Omhoog & Omlaag Transformeren

Franka stelde deze vraag op 18 januari 2017 om 16:56.

 Hallo iedereen, 

Ik snap niet precies hoe de transformator werkt. Hoe wordt de spanning omhoog getransformeerd? En hoe juist omlaag? Ligt dat aan de windingen, of aan iets anders?

Mvg

Reacties

Theo de Klerk op 18 januari 2017 om 17:12
Dat ligt aan de windingen. Het principe erachter is dat door de ene spoel een wisselstroom loopt die een magnetisch veld opbouwt en afbreekt. Dat veld wordt door het anker van weekijzer bijna geheel aan een tweede spoel doorgegeven.  Die merkt een veldopbouw en -afbraak. Daardoor gaat een inductiespanning en ook een -stroom lopen die dezelfde energie heeft als waarmee de eerste spoel het veld genereert. Energie wordt dus feitelijk overgedragen van de ene spoel naar de andere spoel. U x I is voor beide hetzelfde. Maar de U (spanning) niet: die hangt af van het aantal windingen waarmee de tweede spoel het magneetveld ziet veranderen. Elke winding geeft een inductiespanning, vele windingen de som hiervan (net als batterijen in serie geschakeld). De spanning van spoel 1 en 2 verhouden zich als het aantal windingen. Twee keer zoveel windingen bij de 2e spoel, dan krijgt die de dubbele spanning. Maar door energiebehoud (U x I = constant) betekent hogere spanning ook kleinere stroomsterkte.

Een speelgoed tranformator zal 230 V netspanning kunnen omzetten naar 23 V als het in de 2e spoel maar 1/10 van het aantal windingen heeft die spoel 1 heeft. Maar het kan wel 10x zoveel stroom leveren.
Jan van de Velde op 18 januari 2017 om 17:58
dag Franka,

Een wisselende stroom in een draad zorgt voor een wisselend magnetisch veld.
Een wisselend magnetisch veld kan weer zorgen voor een wisselende stroom in een -andere- draad. 

Zo kun je dus zonder een direct elektrisch contact tussen een energiebron en een verbruiker toch energie van bron naar verbruiker brengen. 

Rond een rechte draad ontstaat een magnetisch veld dat als een cilinder rond die draad loopt, met de draad in het hart van die cilinder


https://www.pa.msu.edu/courses/1997spring/PHY232/lectures/ampereslaw/rhrthumb.gif

wikkel die rechte draad op tot een cirkel (een wikkeling), en je krijgt een soort van platte elektromagneet met een duidelijke noord- en zuidpool:

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Magnetic_field_of_wire_loop.svg

In de wikkeling wijst het magnetisch veld hierboven het papier in, van wat verder weg en opzij bekeken ziet dat er zo uit: 


http://physicsed.buffalostate.edu/SeatExpts/resource/rhr/rhr.htm

Zet een stel wikkelingen acher elkaar tot een spoel, en ze geven samen een per wikkeling sterker wordend veld:



https://www.nde-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/MagParticle/Graphics/coil1.gif

Voilà de elektromagneet.


Als je nu elke wikkeling probeert te zien als een energiebronnetje ......

Ik zet bijvoorbeeld 20 V spanning op een spoel met 4 wikkelingen, dan zal er op elke wikkeling een spanning van 5V staan. De wikkelingen staan immers in serie. 

Ik steek een weekijzeren kern in de spoel zodat het magnetisch veld bij elkaar blijft: ijzer heeft een veel grotere permeabiliteit voor magnetisme dan lucht. Ik buig die kern tot een cirkel: 




http://www.lisefizik.com/lise3/resim/A4trsfmr.jpg

Ik zet nu verderop rond die kern een tweede spoel, nu met 8 wikkelingen.

Elke secundaire wikkeling voelt datzelfde veld, en zal (magnetisme naar elektriciteit) dezelfde spanning geven als een primaire wikkeling. 

8 van die wikkelingen in serie, 8 x 5 = 40 V, mijn secundaire kring krijgt nu dus een spanning van 40 V .

Er geldt echter ook een wet van behoud van energie: ik heb nu wel mijn spanning omhoog getransformeerd, maar het is geen magisch apparaat waar je meer energie uit kan halen dan je erin stopt. De "straf" voor mijn verdubbeling van spanning is dat de secundaire stroomsterkte zal halveren t.o.v. de primaire stroomsterkte.

Up x Ip = Us x Is 



Begint de trafo duidelijk te worden?

Groet, Jan




Willianne op 22 oktober 2018 om 18:07
Hoe noteer je dan het omlaag of omhoog??
Theo de Klerk op 22 oktober 2018 om 18:20
Omhoog 40x:   Uuitgang  = 40 x Uingang 
Omlaag 40x:    Uuitgang = 1/40 x Uingang


Zo simpel kan het zijn...

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft vier appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)