§ 1.1 De transformator

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

De transformator

(vervoeren van elektrische energie)

Wat kun je deze les leren?

• De transformator

• Een ideale transformator, het vermogen blijft gelijk.
  

• P =  U x I (herhaling)

​U​s​​​​U​p​​​​=​N​s​​​​N​p​​​​

Wat weet je al? (Kennen en Kunnen lijst)

• Voor het maken van elektrische stroom is een spoel en een (wisselend) magnetisch veld nodig (een draaiende magneet)
• Rond iedere magneet zit een magnetisch veld, en de veldlijnen lopen van noord naar zuid.
• Met elektrische stroom op een spoel kun je een elektromagneet maken.
• In een centrale wordt stoom gebruikt om een turbine (molen) te laten draaien. Hierdoor draait de magneet in de spoel (generator) en ontstaat er wisselstroom. 

Korte quiz.

Er volgen nu een paar quiz (meerkeuze) vragen.

Per vraag heb je 10 seconde om een goed antwoord in te vullen.

De vragen gaan over de tot dus ver behandelde stof.

Pak je laptop of je mobiel en zit klaar.

Hoeveel spanning levert het stopcontact?

1. 230 V
2. 220 V
3. 320 V
4. 12 V

Hoeveel Watt is 12 kW?

1. 12 000 W
2. 1 200 W
3. 120 W
4. 0,012 W

Hoe noemen we bij een windmolen de magneet en de spoel?

1. Turbine
2. Generator
3. Dynamo
4. Motor

Hoe wordt elektriciteit gemaakt? (herhaling)

Voor het maken van elektriciteit zijn twee dingen nodig:

1. Een spoel (rondgewikkeld metaaldraad liefst van koperdraad).

1. Een bewegende (ronddraaiende) magneet.

Beweging van de magneet                     elektrisch stroompje in de spoel.

Energie vervoeren

Hoogspanning

1

2

Elektriciteitcentrale

Transformators

380kV

10kV

230 V

Wat doet een transformator?

De spanning wordt omhoog of omlaag gebracht door een transformator.

De transformator maakt van 

normale spanning           hoogspanning. 

(20 000 V wordt 380 000 V  of andersom)

Transformator formule.

​U​S​​​​U​P​​​​=​N​S​​​​N​P​​​​

U = spanning in Volt (V)

N = aantal windingen

p = primair en s = secundair. 

Stel Up =100 V

Us = 20 V

Ns = 10 

Bereken Np

Verschillende trafo's

1

Hoe ziet een trafo er van binnen uit?

1

Wat doet een trafo?

Wisselspanning

Primaire spoel

1

Secundaire spoel

2

Primaire spoel

1

Secundaire spoel

2

P

P = vermogen = belangrijk!

Er loopt geen stroom van de linkerspoel naar de rechterspoel.

Wel wordt het magnetische veld doorgegeven.

2* zoveel wikkelingen aan de rechterkant.

Dus 2* zoveel energie wordt opgepikt oftewel spanning

Maar de stroom wordt 2* zo langzaam.

Korte quiz (vervolg).

Er volgen nu een paar quiz (meerkeuze) vragen.

Per vraag heb je 10 seconde om een goed antwoord in te vullen.

De vragen gaan over de tot dus ver behandelde stof.

Pak je laptop of je mobiel en zit klaar.

Wat is het symbool voor vermogen

1. P
2. U
3. I
4. E

Wat is hoogspanning?

1. De spanning door een stroomdraad die hoog boven de grond hangt
2. De spanning die groter is dan 10 000 Volt
3. De spanning van het stopcontact
4. De spanning tussen twee ruziënde ministers of presidenten

Wat is er nodig om elektrische stroom op te wekken?

1. spoel en een stroomdraad
2. warmte
3. een bewegende magneet en een spoel
4. een bewegende magneet

Waarom wordt elektrische stroom vervoerd bij een zo hoog mogelijke spanning?

1. Gewoon omdat het kan
2. Om de stroom zo snel mogelijk bij de huizen te krijgen
3. Dan ontstaat er meer elektrische energie
4. Dan is er minder energie verlies

Bij een elektriciteitscentrale wordt er warmte opgewekt.
Waarvoor wordt die warmte gebruikt?

1. Om stoom te krijgen
2. Om de magneet te laten draaien
3. Om de spoel te laten draaien
4. om koelwater te kunnen gebruiken

De ideale transformator (rekenen)

Bij een transformator kun je de spanning omhoog of naar beneden veranderen (transformeren).

Dit ligt aan het aantal windingen van de spoelen.

De spoel met de meeste windingen heeft ook de grootste spanning.

Het aantal windingen is evenredig met de spanning.

Heb je drie keer zoveel windingen dan is ook de spanning drie keer zo groot. (De helft van de windingen, de spanning ook de helft)

De ideale transformator (rekenen)

Maar ook het vermogen is voor beide spoelen hetzelfde.

​U​s​​​​U​p​​​​=​N​s​​​​N​p​​​​

P​p​​=P​s​​

U​p​​⋅I​p​​=U​s​​⋅I​s​​

De ideale transformator (rekenen)

Bereken de geleverde spanning bij een transformator.

(de geleverde spanning is de spaning van de secundaire spoel)

als de transformator op de primaire spoel 600 windingen heeft en op de secundaire spoel 30 windingen.

De transformator wordt aangesloten op 230 V (primaire spanning)

Bereken de stroomsterkte op de secundaire spoel als de primaire stroomsterkte 0,05 A was.

Bereken het vermogen. 

Wat heb je van deze les geleerd?

• De transformator.
• Up : Us = Np : Ns (omzetten naar verhoudingstabel)
• Een ideale transformator, het vermogen blijft gelijk.
• P =  U x I (herhaling)