Eénfase transformator

Een transformator is een passief onderdeel dat elektrische energie overbrengt van één stroomkring naar een andere of meer stroomkringen. Eénfase transformatoren kunnen de wisselspanning verhogen (verhogen) of verlagen (verlagen). Transformatoren worden voor velerlei doeleinden gebruikt en kunnen worden ingedeeld op basis van hun gebruik. Dit artikel bespreekt de definitie, constructie, voordelen, nadelen en toepassingen van eenfasige transformatoren.

Inhoudsopgave

• Soorten transformatoren gebaseerd op het elektrisch netwerk
• Eenfasige vs driefasige transformatoren
• Faraday's wet van elektromagnetische inductie
• Wat is een eenfasige transformator?
• Werking
• Bouwwijze
• Toepassingen
• Voordelen:
• Nadelen:
• FAQs

Soorten transformatoren gebaseerd op het elektrisch netwerk

Afhankelijk van het gebruikte elektrische netwerk, worden transformatoren ingedeeld als;

• Eénfase transformator
• Driefase transformatoren

Een éénfase transformator (figuur 2 met plaatje A) werkt op een eenfasige voeding en bevat een enkele wikkeling aan de primaire en secundaire zijde. Een driefasige transformator werkt op een driefasige voeding en zowel de primaire als secundaire wikkelingen hebben drie sets wikkelingen. Lees ons overzichtsartikel over driefasentransformatoren voor meer informatie over de constructie en bedradingsschema's van een driefasentransformator.

In de meeste gevallen nemen éénfase transformatoren minder ruimte in dan andere transformatoren. Eénfase transformatoren zijn ook gemakkelijker te vervoeren dan driefasige transformatoren. Het gebruik van één driefasige transformator is echter efficiënter dan drie éénfase transformatoren.

Eenfasige vs driefasige transformatoren

• De stroomtoevoer in een éénfase transformator verloopt via één geleider, terwijl in driefasetransformatoren de stroomtoevoer via drie geleiders verloopt.
• Een eenfasige transformator heeft twee draden nodig om de stroomkring te voltooien, terwijl een driefasige transformator vier draden nodig heeft om de stroomkring te voltooien.
• Als een eenfasige transformator 230V draagt, draagt een driefasige transformator 415V.
• Een eenfasige transformator maakt gebruik van een eenvoudig netwerk, terwijl een driefasige transformator gebruik maakt van een gecompliceerd netwerk.
• In éénfase transformatoren treedt een stroomstoring op, terwijl er in driefasetransformatoren geen stroomstoring optreedt. Trillingen worden aanzienlijk verminderd bij draaistroommotoren, omdat het vermogen gelijkmatig over de hele cyclus wordt verdeeld.
• éénfase transformatoren worden gebruikt voor huishoudelijke apparaten, terwijl driefasetransformatoren een zware belasting aankunnen.

Faraday's wet van elektromagnetische inductie

De elektromagnetische wet van Faraday voorspelt hoe een magnetisch veld in wisselwerking met een stroomkring een elektromotorische kracht zal produceren. De Wet van Faraday bestaat uit:

• De eerste wet van elektromagnetische inductie van Faraday stelt dat telkens wanneer een geleider zich in een wisselend magnetisch veld bevindt, er een elektromotorische kracht (EMF) optreedt.
• De tweede wet van elektromagnetische inductie van Faraday stelt dat de geïnduceerde elektromotorische kracht gelijk is aan de veranderingssnelheid van de fluxkoppelingen.

Wat is een eenfasige transformator?

Een eenfasige transformator werkt op eenfasige stroom en bestaat uit twee delen - het magnetische en het elektrische deel. Het magnetische transformatorgedeelte bestaat uit een magnetische ijzeren kern, terwijl het elektrische gedeelte uit een koperen transformator bestaat. Lees ons overzichtsartikel over elektrische transformatoren voor meer informatie over de constructie van een transformator.

Alleen wisselstroom bedient de transformator, omdat gelijkstroom geen elektromagnetisch veld creëert. Een transformator heeft geen bewegende delen; er is dus geen mechanische wrijving bij de werking van een éénfase transformator. Daarom zijn er weinig energieverliezen bij gebruik van een éénfase transformator, waardoor de éénfase transformator zeer efficiënt is.

Wanneer de primaire wikkeling van een transformator een wisselspanning ontmoet, genereert hij een wisselend elektromagnetisch veld. Een deel van het opgewekte magnetische veld verbindt zich met de secundaire wikkeling door wederzijdse inductie, waardoor stroom wordt geproduceerd. De spanning wordt geïnduceerd in de secundaire wikkelingen met dezelfde frequentie als de primaire wikkelingen. De wet van Faraday kan de waarde van de geïnduceerde spanning bepalen.

Werking

Een eenfasige transformator werkt op basis van het principe van wederkerige inductie. De primaire wikkelingen staan in verbinding met een wisselstroom die de spoel van stroom voorziet, waardoor een magnetisch veld wordt opgebouwd. De opbouw van het magnetisch veld wordt wederkerige inductie genoemd, en de stroom vloeit door de spoel volgens de wet van Faraday.

Het ontstane magnetische veld wordt sterker naarmate de stroom door de spoel toeneemt, waardoor magnetische krachtlijnen worden opgebouwd. De magnetische krachtlijnen vormen de magnetische flux, en de secundaire wikkeling verbindt het systeem met de magnetische flux.

De omwentelingsverhouding tussen de primaire en secundaire wikkelingen bepaalt de sterkte van het opgewekte magnetische veld. Een toename van de stroom leidt tot een toename van de magnetische flux - zij zijn recht evenredig. De stromende magnetische flux in de kern induceert een spanning in de secundaire wikkeling. De waarde van de geïnduceerde spanning kan worden bepaald met behulp van de Wet van Faraday.

Bouwwijze

De eenfasige transformator heeft een primaire en een secundaire wikkeling. De wikkelingen zijn geplaatst op een magnetische kern die is opgebouwd uit lamineringen van siliciumstaal. Het doel van de magnetische kern is een pad voor de magnetische flux te verschaffen. Siliciumstaal vermindert de hysteresisverliezen, terwijl de lamineringen de verliezen ten gevolge van wervelstromen (gelokaliseerde elektrische stroom die in een geleider wordt opgewekt ten gevolge van het variërende magnetische veld) verminderen.

De laminaten zijn dunne platen die samen de kern vormen. Email isolerende coating isoleert de laminaten van elkaar. Op basis van de constructie kunnen eenfasige transformatoren van het kerntype of het schiltype zijn.

Kerntransformator

De transformator heeft twee verticale poten (ledematen) en twee horizontale secties (jukken) in de magnetische stroom. De primaire en secundaire wikkelingen zijn voor de helft op elk lidmaat geplaatst om het effect van de lekstroom te minimaliseren. De twee wikkelingen vormen een cilindrische wikkeling (figuur 3, label A)

Shell-type transformator

De transformator heeft drie ledematen in een magnetisch circuit. De wikkelingen bevinden zich in het middelste lid, en de andere leden completeren het fluxpad met lage reluctantie (figuur 3 met label B). De primaire en secundaire wikkelingen hebben twee onderverdelingen; het laagspannings- en het hoogspanningsgedeelte.

Toepassingen

De eenfasige transformator wordt hoofdzakelijk gebruikt in laagspanningsapparatuur zoals huishoudelijke apparaten. Enkele toepassingen van een eenfasige transformator zijn:

• Verlaging spanning in gelokaliseerde stroomverdeling
• Spanningsregeling in televisietoestellen
• Gebruikt in verlichtings- en verwarmingstoestellen
• Gebruikt in gebieden waar de vraag naar elektriciteit laag is, zoals plattelandsgebieden
• Verhoging van de spanning in omvormers voor thuisgebruik

Voordelen:

• Het systeem is betrouwbaar en de continuïteit van de dienst is gewaarborgd wanneer de transformatoren parallel worden geschakeld.
• Transformatoren werken parallel, waardoor de kans op overbelasting afneemt.
• De transformator kan in- of uitschakelen op basis van de belastingvraag.

Nadelen:

• Het is duur in onderhoud.
• Het vereist veel installatieruimte.
• Er is kans op storing wanneer transformatoren parallel worden geschakeld.

FAQs

Hoeveel soorten transformatoren zijn er?

Drie primaire types - condensator, elektromagnetisch, en optisch

Wat betekent een eenfasige transformator?

Een éénfase transformator is een type transformator die werkt op eenfasestroom. Een eenfasige transformator bestaat uit twee delen - de magnetische transformator en de elektrische delen.

Welk type stroomvoorziening gebruiken huizen?

Woningen gebruiken een eenfasige stroomvoorziening.

Hoe worden éénfase transformatoren bedraad?

éénfase transformatoren kunnen zowel in serie als parallel worden geschakeld.

Volgens welk principe werkt de eenfasige transformator?

Eénfase transformatoren werken volgens het principe van de wet van Faraday van elektromagnetische inductie. De wet van Faraday is een wet van het elektromagnetisme die voorspelt hoe een magnetisch veld in wisselwerking met een magnetische kring een elektromotorische kracht zal produceren.