Spoelen en Transformators hoofdstuk 9 + 10

Wederzijdse Inductie
Vertoog boek
Spoelen en Transformatoren 
Hoofdstuk 9 + 10
1 / 35
suivant
Slide 1: Diapositive
ElektrotechniekMBOStudiejaar 3

Cette leçon contient 35 diapositives, avec quiz interactifs et diapositives de texte.

time-iconLa durée de la leçon est: 90 min

Éléments de cette leçon

Wederzijdse Inductie
Vertoog boek
Spoelen en Transformatoren 
Hoofdstuk 9 + 10

Slide 1 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Leerdoelen
  1. Wat voor invloed heeft het aantal Windingen : N bij een
      transformator.
  2. Wat is de verhouding tussen de
       Spanning : U en de Stroom : I bij een transformator.
  3. Hoe bereken je de Primaire en Secondaire Impedantie : Z
  4. Hoe bereken je verliezen of het rendement bij een
       transformator.

Slide 2 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Het aantal windingen bij een Spoel geven we aan met de letter ?
A
H
B
N
C
B
D
P

Slide 3 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

Eerst tijd voor een Filmpje !!!
De transformator hoe zit dat nu precies ?

Slide 4 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Een Transformator heeft primair 1000 wikkelingen en secundair 100 wikkelingen.
Als op de primaire wikkeling 230V~ staat, hoeveel is de Spanning dan op de Secundaire zijde?
A
230V~
B
23V~
C
2300V~
D
0V~

Slide 5 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

uitwerking v.d. vraag
Up/Us = Np/Ns   of    U1/U2 = N1/N2    

U1 = 230V~
N1 = 1000 windingen
N2= 100    windingen.
Dus U2 = 100/1000 x U1 = 0,1 x 230 = 23V~

Je zou ook kunnen zeggen: 
De secondaire windingen zijn 10 keer zo laag als de primaire windingen, dus de secundaire spanning is daarom ook 10 keer zo laag als de primaire spanning.

Slide 6 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Een Transformator heeft primair 600 wikkelingen en secundair 1045 wikkelingen.
Als op de primaire wikkeling 230V~ staat, hoeveel is de Spanning dan op de Secundaire zijde?
A
380V~
B
40V~
C
400V~
D
580V~

Slide 7 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

Lucht Spoel
 
alle veldlijnen lopen  door de lucht in de spoel en daarna door de lucht buiten de
spoel
Buiten de spoel waaieren ze uit
Spoel met ijzeren kern

De veldlijnen volgen het ijzer
en gaan er (nagenoeg) geen veldlijnen door de lucht.

Slide 8 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions






Magnetische veldsterkte bij een
Luchtspoel
H = de veldsterkte van de spoel (A/m)
l = de lengte van de spoel (meter)
N = aantal wikkelingen
I = de stroom door de spoeldraad 

.




Magnetische veldsterkte bij een IJzeren kern
H = de veldsterkte van de spoel (A/m)
l = de lengte van de kern (meter)
N = het aantal windingen
I = de stroom door de spoeldraad
H=lIN

Slide 9 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions


Welk antwoord is juist ?
A
H=IlN
B
H=NIl
C
H=INl
D
H=lIN

Slide 10 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

                           Fluxdichtheid

H = magnetische veldsterkte met de eenheid            A/m (Ampère per meter)
B = fluxdichtheid met de eenheid T
        (Tesla = Weber per vierkante meter)
µ = de totale permeabiliteit met de eenheid                Tm/A(Tesla-meter per Ampère) of
        H/m (Henry per meter)





 


          



                is afhankelijk van het kern materiaal 
                is een vaste waarde voor een 
                lucht spoel
B=Hμ
μ=μ0μr
μ0=4π107
μr
H=lIN
μ0

Slide 11 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions


Welk antwoord is juist ?
A
B=μ0H
B
B=Hμ0μr
C
B=Hμ0
D
B=Hμr

Slide 12 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

Koper verliezen
Lees nu hoofdstuk 10.0 tm 10.2 van het Vertoogboek door 
(Velden en Verliezen)
blz. 72 + 77
Je hebt hier 10 minuten voor.


timer
10:00

Slide 13 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Een Vraag ?
Waardoor ontstaan de KOPER verliezen
bij een transformator?

Slide 14 - Carte mentale

Cet élément n'a pas d'instructions

Waardoor worden de verliezen in de SPOEL het meest bepaald?

A
De spanning op de spoel
B
Het materiaal van de kern
C
De stroom door de Spoel.
D
De weerstand van de Spoel.

Slide 15 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

uitwerking v.d. vraag

P-verlies (cu)  =                                          Dus ook  

Hieruit blijkt dat vooral de stroom door de spoel en de ohmse weerstand veel invloed hebben op het verlies in de Primaire en Secundaire windingen van de transformator. 
En met name de stroom, als deze 2x toeneemt, wordt het verlies 4x zo hoog.  

P=UI
P=I2R

Slide 16 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Magnetische verliezen
Lees nu hoofdstuk 10.3 tm 10.6 van het Vertoogboek door 

blz. 77 + 78
Je hebt hier 10 minuten voor.


timer
10:00

Slide 17 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Waardoor worden de verliezen in de KERN het meest bepaald?

A
Door de verzadiging van de kern. (eddy currents)
B
Door de wervelstromen in de kern.
C
Door de wervelstromen in de spoel.
D
Door het Hysteresis effect.

Slide 18 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

Verliezen bij een Transformator ontstaan door: 
1. Koper verliezen: 
Het draad van de Spoelen heeft een bepaalde weerstand en hierdoor ontstaan er verliezen in de vorm van bijvoorbeeld warmte.
2. IJzer verliezen:
- Magnetiserings verliezen:
   De magnetiseerbare deeltjes in de IJzerkern moeten steeds van veld verwisselen, dit kost ook
   een klein beetje energie waardoor er een verlies optreed. Dit noemen we Hysteresisverlies.
- Wervelstroom verliezen:
   Door het wisselend magnetisch veld ontstaat "in de kern zelf" ook kleine stroompjes.
    Dit noemen we wervelstroompjes of "eddy currents" en hierdoor ontstaan ook weer kleine
    verliezen.

Slide 19 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

  • Hoe bepalen we nu de verliezen van een transformator ?

  • Of anders gezegd het rendement van een transformator ?

  • Door middel van een meet proef kunnen we het rendement bepalen (meten).

  • Of door middel van complexe berekeningen maar dat gaan wij hier NIET doen.

Slide 20 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Het totale verlies / rendement bepalen
Lees nu hoofdstuk 10.7 tm 10.11 door van het Vertoogboek 

Je hebt hier 10 minuten voor.


timer
10:00

Slide 21 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

        %           
Uit deze meting blijkt dat het rendement 
van deze transformator is ?                            

=   ?                                              
η=PpPs100
η=PpPs100

Slide 22 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Uit de meting van de vorige slide blijkt dat het opgenomen vermogen aan de primaire zijde 379- Watt is en
aan de secundaire zijde 338 Watt wordt afgenomen.

Hoeveel is nu het rendement van deze transformator?

A
Rendement = 93%
B
Rendement = 98%
C
Rendement = 100%
D
Rendement = 89%

Slide 23 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

Uit de meting blijkt dat
Aan de primaire kant de Stroom 2,58 A is en de spanning is 231 V

Aan de secundaire kant de stroom 2,6 A is en de spanning 233 V is.

Wat is nu het "blind" vermogen aan de primaire en secundaire kant?
A
P primair = 605 W P secundair = 596 W
B
P primair = 379 W P secundair = 338 W
C
P primair = 596 W P secundair = 605 W
D
P primair = 338 W P secundair = 379 W

Slide 24 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

Uit de meting blijkt dat
Het blind vermogen primaire is 596 W, de stroom 2,58 A
Het blind vermogen secundair is 605 W, de stroom 2,60 A

Wat is nu Z aan de primaire en secundaire kant?
(P=U x I en U= I x R)
A
Z primair = 89,49 Ω Z secundair = 89,53 Ω
B
Z primair = 231 Ω Z secundair = 233 Ω
C
Z primair = 89,53 Ω Z secundair = 89,49 Ω
D
Z primair = 233 Ω Z secundair = 231 Ω

Slide 25 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

uitwerking v.d. vraag
                                      EN                                          DUS
                                             
                                            DUS

   Pp = 597 W , Ip = 2,58 A dus R = 597 / (2,58 x 2,58) = 89,53 Ω
   Ps = 605 W , Ip = 2,60 A dus R = 605 / (2,60 x 2,60)  = 89,49 Ω

Omdat we hier rekenen met het blind vermogen of schijnbaar vermogen  , 
berekenen we dus de totale impedantie Z uit aan de primaire en secundaire zijde.


P=I2R
R=I2P
P=IU
U=IR
P=I(IR)

Slide 26 - Diapositive

Dit moet nog verder uitgewerkt worden

De nullast proef (10.8)
  • De transformator wordt hierbij ALLEEN aangesloten aan de primaire zijde
      met de spanning waar hij voor gemaakt is.  (de nominale spanning). 
  • Hierdoor loopt er nagenoeg geen stroom door de primaire spoel en
      kunnen we de ohmse weerstand verwaarlozen. 
  • We hebben nu alleen te maken met IJzer verliezen en Reactantie
      verliezen van de Spoel R(fe) en X(h).
  • Door de Spanning, Stroom en Faseverschuiving te meten kunnen we   deze verliezen meten. (2e schema op blz. 79).

Slide 27 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

De kortsluitproef (10.9)
  • De transformator wordt hierbij secundair kortgesloten.
  • Daarna wordt de spanning aan de primaire kant langzaam opgevoerd,
      totdat aan de secundaire kant de maximaal toegestane stroom gemeten
      wordt (de nominale secundaire stroom).
  • We hebben nu nagenoeg ALLEEN te maken met de Koper verliezen 
      van beide Spoelen (zowel primair en secundair).
  • Door de Spanning, Stroom en Faseverschuiving te meten kunnen we   deze verliezen meten. (2e schema op blz. 80).

Slide 28 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

De kortsluitproef (10.9)
  • Door de (met de proef) gemeten spanning aan de primaire zijde te delen met de normaal aangesloten spanning  (nominale primaire spanning) wordt aangegeven hoeveel procent deze van de normale spanning is.

u = U meting / U nominaal X 100%


Slide 29 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Vragen ?

Slide 30 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Einde v.d. Les

Slide 31 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Materiaal voor later !

Alles vanaf hier is mogelijk handig voor een andere les.
Dus materiaal "under construction".

Slide 32 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Reactantie
Een zuivere spoel heeft geen weerstand. Wanneer een spoel wordt aangesloten op een wisselspanning wordt een magnetisch veld opgebouwd en afgebouwd. Dit zorgt voor een weerstandswerking die we "Reactantie" noemen
De reactantie is afhankelijk van de zelfinductie en de frequentie van de stroom
XL=2πfL

Slide 33 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Van een spoel is gegeven:
N = 250 l = 24 cm
A = 2 cm² µ0 = 4 · π · 10-7 H/m
µr = 24000 f = 50 Hz
Bereken de reactantie
A
2364 Ω
B
148 Ω
C
295,6 Ω
D
591 Ω

Slide 34 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

uitwerking v.d. vraag
                                      EN                                          DUS
                                             
                                            DUS

   Pp = 597 W , Ip = 2,58 A dus R = 597 / (2,58 x 2,58) = 89,53 Ω
   Ps = 605 W , Ip = 2,60 A dus R = 605 / (2,60 x 2,60)  = 89,49 Ω

Omdat we hier rekenen met het blind vermogen berekenen wij nu dus de totale impedantie Z uit


P=I2R
R=I2P
P=IU
U=IR
P=I(IR)
Z=R2+Xl2
Z2=Pw2+Ps2

Slide 35 - Diapositive

Dit moet nog verder uitgewerkt worden