Transformator

[gebruiker73]

Hallo

Stel een ideale eenfasige transformator met ijzeren kern zodat de verliezen en andere verschijnselen verwaarloosd worden. Aan de primaire zijde van de transformator wordt een wisselspanning opgewekt en aan de secundaire zijde is hij aangesloten aan een weerstand.

Als de spanning stijgt en zo de stroom in de primaire spoel toeneemt, zal de flux in de ijzeren kern ook toenemen (die bv in wijzerzin vloeit in de ijzeren kern). Als gevolg van deze toename in flux zal in de secundaire spoel een spanning geïnduceerd worden zodat er een stroom door deze spoel vloeit die de verandering in flux zal tegenwerken. De stroom zal in deze spoel dus zo vloeien dat ze een flux in tegenwijzerzin opwekt die de toenemende flux tegenwerkt.

Nu is mijn vraag hoe het komt dat er toch nog flux door de secundaire spoel vloeit als in deze spoel de verandering van flux wordt tegengewerkt. Heeft dit iets te maken met de remanentie in de ijzeren kern? Ik ben ook niet helemaal zeker of het juist is wat ik hier geschreven heb, vandaar waarschijnlijk ook mijn verwarring.

[Xilvo]

Nu is mijn vraag hoe het komt dat er toch nog flux door de secundaire spoel vloeit als in deze spoel de verandering van flux wordt tegengewerkt.

Door die weerstand, bijvoorbeeld. Die beperkt de grootte van de stroom die de fluxverandering tegenwerkt.

[klazon]

Er is altijd een basisflux aanwezig om de magnetisering van het ijzer om te keren.
Er ontstaat een evenwicht tussen de flux die door de primaire stroom wordt opgewekt en de flux door de secundaire stroom. Als de secundaire stroom toeneemt zal de flux verminderen en dan neemt de primaire stroom toe om die vermindering te compenseren. Bij afname van de secundaire stroom neemt de totale flux toe en dat laat de primaire stroom afnemen.

[hbh]

@ TS: Je zegt, je bent er niet helemaal zeker van wat je hebt opgeschreven. Ik ook niet en dan blijft het gissen wat je precies bedoelt. Zo zeg je bijv. dat aan de primaire zijde een spanning wordt opgewekt. Ik denk dat je bedoelt: wordt aangelegd. Veder heb je het over "flux door de secundaire spoel". Bedoel je hiermee niet de EMK die geïnduceerd wordt en tegensteld is aan de oorzaak van zijn ontstaan? Maar, mocht je daadwerkelijk "flux" bedoelen dan is "tegenwerken" nog niet hetzelfde als 'geheel teniet doen'. Als resultaat blijft er altijd een bepaalde flux over en deze is mede afhankelijk van de reluctantie van de kern. Niet vanwege "remanentie" zoals in de vraagstelling stond.

[HansH]

Je hebt het over een ideale transformator. in een transformator spelen 2 belangrijke zaken een rol.
Dat zijn:
1) het opbouwen van magnetische flux phi in de kern. Daarbij geldt dat de spanning die over een turn staat gelijk is aan de flux verandering per tijdseenheid (E=dphi/dt) bij 2 turns heb je dus 2x die spanning etc.
flux is het gevolg van magnetisch veld (B) door een oppervlak (A) van de kern. flux=B x A
2) het opbouwen van stroom in een turn. Om flux te maken moet er een stroom lopen in de windingen. stroom wekt een B veld op in de kern waarbij ook nog een 2e veld wordt gebruikt het H veld. H veld wordt bepaald door de stroom die er loopt. en het H veld heeft weer een verband met het B veld via de factor mu. B=u x H waarbij u een eigenschap is van het kernmateriaal in dit geval ijzer. en er geldt ook nog: H x L=N x I (Hveld x lengte van de kern= aantal turns x stroom)

Waar het dus om gaat is dat je een spanning op de transformator zet en daardoor gaat er een magnetisch veld B ontstaan en een flux. maar om die flux te maken moet er stroom gaan lopen in de windingen. hoe meer ideaal de trafo, hoe hoger de mu ds hoe kleiner H bij gegeven flux en dus hoe lager I (I=HL/N), dus bij een ideale trafo met mu=oneindig kun je zoveel flux opbouwen als je wilt, maar er gaat nooit stroom lopen.

Maar als je nu 2 turns over elkaar wikkelt bij een ideale transformator dan wekt de aangebrachte spanning een flux op en die flux wekt weer dezelfde spanning op in de andere turn, maar er loopt nog steeds geen stroom. als je nu op die andere turn een weerstand aansluit dan gaat er wel een stroom lopen in de weerstand, immers er staat spanning over. Die stroom zou dan een oneindige flux op leveren in de kern, maar dat zou dan ook weer een oneindige spanning opleveren in de andere turn. maar as er spanning op een turn komt te staan die aan een spanningsbron zit dan gaat er ook stroom in de spanningsbron lopen en dat is precies de stroom die ook in de weerstand loopt. Beide stromen bij elkaar opgeteld moeten namelijk samen weer stroom=0 opleveren want als de spanning vastligt ligt de flux ook vast en als mu oneindig is dan moet H wel 0 zijn en omdat I=HL/N moet I ook 0 zijn en tegengesteld in beide windingen.

De opbouw van flux en B veld in de kern heeft dus alleen te maken met het feit dat er spanning over de spoel staat.

Dat zegt echter nog niets over de stroom die er gaat lopen. voor het opbouwen van bveld heb je wel stroom nodig afhankelijk hoe goed de kern magnetiseerbaar is (mu) maar als er in 1 winding stroom loopt dan moet er een tegengestelde stroom lopen in de andere winding omdat anders de flux niet meer zou passen bij de opgedrukte spanning.

als je trouwens 1 wikkeling kortsluit is de spanning 0 en kun je dus helemaal geen mangeetveld meer opbouwen.

[HansH]

natuurlijk heb je ook nog andere niet idealiteiten zoals het feit dat niet alle flux van 1 winding door de andere winding omsloten wordt. dat betekent bijvoorbeeld dat bij 1 kortgesloten winding over de andere winding toch wel spanning aan te brengen is zonder dat er heel veel stroom gaat lopen omdat de niet gekoppelde flux zich gedraagt als spoel met waar L (Henry)