12.2 Spanning transformeren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 4

12.2 Spanning transformeren

Je kunt uitleggen wat het verschil is tussen hoogspanning, netspanning en veilige spanning.

Je kunt toelichten wat wordt bedoeld met: de netspanning in Nederland is 230 V/50 Hz.

Je kunt uitleggen waarom veel apparaten een eigen adapter (netstekkervoeding) hebben.

Je kunt beschrijven hoe een transformator energie opneemt, omzet en weer afstaat.

Je kunt berekenen hoe een transformator de spanning transformeert.

Je kunt berekeningen uitvoeren met het opgenomen en afgegeven vermogen van een (ideale) transformator.

Terugblik

1. Je kunt uitleggen hoe je de stroomkring door een apparaat opent en sluit.
   
2. Je kunt beredeneren in welke richting de stroom door een stroomkring beweegt.
   
3. Je kunt uitleggen of een diode de stroom doorlaat of tegenhoudt.
   
4. Je kunt uitleggen hoe je een led in een schakeling aansluit.
5. Je kunt berekeningen uitvoeren met de capaciteit, de stroomsterkte en de tijd.
6. Je kunt berekeningen uitvoeren met het vermogen, de spanning en de stroomsterkte.

Welke formule kun je OOK gebruiken om de spanning uit te rekenen.

1. U = P : I
2. U = R : I
3. U = I : P
4. U = I x P

Bereken het vermogen als de spanning 15 V en de stroomsterkte 5 A is.

1. 75 W
2. 3 W
3. 0,33 W

De spanning op school is

1. 230 V
2. 1,5 V
3. 12 V
4. 400 V

Welk(e) lampje(s) branden als je de schakelaar openzet?

1. Lampje 1
2. Lampje 1,2
3. Lampje 1,2,3
4. geen lampje

Welk(e) lampje(s) branden in deze situatie?

1. Lampje 1
2. Lampje 1,2
3. Lampje 1,2,3
4. geen Lampje

12.2 Spanning transformeren

De oplader van een mobiele telefoon is ingebouwd in de stekker die je in het stopcontact steekt. 

Wat doet zo’n oplader met de spanning die hij van het stopcontact krijgt?

Het elektriciteitsnet

De generatoren van een elektriciteitscentrale produceren een wisselspanning, net als een dynamo.

• De wisselspanning kan omhoog of     omlaag worden getransformeerd.
• Het apparaat dat de spanning    transformeert, heet een transformator.
• In elke woonwijk staan één of meer   transformatorhuisjes.
• In zo’n huisje wordt de spanning nog   verder omlaag getransformeerd, naar   de netspanning die je in huis gebruikt (230 V).

De netspanning

Het lichtnet bij je thuis levert een wisselspanning met een frequentie van 50 Hz. De spanning verandert volgens een golfpatroon dat zich vijftig keer per seconde herhaalt (afbeelding 2). 

De effectieve waarde van deze wisselspanning is 230 V.

De netspanning

Sommige apparaten, zoals een desktopcomputer, hebben een ingebouwde transformator. Meestal maakt een transformator deel uit van de adapter (officiële naam: netstekkervoeding) van een apparaat. 

Vaak bevat zo’n adapter ook een gelijkrichter. 

Dat is een schakeling die van een wisselspanning een gelijkspanning maakt

0

De transformator

De transformator bestaat uit twee spoelen die om een weekijzeren kern zijn bevestigd. Je sluit de primaire spoel aan op de spanning die je wilt transformeren. Deze noem je de primaire spanning of Up. 

De secundaire spoel levert dan een (omhoog of omlaag) getransformeerde spanning. Deze noem je de secundaire spanning of Us.

Omhoog of omlaag transformeren

Of de spanning hoger of lager wordt, hangt af van het aantal windingen van de spoelen:

Als de secundaire spoel meer windingen heeft dan de primaire spoel, is Us groter dan Up.

De spanning wordt dan omhoog getransformeerd.

Als de secundaire spoel minder windingen heeft dan de primaire spoel, is Us kleiner dan Up. 

De spanning wordt dan omlaag getransformeerd.

Omhoog of omlaag transformeren

Het verband tussen het aantal windingen en de primaire en secundaire spanning kun je schrijven als:

 aantal windingen primaire spoel    =      primaire spanning

 aantal windingen secundaire spoel       secundaire spanning

                                                             np het aantal windingen van de primaire spoel;

                                                             ns het aantal windingen van de secundaire spoel;

                                                             Up de primaire spanning in volt (V);

                                                             Us de secundaire spanning in volt (V).

Of in symbolen:

np = Up

ns     Us

Voorbeeldopdracht 1

De transformator van een deurbel heeft een primaire spoel met 800 windingen en een secundaire spoel met 32 windingen. De primaire spoel is aangesloten op het lichtnet (230 V).

Bereken de secundaire spanning.

primaire spoel   secundaire spoel

 np = 800                 ns = 32       

 Up = 230 V             Us = ? V

• Uitwerking:
• np = Up        800  = 230
• ns     Us           32        ?
• 800 × Us = 230 × 32
• Us= 230 x 32  = 9,2 V
•            800

Het rendement van een transformator

Transformatoren hebben een hoog rendement.

Van de opgenomen elektrische energie wordt maar een klein deel omgezet in warmte. Bij het maken van berekeningen wordt vaak aangenomen dat een transformator een rendement heeft van 100%. 

                    

  

                                         

Voor zo’n ideale transformator geldt:

door de primaire spoel     =    door de secundaire spoel

opgenomen elektrisch               afgegeven elektrisch 

 vermogen                                              vermogen

Waar wil je nog extra uitleg over?

Welke 3 dingen heb jij deze les geleerd?

Het is duidelijk waar we met het hoofdstuk aan het werk gaan

😒🙁😐🙂😃

Ik begrijp de leerdoelen van deze les?

😒🙁😐🙂😃

De les was leuk?

😒🙁😐🙂😃