vermogensverlies berekenen bij transformator

naomi stelde deze vraag op 20 december 2018 om 21:08.

 Hallo, ik kom echt niet uit de volgende opgave:


Het diagram van de afbeelding geeft het verband tussen de primaire en de secundaire stroomsterkte bij een niet-ideale transformator met 500 primaire en 200 secundaire windingen voor het geval de primaire spanning 100 V is.

Bereken bij welke secundaire stroomsterkte het vermogensverlies 30% bedraagt.

ik hoop dat iemand mij kan helpen.


Reacties

Jan van de Velde op 20 december 2018 om 22:21

naomi plaatste:

Bereken bij welke secundaire stroomsterkte het vermogensverlies 30% bedraagt.

dag Naomi,

zet dan in datzelfde diagram eerst eens "het verband tussen de primaire en de secundaire stroomsterkte bij een WÈL-ideale transformator met 500 primaire en 200 secundaire windingen"

Valt je dan iets op? 

groet, Jan
Jan van de Velde op 21 december 2018 om 01:38
dag Naomi,

bij nader inzien is bovenstaande niet de noodzakelijke eerste stap. En deze is best wel gecompliceerder dan ik bij eerste aanblik dacht.

Stap 1: stel op basis van de grafiek een vergelijking (1) op voor Ip als functie van Is
Die heeft helaas twee onbekenden.....  :( 

Stap 2: dus  dan zoeken we nog een tweede vergelijking
  1. stel even dat de trafo ideaal zou zijn. stel een vergelijking op voor Is als functie van Ip. Je hebt de richtingscoëfficiënt van de grafiek als cruciaal gegeven.
  2. stel even dat de trafo ideaal zou zijn. stel een vergelijking op voor Us als functie van Up
  3. je weet ook dat, wat er ook gebeurt, er een rechtevenredig verband is tussen stroomsterkte en spanning
  4. als Ps dan 70% bedraagt van Pp, dan weet je dat het product van Us en Is 70% van Pp moet bedragen
  5. op basis van opmerkingen 3 en 4  zou je moeten kunnen bedenken/berekenen hoeveel procent rendement er is voor Up naar Us en Ip naar Is afzonderlijk.
  6. pas je vergelijkingen uit de punten 1 en 2 van deze redenering daarop aan. Dat levert ook een tweede vergelijking (2) met Is als functie van Ip
  7. los het stelsel van twee vergelijkingen met twee onbekenden op. 


Groet, Jan
Naomi op 21 december 2018 om 08:18
1 van de andere vragen die er bij stonden was:
"Stel een formule op voor het verband tussen Is en Ip."
Daar kwam Ip=0,4 Is + 0.15.
Ik weet dat ik hier alleen de eerste transformatorformule mag gebruiken  gezien het een niet-ideale transformator is. Hieruit heb ik kunnen halen dat Us=40V

Ik weet ook dat vermogensverlies P=I2•R= U•I. Maar moet je voor de stroomsterkte dan zomaar een punt pakken?

Verder heb ik nog als aantekening staan dat er minimaal een stroomsterkte van hoger dan 0.15 A door de primaire keten moet lopen, wil er uberhaupt een vermogen uit de secundaire keten lopen.

Zijn dit juiste bevindingen?
Ik zal zodra ik klaar ben met werken uitgebreid aan uw stappenplan zitten.
Jan van de Velde op 21 december 2018 om 10:24

Naomi plaatste:

1 van de andere vragen die er bij stonden was:
"Stel een formule op voor het verband tussen Is en Ip."
Daar kwam Ip=0,4 Is + 0.15.

dat is dus ook de eerste stap die ik voorstelde. Blijkbaar helpt men je al mee.

Naomi plaatste:

Ik weet dat ik hier alleen de eerste transformatorformule mag gebruiken  gezien het een niet-ideale transformator is. Hieruit heb ik kunnen halen dat Us=40V

Ik weet niet wat jij de "eerste transformatorformule" noemt, maar als jij concludeert Us = 40 V, dan geldt dat juist voor een WEL-ideale, dus zonder vermogensverlies. Daar vroeg ik om in mijn punt 2, maar vul nog even geen cijfermatige gegevens in. 
dus ideaal: Us = 0,4·Up.
Nou voor mijn punt 1 nog even een dergelijke vergelijking voor Is, dus voor die ideale. 

Je kunt verder bij punt 4, we gaan nu op zoek naar hoe de vergelijkingen uit 1 en 2  moeten worden voor een vermogensrendement van 70%.

 

Maar moet je voor de stroomsterkte dan zomaar een punt pakken?


Dat zouden we natuurlijk kunnen gaan doen, net zo lang langs die grafieklijn gaan wandelen, punt voor punt, tot we het juiste punt hebben. Een onderbouw-wiskundetechniekje dat je misschein ooit leerde als "inklemmen". Maar ook dat gaat niet lukken als je niet correct met mijn puntjes 3 en 4 omgaat, want die Us verandert net zo hard als die Is.

 

Verder heb ik nog als aantekening staan dat er minimaal een stroomsterkte van hoger dan 0.15 A door de primaire keten moet lopen, wil er uberhaupt een vermogen uit de secundaire keten lopen.

Tja, dat lees je af uit de geleverde grafiek: Is=0, dan Ip reeds 0,15 A., maar daar kunnen we niet zo heel veel mee, want bij een Is van 0 zal het rendement geen 70 maar 0% zijn: zonder secundaire stroom geen secundair vermogen.

Dus vergeet je beide laatste citaten.  Je kunt verder bij punt 4, we gaan nu op zoek naar hoe de vergelijkingen uit 1 en 2 moeten worden voor een vermogens( U·I )rendement van 70%.




Mirte op 24 februari 2021 om 15:05
Goedenmiddag Jan,

Ik ben ook bezig met deze vraag en loop vast bij stap 4. Ik snap niet hoe ik de vergelijkingen kan samenvoegen.

Groetjes Mirte
Theo de Klerk op 24 februari 2021 om 15:57
>als Ps dan 70% bedraagt van Pp, dan weet je dat het product van Us en Is 70% van Pp moet bedragen

Deze stap?
  Ps = 70% van Pp
  Ps = 0,7 Pp
  Pp = 1/0,7  Ps = 10/7 Ps
Mirte op 24 februari 2021 om 16:04
Dit begrijp ik, maar hoe je hiermee verder moet is mij onduidelijk
Jan op 24 februari 2021 om 16:20
Ps = 0,7·Pp
Us·Is =0,7·Up·Ip
Us·Is = √0,7·Up·√0,7·Ip
Mirte op 24 februari 2021 om 16:31
Dus dan krijg je : 

40 * Is = √0,7·100·√0,7·Ip

En dan  40 * Is = √0,7·100·√0,7· 0,4 * Is + 0.15

40 * Is = 28 * Is + 0,15 

Is dit correct? en hoe reken je deze verder uit?

Mirte op 24 februari 2021 om 16:41

Ik heb het nu anders gedaan. Klopt dit?

Us·Is = √0,7·Up·√0,7·(0,15 + 0,4 * Is)

40 * Is = √0,7·100·√0,7·(0,15 + 0,4 * Is)

40 * Is = 83,7 * (0,13 + 0,33 * Is )

40 * Is = 10,9 + 27,6 * Is

12.4 * Is = 10,9

Is = 8,8 * 10-1  A

Jan van de Velde op 24 februari 2021 om 17:30
dag Mirte,

ik heb nu helaas even geen tijd om dit weer eens op mijn gemak opnieuw te bekijken, maar toen ik dit in 2018 uitrekende kwam ik op iets heel anders uit. Die uitkomsten had ik bewaard (de berekeningen niet helaas):

Is = 1,92 A
Us= 33,46 V
Ip= 0,918 A
Up = 100 V

Maar ik garandeer niet dat dit wel correct is, al kloppen bij een snelle check de getallen wel met de diverse voorwaarden . 

Groet, Jan
Mirte op 24 februari 2021 om 17:42
Ik ben eruit gekomen. Dankuwel!
Alexandra op 25 maart 2021 om 00:16
Hoi,
Ik ben op dit moment ook bezig met deze opdracht, maar ik begrijp niet helemaal hoe u aan de Us=33,46 bent gekomen. Zou u mij hierbij kunnen helpen. De andere berekeningen begrijp ik wel. Verder begrijp ik niet waar de wortels vandaan komen bij het volgende stukje, maar dat zal wel een wiskundig dingetje zijn dat ik niet begrijp.
Ps = 0,7·Pp
Us·Is =0,7·Up·Ip
Us·Is = √0,7·Up·√0,7·Ip

Alvast bedankt,
Groetjes Alexandra
Jan van de Velde op 25 maart 2021 om 09:03

Alexandra

Verder begrijp ik niet waar de wortels vandaan komen bij het volgende stukje, maar dat zal wel een wiskundig dingetje zijn dat ik niet begrijp.
Ps = 0,7·Pp
Us·Is =0,7·Up·Ip
Us·Is = √0,7·Up·√0,7·Ip

 dag Alexandra,

Us·Is =0,7·Up·Ip

maar we weten ook dat er een rechtevenredig verband is tussen U en I ( bijv, als U 3 keer zo groot wordt, ook I 3 keer zo groot wordt) 
laten we die factor 0,7 dus eens verdelen over U en I :
(0,7)·Up·Ip = (√0,7·√0,7)·Up·Ip = (√0,7·Up)·(√0,7·Ip)

Groet, Jan 

Alexandra op 25 maart 2021 om 12:21
Hallo Jan,
Bedankt voor uw hulp! En na wat gepuzzel ben ik er helemaal uitgekomen.

Groetjes Alexandra
Marjolein op 05 april 2021 om 22:30
Hi, 

Ik ben nu ook bezig met deze vraag en ga ook bij de laatste vraag de mist in. 
Ik heb alles hiervoor uitvoerig bekeken maar als ik:
(√0,7·100)·(√0,7·(0,15+0,4·Is)) = (83,67) · (0,13+0,33·Is) 
Raak ik op het laatst helemaal vast. Ik weet niet meer wat de stap dan is die ik moet doen!

Kan iemand mij verder helpen?
Jan van de Velde op 05 april 2021 om 22:46

Marjolein

(√0,7·100)·(√0,7·(0,15+0,4·Is)) = (83,67) · (0,13+0,33·Is) 

Ik durf niet te zeggen of die vergelijking klopt, maar aangenomen van wel, dan is het nu gewoon verder uitwerken, haakjes wegwerken en zo? Is dat je probleem? 

groet, Jan

Jan van de Velde op 05 april 2021 om 22:55
hmm, als ik die verder uitwerk vind ik niet wat ik eerder vond, en bovendien een raar minteken. Dus hoogstvermoedelijk klopt die niet. 

Wat is trouwens de reden dat je hiermee bezig bent? Ik vind dit sommetje een gecompliceerd onding, niks voor een toets: veel te veel rekenstappen, veel te veel kans op onnavolgbare rekenfouten, en dus ook een crime om te corrigeren (kijken welke natuurkundige stappen worden gezet om daarvoor punten toe te kennen)

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Ariane heeft vijf appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)