In dit artikel leren we u over transformatoren en hun rol in elektrische systemen. We behandelen de soorten stromen die hierbij betrokken zijn, de verliezen die gepaard gaan met transformatoren, hun primaire functie en de werking van stroomtransformatoren. Als u deze aspecten begrijpt, krijgt u een duidelijker beeld van de manier waarop transformatoren werken en hun belang in de energiedistributie.
Welke stroom komt er uit de transformator?
De stroom die uit een transformator komt, is afhankelijk van het ontwerp en de belasting die erop is aangesloten. Zo werkt het:
- Secundaire stroom: De transformator verhoogt of verlaagt de spanning van de primaire zijde naar de secundaire zijde. Bijgevolg zal de stroom aan de secundaire zijde veranderen afhankelijk van de windingsverhouding van de transformator. Als de transformator de spanning verhoogt, zal de stroom aan de secundaire zijde lager zijn dan de primaire stroom, en omgekeerd.
- Afhankelijk van de belasting: De werkelijke stroom die door de transformator wordt geleverd, is afhankelijk van de aangesloten belasting. De transformator past de secundaire stroom aan om aan de vraag van de belasting te voldoen, op basis van de spannings- en stroomvereisten.
Wat zijn de verliezen van een transformator?
Transformatoren zijn weliswaar efficiënt, maar hebben inherente verliezen die hun prestaties beïnvloeden. Deze verliezen omvatten:
- Kernverliezen: Ook bekend als ijzerverliezen, deze treden op als gevolg van de magnetisatie van de kern van de transformator. Kernverliezen omvatten hysteresisverlies (energieverlies als gevolg van de omkering van magnetische domeinen) en wervelstroomverlies (circulatiestromen geïnduceerd in de kern).
- Koperverliezen: Dit zijn verliezen als gevolg van de weerstand in de wikkelingen van de transformator. Terwijl er stroom door de wikkelingen vloeit, gaat er wat energie verloren in de vorm van warmte, evenredig met het kwadraat van de stroom (I²R-verliezen).
- Lekkageverliezen: verliezen als gevolg van onvolmaakte koppeling tussen de primaire en secundaire wikkelingen, waardoor een deel van de magnetische flux niet effectief wordt overgedragen.
Wat transformeert een transformator?
De primaire functie van een transformator is het transformeren van elektrische energie van het ene spanningsniveau naar het andere. Specifiek:
- Spanningstransformatie: Het verandert het spanningsniveau tussen de primaire (invoer) en secundaire (uitvoer) zijden. Dit kan een verhoging (step-up transformator) of een verlaging (step-down transformator) van de spanning zijn.
- Vermogensoverdracht: Terwijl transformatoren de spanning en stroom aanpassen, blijft het vermogen (minus verliezen) aan beide kanten ongeveer hetzelfde, volgens het principe van energiebesparing.
Hoe werkt de huidige transformator?
Een stroomtransformator (CT) is ontworpen om stroom te meten en te bewaken. Zo werkt het:
- Primaire wikkeling: De primaire wikkeling van de CT voert de stroom die moet worden gemeten. Het bestaat meestal uit een enkele winding of een paar draadwindingen.
- Secundaire wikkeling: De secundaire wikkeling wordt rond de kern geplaatst en produceert een stroom die evenredig is met de primaire stroom. Deze secundaire stroom is veel lager, waardoor het veiliger en gemakkelijker te meten is met standaardinstrumenten.
- Magnetische kern: De kern van de CT concentreert de magnetische flux die wordt gegenereerd door de primaire stroom, waardoor een proportionele stroom in de secundaire wikkeling wordt geïnduceerd. De CT is ontworpen om een constante verhouding tussen de primaire en secundaire stromen te behouden.
Wat is de belastingsstroom van een transformator?
De belastingsstroom van een transformator verwijst naar de stroom die door de secundaire wikkeling van de transformator vloeit wanneer een belasting is aangesloten. Het hangt af van:
- Belastingsvraag: De stroom die door de aangesloten belasting wordt getrokken, bepaalt de belastingsstroom. Een hogere belasting zal meer stroom trekken.
- Transformatorwaardering: Het ontwerp en de capaciteit van de transformator bepalen de maximale belastingsstroom die deze aankan. Het overschrijden van deze classificatie kan oververhitting en schade veroorzaken.
We hopen dat deze uitleg een gedetailleerd inzicht heeft gegeven in hoe transformatoren werken, inclusief de soorten stromen, hun verliezen en hun functies. Wij zijn van mening dat dit artikel de essentiële aspecten van transformatoren en hun rol in elektrische systemen helpt verduidelijken.
