Transformator

Elektromagneet

Een magneet is een voorwerp dat andere voorwerpen meer dan normaal aantrekt of afstoot. De voorwerpen die worden aangetrokken of afgestoten bevatten ijzer, nikkel of kobalt.

Dit natuurkundig verschijnsel wordt magnetisme genoemd. Een magneet heeft een noordpool en een zuidpool. De noordpool en zuidpool zijn tegengesteld magnetisch.

Een spoel is een stroomdraad met een groot aantal wikkelingen. Als je er stroom door laat stromen, ontstaat er aan de ene kant van de spoel een noordpool en aan de andere kant een zuidpool. Verandert de stroom van richting dan draaien de noordpool en zuidpool om. De magneet die je hierdoor krijgt noem je een elektromagneet.
Een elektromagneet wordt sterker als je in de spoel een metalen voorwerp plaatst.
Dat voorwerp noem je de metalen kern van de elektromagneet.

Dynamo

Als je een stroom door een spoel met een metalen kern laat stromen, krijg je een elektromagneet. Maar ook het omgekeerde is mogelijk: als je een magneet langs een spoel beweegt, gaat er een stroom door de spoel lopen. Van dit verschijnsel wordt gebruik gemaakt in een dynamo.

Een voorbeeld van een dynamo is je fietsdynamo.
Doordat de magneet in het midden van de dynamo ronddraait, ontstaat er een wisselend magnetisch veld rondom de spoel. Hierdoor gaat er een elektrisch stroompje lopen en brandt het lampje.

Transformator

Een transformator zet een hoge spanning om in een lage spanning of omgekeerd. Een transformator bestaat uit twee spoelen met een verschillend aantal windingen. De spoelen zijn met elkaar verbonden door een metalen kern.

De spoel die wordt aangesloten op een wisselspanning noem je de primaire spoel. Het wisselende magnetisch veld dat ontstaat door wisselspanning zorgt er voor dat in de tweede spoel, de secundaire spoel, ook een wisselspanning ontstaat.

Als het aantal windingen van de primaire spoel groter is dan het aantal windingen van de secundaire spoel transformeer je de spanning omlaag. Je kunt de spanning omhoog transformeren door een secundaire spoel met meer windingen te nemen dan het aantal windingen van de primaire spoel.

De spanning en het aantal windingen

Bij een ideale transformator vindt er bij het omhoog of omlaag transformeren van de spanning geen energieverlies plaats. Voor een ideale transformator geldt:
de verhouding tussen de primaire spanning (Up) en de secundaire spanning (Us) is gelijk aan de verhouding tussen het aantal primaire windingen (np) en het aantal secundaire windingen (ns).

Voorbeeld
Van een transformator heeft de primaire spoel 400 windingen.
De primaire spoel is aangesloten op het lichtnet (230 V).
De secundaire spoel heeft 160 windingen.
Bereken de spanning in de secundaire spoel.

Gegeven: Up = 230 V, np = 400 en ns = 160
Gevraagd: Us = ?
Uitwerking:

Vermogen blijft gelijk

Bij een ideale transformator is het vermogen aan de primaire kant gelijk aan het vermogen aan de secundaire kant:

  • Pp = Ps

Dat betekent dus ook dat:

  • Up x Ip = Us x Is

Voorbeeld
Een bureaulamp wordt aangesloten op een spanning van 230 V. De transformator in de lamp zet spanning om in een spanning van 10 V. Het vermogen van de lamp is 15 W. Bereken de stroomsterkte door de lamp.

Gegeven: Pp = Ps = 15 W, Up = 230 V, Us = 10
Gevraagd: Is = ?
Uitwerking:

  • Het arrangement Transformator is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    VO-content
    Laatst gewijzigd
    2021-05-31 08:45:56
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    De Kennisbanken bevatten de theorie bij de opdrachten.
    Leerniveau
    VMBO gemengde leerweg, 2; VMBO kaderberoepsgerichte leerweg, 2; VMBO gemengde leerweg, 3; VMBO theoretische leerweg, 4; VMBO theoretische leerweg, 2; VMBO theoretische leerweg, 3; VMBO kaderberoepsgerichte leerweg, 4; VMBO gemengde leerweg, 4; VMBO kaderberoepsgerichte leerweg, 3;
    Leerinhoud en doelen
    Energie; NaSk; Elektriciteit en magnetisme;
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld
    Trefwoorden
    dynamo, elektromagneet, ideale transformator, magneet, magnetisme, metalen kern, primaire spoel, secundaire spoel, spoel, transformator

    Gebruikte Wikiwijs Arrangementen

    VO-content - Kennisbanken. (z.d.).

    template

    https://maken.wikiwijs.nl/110768/template

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van