Transcript De transformator Klik op het onderdeel waarvan je meer wil weten - De spoel De transformators Opwekken en omzetten van spanning Magnetische Flux Ideale spoel.

De transformator
Klik op het onderdeel waarvan je meer wil weten
-
De spoel
De transformators
Opwekken en omzetten van spanning
Magnetische Flux
Ideale spoel
De spoel
De spoel
Als er stroom door een draad
van je af gaat geef je dit aan
met een kruis
Denk hierbij aan een
dartpijl
Pijl van je af zie je een
kruis.
Pijl naar je toe zie je
de punt.
Als de stroom door een draad naar je
toe komt geef je dit aan met een punt
De spoel
Om een draad waar stroom door gaat ontstaat een magnetisch veld
Stroom van je af:
magnetisch veld rechts om
Stroom naar je toe:
magnetisch veld links om
De spoel
De stroom in de draad boven gaat van je af
De stroom in de draad onder komt naar je toe
De spoel wordt één grote magneet
N
S
Samen vormen de velden rond de draden
één groot veld
De spoel wordt een grote magneet
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 een kern van staal in de spoel
stoppen wordt deze magnetisch
N
S
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, draaid
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 veldt
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
De meeste transformatoren zijn niet uitgevoerd met twee
losse spoelen maar 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 er tussen 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.
Opwekking van spanning
S
Alleen een 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 een 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
S
N
We weten nu dat je een wissel spanning opwekt
met een wisselend magnetische veld in een spoel.
Maar het werkt ook andersom.
Up = 230 V
Door een wisselspanning
op een spoel te zetten
wek je een wisselend
magnetisch veld op.
Us=115V
Dit wisselend
magnetisch
veld wekt in de
andere spoel
weer een
wisselspanning
op.
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
Us
wikkelingen
secundair
wikkelingen
primair
Np
Ns
=
Up
Us
Spanning
secundair
Reken voorbeeld
Ns = 4
Us = ???
Np = 8
Up = 230 V
wikkelingen
primair
N
8p
N
4s
=
wikkelingen
secundair
U
230pv
Us
Reken voorbeeld
Ns = 4
Np = 8
115 V
Us = ???
Up = 230 V
wikkelingen
primair
8
4
=
230p
U
Us
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 Eruitis komt.
Dus de ideale
transformator
bestaat
altijd verlies
maar dat verwaarlozen we nu.
Pp
=
Ps
Je verliest aan stroom wat je aan
spanning verdient
Pp = Up
X Ip
Ps = Us
Up X Ip = Us X Is
X Is
Je verliest aan stroom wat je aan
spanning verdient
Pp = Up
X Ip
Ps = Us
Up X Ip = Us X Is
X Is
Het magnetische veld noemen we de magnetische
flux aangegeven met de Griekse letter Ф
Ф
(fie)
Meer stroom door de spoel dan zal de
magnetische flux Ф ook groter worden.
I
Ф
Veldsterkte en stroom bij een spoel aangesloten op een
wisselspanning
Meer stroom door de spoel dan zal de
magnetische flux Ф ook groter worden.
Ф
I
Veldsterkte en stroom bij een spoel aangesloten op een
wisselspanning
Meer stroom door de spoel dan zal de
magnetische flux Ф ook groter worden.
Ф
I
Veldsterkte en stroom bij een spoel aangesloten op een
wisselspanning
De ideale spoel
Met een ideale spoel bedoelen we een spoel die
waarvan de draad geen weerstand heeft. Dit
bestaat natuurlijk niet maar om het nu niet te
moeilijk te maken doe je of de weerstand van
de draad 0 Ω is
Een spoel wordt een grote magneet als
we er spanning opzetten.
N
S
Samen vormen de velden rond de draden
één groot magnetisch veld
Als we er een wisselspanning
opzetten zal het magnetische veld in
de spoel ook wisselen
Telkens als het magnetische veld
wisselt zal er een inductiespanning
worden opgewekt in de spoel die de
aangesloten spanning tegenwerkt.
Hoe dit werkt gaan we nu bekijken.
Als de verandering van het magnetische veld binnen een
bepaalde tijd (t) groot is dan zal ook de inductiespanning
(El) groter zijn.
I
t
El
verandering
t
verandering
Ф
Als veld Ф hoog is dan is de verandering klein
en is de opgewekte inductiespanning El klein.
Als veld Ф laag is dan is de verandering groot
en is de opgewekte inductiespanning El groot.
De inductiespanning El is tegengesteld aan spanning die hem
veroorzaakt. (werkt de oorzaak van zijn ontstaan tegen)
I
El
Ф
Als de netspanning positief is dan is de inductiespanning
negatief.
Als de netspanning negatief is dan is de inductiespanning
positief
We tekenen nu de spanning Ul die de inductiespanning El
opwekt. Volgens de wet van Lenz wekt een inductiespanning
de oorzaak van zijn ontstaan tegen.
Ul
Je ziet dat de I precies
90o is verschoven
φ= 90
o
I
El
Ul
I
Met El doen we
niets dus die
laten we verder
weg
El
De hoek die Ul met I maakt noemen
we de fase verschuiving
Ul
I
φ= 90
o
φ
I
De cos
van 90 o
is precies 0
Start animatie
Ul
Spanning en stroom bij een ideale spoel
I
φ= 90
o
Ul
Spanning en stroom bij een ideale spoel
I
φ= 90
o
Ul
Spanning en stroom bij een ideale spoel
I
φ= 90
o
Ul
Spanning en stroom bij een ideale spoel
I
φ= 90
o
Ul
Spanning en stroom bij een ideale spoel
I
φ= 90
o
Ul
Spanning en stroom bij een ideale spoel
I
φ= 90
o
Ul
Spanning en stroom bij een ideale spoel
I
φ= 90
o
Ul
Spanning en stroom bij een ideale spoel
I
φ= 90
o
Ul
Spanning en stroom bij een ideale spoel
I
φ= 90
o
Ul
De hoek die Ul met I maakt noemen
we de fase verschuiving
Ul
I
φ= 90
o
φ
I
De cos
van 90 o
is precies 0
Start animatie
Ul
Vermogen van een ideale spoel
P = U*I* cos φ = U*I*0 = 0
Ul
Ul
I
1.Een ideale spoel zet
geen energie om
o
φ= 90
2.Een ideale spoel neemt
vermogen op uit het net
Ien
geeft het ook weer
o
De cos φ van 90
terug aan het net.
is precies 0
Voor een ideale spoel geldt:
Ul de stroom ijlt Iprecies 90° na op
Ul
de spanning.
φ= 90
o
Een ideale spoel neemt
I
vermogen op en geeft het ook
weer terug aan het net.
Voor een ideale spoel geldt:
Ul de stroom ijlt Iprecies 90° na op
Ul
de spanning.
φ= 90
o
Een ideale spoel neemt
I
vermogen op en geeft het ook
weer terug aan het net.
© 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.