vpro Transformator

Transformator

1 / 20

Slide 1: Slide

overigeMBOStudiejaar 2

This lesson contains 20 slides, with interactive quizzes and text slides.

Lesson duration is: 30 min

Items in this lesson

Transformator

Slide 1 - Slide

Transformator

Een transformator is een omzetter die een elektrische energie met een bepaalde spanningswaarde omzet in een elektrische

energie met een andere spanningswaarde.

Een transformator in zijn eenvoudigste vorm is opgebouwd uit drie onderdelen: een transformatorkern met daarop een

primaire wikkeling en een secundaire wikkeling (ook wel windingen genoemd).

Slide 2 - Slide

Amperewindingen

Het aantal ampèrewindingen (AW) van een spoel is bepalend

voor de magnetische kracht van die spoel. Je kunt dit berekenen door de stroom (I) te vermenigvuldigen met het aantal wikkelingen (n) van de spoel.

100 windingen 5A = 500AW

200 windingen 2A = 400AW

Slide 3 - Slide

Omzetverhoudingen

De transformatieverhouding is de verhouding tussen de primaire en secundaire spanning: U1/U2.

De wikkelingverhouding is de verhouding tussen het aantal primaire en secundaire wikkelingen:N1/N2

Bij een transformator is de transformatieverhouding gelijk aan de wikkelingverhouding

Slide 4 - Slide

Een transformator wordt aangesloten op een spanning van 230 volt. Het aantal primaire wikkelingen is 4.600. Het aantal secundaire wikkelingen is 480.
Welke secundaire spanning staat er op de uitgang van de transformator?

Slide 5 - Open question

Slide 6 - Slide

Een transformator wordt aangesloten op een spanning van
400 volt. De wikkelverhouding is 4 : 1.

Welke secundaire spanning staat er op de uitgang van de transformator?

Slide 7 - Open question

Slide 8 - Slide

Gebruik van transformatoren

om de spanning te verlagen
om de spanning te verhogen
om veilig te kunnen werken

Slide 9 - Slide

Verliezen

Bij de omzetting van energie ontstaan altijd verliezen.

Warmte is verlies. De warmte is te berekenen door de formule

De totale koperverliezen zijn dan te berekenen door:

I^{​ 2 ​ ​} \cdot R

P^{​ C u ​ ​} = (I^{​ 1 ​ ​})^{​ 2 ​ ​} \cdot R^{​ 1 ​ ​} + (I^{​ 2 ​ ​})^{​ 2 ​ ​} \cdot R^{​ 2 ​ ​}

Slide 10 - Slide

PCu = de koperverliezen in watt [W]

I1 = de primaire stroom in ampère [A]

I2 = de secundaire stroom in ampère [A]

R1 = de primaire ohmse weerstand in ohm [Ω]

R2 = de secundaire ohmse weerstand in ohm [Ω]

P^{​ C u ​ ​} = (I^{​ 1 ​ ​})^{​ 2 ​ ​} \cdot R^{​ 1 ​ ​} + (I^{​ 2 ​ ​})^{​ 2 ​ ​} \cdot R^{​ 2 ​ ​}

Slide 11 - Slide

Totale verliezen

In de kern van de transformator ontstaan verliezen doordat het

magnetisch veld door het kernmateriaal loopt. Net als bij verliezen van de elektrische stroom door een elektrische weerstand, heb je hier te maken met een magnetische stroom door een magnetische weerstand. Deze verliezen noem je de ijzerverliezen. (Pfe)

Slide 12 - Slide

Het totale verlies van een transformator is dus:

Pverlies = PCu + PFe

waarin:

Pverlies = het totale verlies in watt (W)

PCu = het koperverlies in watt (W)

PFe = het ijzerverlies in watt (W)

Slide 13 - Slide

De algemene formule voor de vermogensbalans luidt dan ook:

Pafgegeven = Ptoegevoerd - Pverlies

waarin:

Pafgegeven = het afgegeven vermogen in watt (W)

Ptoegevoerd = het toegevoerde vermogen in watt (W)

Pverlies = het totale verlies in watt (W)

De warmteontwikkeling is afhankelijk van het vermogen en de tijd. Hoe

langer er vermogen verloren gaat, des te meer warmte wordt er ontwikkeld.

De formule voor het warmteverlies luidt:

Wverlies = Pverlies × t

waarin:

Wverlies = het warmteverlies in joule (J) of wattseconde (W∙s)

Pverlies = het totale verlies in watt (W)

t = de tijd in seconden (s)

Slide 14 - Slide

Een transformator moet een halfuur lang 500 watt leveren aan
een apparaat. Tijdens de omzetting gaat 35 watt verloren.
a. Hoeveel vermogen moet de transformator opnemen?

Slide 15 - Open question

Een transformator moet een halfuur lang 500 watt leveren aan
een apparaat. Tijdens de omzetting gaat 35 watt verloren.

Hoeveel warmte wordt er ontwikkeld?

Slide 16 - Open question

Het verlies van een omzetter zegt op zich niet zoveel. Wanneer een grote omzetter 100 watt aan verlies heeft, kan dit in verhouding weinigzijn ten opzichte van een kleine omzetter met vijf watt verlies. Het gaat erom hoeveel het verlies is ten opzichte van het totaal.

Een goede vergelijking voor het relatieve verlies van een omzetter is het

rendement. Het rendement wordt gegeven als:

waarin:

η = het rendement in %

Pafgegeven = het afgegeven vermogen in watt (W)

Ptoegevoerd = het toegevoerde vermogen in watt (W)

η = \frac{​ P ^{​ a f g e g e v e n ​ ​} ​ ​}{​ P ^{​ t p e g e v o e r d ​ ​} ​} \cdot 100

Slide 17 - Slide

Een transformator moet een halfuur lang 500 watt leveren aan
een apparaat. Tijdens de omzetting gaat 35 watt verloren.
Bereken het rendement van de transformator