Embedded Files
Zelfinductie en wederzijdse inductie
Zelfinductie
Zelfinductie
Begrip
Begrip
De volgende video legt het fenomeen uit van zelfinductie.
Zelfinductie is zowel een positief fenomeen, zoals bij de ontstekingsspoel van een benzinemotor, als een last, zoals bij het schakelen van ventielen.
Transformator
Transformator
Begrip
Begrip
Transformatoren vinden we veelvuldig terug binnen de distributie, maar ook binnen schakelkasten en machines. Het principe en de werking wordt je uitgelegd in het volgende hoofdstuk
Opbouw van een transformator
Opbouw van een transformator
Transformatoren zijn statische apparaten waarbij wisselspanningen van hoge naar lagere waarden, of omgekeerd, kunnen gebracht worden.
Zij worden enkel en alleen gebruikt voor wisselspanning.
Een transformator werkt niet op gelijkspanning omdat de werking gebaseerd is op een wisselend elektrisch veld.
Onderdelen
Onderdelen
Een transformator is opgebouwd uit een magnetische kring, samengesteld uit van elkaar geïsoleerde ijzeren plaatjes en wikkelingen uit koperdraad.
Een transformator met gescheiden wikkelingen bestaat uit een primaire wikkeling N1 en een secundaire wikkeling N2.
Het gebruik van "weekijzer" als kern is noodzakelijk in een transformator.
Werking
Werking
Een verkorte en vereenvoudigde uitleg vind je hieronder terug.
Op de primaire wikkeling wordt het net aangesloten. Het net is een wisselstroomnet.
Er ontstaat in de kern onder invloed van de wisselstroom een magnetisch wisselveld, dat verandert op het ritme van de stroom die door de wikkeling in de primaire wikkeling vloeit.
Deze verandering van magnetisch veld doet in de secundaire een inductiespanning ontstaan en bij een gesloten kring een inductiestroom.
De inductiespanning en -stroom hebben dezelfde frequentie als de frequentie van de spanning die aan de primaire wordt aangelegd.
Transformatie verhouding k
Transformatie verhouding k
De verhouding tussen de primaire en de secundaire spanning is gelijk aan de verhouding van het aantal windingen van de primaire tot de secundaire.
k is de transformatieverhouding.
Theoretisch is het opgenomen vermogen in de secundaire keten, P2, ongeveer gelijk aan het opgenomen vermogen door de primaire, P1.
Als k groter is dan 1, dan spreken we van een spanningsverlagingstransformator, en als k kleiner is dan 1, van een spanningsverhogingstransformator.
Opmerking
Opmerking
Transformatoren worden gekenmerkt door hun transformatieverhouding en door hun vermogen.
Op een transformator vindt men bv. de aanduiding 230/24V, 1kVA.
Zoals je merkt wordt het schijnbaar vermogen opgegeven in VA.
Transformatoren kunnen in beide richtingen gebruikt worden.
Je kan dus ook een spanning op de secundaire aansluiten en een verbruiker op de primaire.
Respecteer wel steeds de maximale spanning, waarvoor een wikkeling gemaakt is!
Elke transformator heeft een vaste verhouding spanning/winding of anders gezegd, de spanning per winding, wordt bepaald bij het maken van een transformator aan de primaire kant.
Pas je nadien het aantal windingen aan in de secundaire kring, dan zal ook de secundaire spanning veranderen.
Voorbeeld
Voorbeeld
Een transformator met 690 windingen primair en 80 windingen secundair met een vermogen van 1 kVA wordt aangesloten op net van 230V.
Bereken de ontbrekende gegevens.
De verhouding spanning/winding is: 230/690=0.3
De uitgangsspanning is dan: 0,3x80=24V
De primaire stroom is: 1kVA/230=4,35A
De secundaire stroom is: 1kVA/24=41.66A
Beveiliging
Beveiliging
Transformatoren moeten beschermd worden tegen overbelasting en kortsluiting, dit zowel voor de primaire als de secundaire wikkelingen.
De beveiliging in de secundaire kring mag niet hoger worden gekozen dan de maximale uitgangsstroom.
De beveiliging in de primaire kring is vooral een kortsluitbeveiliging.
Bij het inschakelen van een transformator op het net trekt deze een grote piekstroom, de magnetisatiestroom genaamd.
Deze stroom is nagenoeg gelijk aan de netspanning over de ohmse weerstand van de wikkeling.
Hierdoor kan het gebeuren dat de zekering of automaat tript.
Dit kan opgevangen worden door een grotere waarde van veiligheid te kiezen, maar meestal maakt men gebruik van een trage zekering of een automaat met D-curve, (voor inductieve belastingen).
Info
Info
Soorten transformatoren
Soorten transformatoren
Onderstaande video's (Engels) geven je een beeld van de verschillende constructie types van transformatoren.
Spaartransformator
Spaartransformator
Spaar- of autotransformatoren.
Deze toestellen hebben slechts een enkele spoel.
De secundaire spanning wordt afgetakt op een deel van de totale wikkeling.
Een spaartransformator is dus goedkoper dan een gewone transformator, aangezien hij minder koper bevat en dus kleiner is voor hetzelfde vermogen.
Ze mogen slechts gebruikt worden daar waar geen extra veiligheidseisen gesteld worden en als de verhouding tussen kleinste en grootste spanning begrepen is tussen 0,5 en 1.
Gedetailleerde uitleg over de werking en berekeningen(Engels)
Scheidingstransformatoren:
Scheidingstransformatoren:
Bij deze toestellen zijn de primaire en secundaire wikkeling volledig elektrisch van elkaar geïsoleerd.
De transformatieverhouding is 1.
Bij het toevallig aanraken van een klem van U2 zal men geen spanning voelen.
Voorbeeld: In een labo waar men elektronische toestellen herstelt.
Veiligheidstransformatoren
Veiligheidstransformatoren
Ook bij deze toestellen zijn primaire en secundaire elektrisch van elkaar gescheiden.
De secundaire spanning is maximaal 42 volt.
Een toevallige aanraking van onder spanning staande delen mag geen elektrocutiegevaar opleveren.
Voorbeeld: Een looplamp wordt gevoed op 24 V.
Regelbare transformatoren
Regelbare transformatoren
Dit zijn meestal spaartrafo’s met regelbare aftakking voor de secundaire.
De spanning wordt geregeld tussen nul en maximum.
Voorbeeld: Het veld regelen van een dynamo.
Inside (Engels)
Meerdere wikkelingen per transformator
Meerdere wikkelingen per transformator
Transformatoren kunnen bestaan uit meerdere wikkelingen, zowel aan de primaire als aan de secundaire kant.
Door schakelen van deze wikkelingen kunnen verschillende spanningen en stromen bereikt worden.
Willen we de secundaire stroomsterkte opvoeren kunnen we wikkelingen van dezelfde spanning “parallel” schakelen.
In volgend schema zie je een toepassing ervan.
Op identieke wijze kan je hetzelfde bekomen door twee identieke transformatoren aan elkaar te koppelen.
Dit principe wordt gebruikt in de energie distributie, waarbij alle transformatoren en alle centrales op hetzelfde elektriciteitsnet worden gekoppeld.
Echter om dit zonder gevaren te kunnen doen moeten een aantal zaken in acht worden genomen.
Stroomtransformator:
Stroomtransformator:
De stroomtransformator of Ti
Grote stromen worden niet rechtstreeks door een Ampèremeter gestuurd omdat dit praktisch niet uitvoerbaar is.
De grote draadsecties kunnen immers niet aangesloten worden op dit meetinstrument.
Een stroomtransformator zal deze grote stromen (I1 = 50A) naar een kleinere waarde omvormen (I2 = 5A), in dit voorbeeld een verhouding van 1/10.
Wanneer door deze Ampèremeter een stroom van 5A vloeit, zal de wijzer op zijn beurt 50A op de schaal aanduiden.
Er zijn stroomtransformatoren met verschillende waarden van primaire stromen (20A tot 3000A), maar de meeste transformeren naar een secundaire stroom van 5A.
Opmerking
Opmerking
Het loskoppelen van de Ampèremeter kan enkel nadat de secundaire wikkeling van de stroomtransformator is kortgesloten.
Indien je dit niet doet, kunnen er hoge inductiespanningen ontstaan in deze wikkeling en zal de Ti stuk gaan.
Vandaar dat je bij een vermogeninstallatie alle Ti tijdens montage voorzien worden van een kortsluitstrip. (zie foto)
In in detail uitleg van de berekeningen en werking vind je terug in de volgende video (Engels)
Page updated
Report abuse