuit = Uin x 0, 75 De uitgangsspanning wordt kleiner. Goed!

Overzetverhouding berekenen met de in en uitgangsspanning § Je kan ook de overzetverhouding berekenen met de ingang en uitgangsspanning. § Dit wil niet zeggen dat je weet hoeveel windingen de spoelen hebben! § Als je de overzetverhouding hebt én het aantal windingen van 1 van de spoelen, kun je het aantal windingen van de andere spoel berekenen. Een voorbeeld

Overzetverhouding berekenen met de in en uitgangsspanning Uuit = Uin x (n 2: n 1) n n 23 V = 230 V x ( 2: 1) n n (n 2: n 1) = 0, 1 n 1= n 2 : 0, 1 = 40 ( 2: 1) = 23 V / 230 V

Overzetverhouding berekenen met de in en uitgangsspanning Uuit = Uin x (n 2: n 1) n n 23 V = 230 V x ( 2: 1) n n (n 2: n 1) = 0, 1 n 1= n 2 : 0, 1 = 40 ( 2: 1) = 23 V / 230 V

Omzetten van stroom § Stroom is verplaatsing § In het voorbeeld van de fiets is dit de snelheid waarmee je trapt. § In deze voorbeelden neemt de verplaatsing (stroom) aan de uitgang toe.

Omzetten van stroom met de overzetverhouding § n 1 = 8 windingen § n 2 = 4 windingen § Iuit = Iin x (n 1: n 2) De plaats van de windingen wisselt voor de stroom om!

Omzetten van stroom met de overzetverhouding § n 1 = 8 windingen § n 2 = 4 windingen § Iuit = Iin x (n 1: n 2) Als het aantal windingen aan de uitgang minder is, wordt de uitgangsstroom groter!

Omzetten van stroom met de overzetverhouding § n 1 = 8 windingen § n 2 = 4 windingen § Iuit = Iin x (n 1: n 2) § Invullen overzetverhouding n 1: n 2 = 8: 4 = 2 § Iuit = Iin x 2 De uitgangsstroom verdubbeld!

Omzetten van stroom met de overzetverhouding § n 1 = 8 windingen § n 2 = 4 windingen § Iuit = Iin x (n 1: n 2) § Invullen overzetverhouding n 1: n 2 = 8: 4 = 2 § Iuit = Iin x 2 De uitgangsstroom verdubbeld!

Omzetten van vermogen § In een berekening aan een ideale trafo is er geen verlies! § De energie die je er in stopt komt er ook weer uit. § Spanning en stroom kunnen NOOIT beide tegelijk groter worden!

Omzetten van vermogen § Als de snelheid toe neemt, neemt de kracht af. o Denk aan hard fietsen, achter een klein tandwiel. § Als de kracht toe neemt, neemt de snelheid af. o Denk aan bergop rijden, achter een groot tandwiel.

Omzetten van vermogen § Pin = Puit § Uin x Iin = Uuit x Iuit § Vb: Uin = 230 V, Uuit = 23 V, Iuit = 1 A Iin = Uuit x Iuit / Uin = Iin = 23 x 1 / 230 = 0, 1 A Spanning wordt kleiner, stroom wordt groter.

Omzetten van vermogen § Pin = Puit § Uin x Iin = Uuit x Iuit § Vb: Uin = 230 V, Uuit = 23 V, Iuit = 1 A Iin = Uuit x Iuit / Uin = Iin = 23 x 1 / 230 = 0, 1 A Spanning wordt kleiner, stroom wordt groter.

Een Transformator bestaat minstens uit 2 spoelen Primair = Ingang Secundair = Uitgang De primaire spanning is vaak 230 V De secundaire spanning is vaak laag

De meeste transformatoren zijn niet uitgevoerd met 2 losse spoelen. In plaats daarvan zijn de spoelen over elkaar heen gewikkeld. Om de trafo heen zit ook staal om het magnetische veld buitenom beter te geleiden (minder verlies).

Het staal bestaat uit plaatjes met isolatie ertussen om wervelstromen te voorkomen. Dit staal pakket heet een blikpakket.

Het staal bestaat uit plaatjes met isolatie er tussen om wervelstromen te voorkomen. Dit staal pakket heet een blikpakket.

Een spoel wordt een grote magneet als we er spanning opzetten. N S Samen vormen de velden rond de draden één groot veld

Een spoel wordt een grote magneet als we er spanning opzetten. N S Samen vormen de velden rond de draden één groot veld

Als we een kern van staal in de spoel stoppen wordt deze magnetisch N S

Als we de + en de – omdraaien, draait ook het magnetische veld om S N

Bij een U kern wordt ook het stuk staal buiten de spoel magnetisch S N

Als je nu ook een spoel om de andere poot schuift heb je weer een spoel met een magnetisch veld S N

Bij een gelijkspanning ontstaat er wel een magnetisch veld maar verder gebeurt er niets. Maar zet je een wisselspanning op de eerste spoel dan zal er een wisselend magnetisch veld ontstaan S N Door inductie zal er dan inductiespanning ontstaan in de tweede spoel

Als je de U kern dicht legt kan het magnetische veld beter rond waardoor er een beter rendement ontstaat. (minder verlies magnetisch veld) De spoel waar we de spanning op zetten heet de primaire spoel N S De spoel waar we de spanning afhalen heet de primaire spoel

Als je de U kern dicht legt kan het magnetische veld beter rond waardoor er een beter rendement ontstaat. (minder verlies magnetisch veld) De spoel waar we de spanning op zetten heet de primaire spoel N S De spoel waar we de spanning afhalen heet de primaire spoel

Opwekking van spanning S Alleen spanning TIJDENS de beweging N • Magneet, beweegt de spoel in • Het magnetisch veld in de spoel neemt toe • Spoel wekt een spanning op

Opwekking van spanning • Magneet, beweegt de spoel uit • Het magnetisch veld in de spoel neemt af Alleen spanning TIJDENS de beweging S • Ook nu wekt de spoel een spanning op N

Bij tegengestelde beweging is de opgewekte inductie spanning ook tegengesteld S N

We weten nu dat je een wisselspanning opwekt met een wisselend magnetische veld in een spoel. Maar het werkt ook andersom! Up = 230 V Us=115 V 3: Dit wisselend magnetisch veld wekt in de andere spoel 1: De wisselspanning op weer een de spoel wekt een wisselend magnetisch 2: Het wisselend wisselspanning magnetisch veld gaat op. veld op. door de kern.

Inductiespanning is altijd een wisselspanning Up Spanning primair Us Spanning secundair Up = de spanning die je er opzet Us = de spanning die je er afhaalt

De spanning verandering hangt af van de verhouding tussen het aantal wikkelingen Np Ns Up Spanning primair wikkelingen secundair wikkelingen primair = Us Spanning secundair

Reken voorbeeld Ns = 4 Us = ? ? ? Np = 8 Up = 230 V wikkelingen primair = wikkelingen secundair

Reken voorbeeld Ns = 4 Np = 8 115 V Us = ? ? ? Up = 230 V wikkelingen primair = wikkelingen secundair Us Us == 115 ? ? ? V

Je kunt met een transformator de spanning verlagen, maar ook vergroten Up Us Transformator die de spanning verlaagt Up Us Transformator die de spanning verhoogt Maar !!

Je verliest aan stroom wat je aan spanning verdient Bij een ideale transformator (een transformator Daar waar stroom door een draadzonder gaat isverlies) er sprake van energieverlies in de vormwat van je warmteontwikkeling Is het vermogen er in stopt het zelfde als het vermogen watniet. er Er uitis komt. Dus de ideale transformator bestaat altijd verlies maar dat verwaarlozen we nu. Pp = Ps

Je verliest aan stroom wat je aan spanning verdient P p = Up X Ip P s = Us U p X Ip = U s X Is

Je verliest aan stroom wat je aan spanning verdient P p = Up X Ip P s = Us U p X Ip = U s X Is

Bronnen § § § www. exploratorium. edu www. schmidbauer. net http: //nl. wikipedia. org/ www. lichtconsult. nl www. physclips. unsw. edu. au

© A. A. M. Schilders, H. H. T. J. M. Doedee, P. P. A. Siroen 2008 Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar worden gemaakt door middel van druk, fotokopie of op andere wijze ook, zonder voorafgaande toestemming van de uitgever. De uitgever kan niet aansprakelijk worden gesteld voor persoonlijke of materiële schade, veroorzaakt door onjuistheden in deze uitgave. Intellectuele eigendomsrechten: In deze lesstof bevatten elementen waarop intellectuele eigendomsrechten van derden rusten, te denken is onder andere aan: logo’s, teksten, beelden, tekeningen, animaties, foto’s en grafische vormgeving. Mede om de belangen van derden te beschermen is de inhoud van deze lesstof alleen bestemd voor persoonlijk, informatief en niet commercieel gebruik conform de educatieve doelstelling. Voor elk ander gebruik is vooraf uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van de auteur vereist.