12.2 Spanning transformeren
Welk(e) lampje(s) branden als je de schakelaar openzet?
Lampje 1
Lampje 1,2
Lampje 1,2,3
geen lampje
Lesduur is: 45 minOnderdelen in deze les
Welk(e) lampje(s) branden als je de schakelaar openzet?
Lampje 1
Lampje 1,2
Lampje 1,2,3
geen lampje
12.2 Spanning transformeren
Je kunt uitleggen wat het verschil is tussen hoogspanning, netspanning en veilige spanning.
Je kunt toelichten wat wordt bedoeld met: de netspanning in Nederland is 230 V/50 Hz.
Je kunt uitleggen waarom veel apparaten een eigen adapter (netstekkervoeding) hebben.
Je kunt beschrijven hoe een transformator energie opneemt, omzet en weer afstaat.
Je kunt berekenen hoe een transformator de spanning transformeert.
Je kunt berekeningen uitvoeren met het opgenomen en afgegeven vermogen van een (ideale) transformator.
Terugblik
Je kunt uitleggen hoe je de stroomkring door een apparaat opent en sluit.
Je kunt beredeneren in welke richting de stroom door een stroomkring beweegt.
Je kunt uitleggen of een diode de stroom doorlaat of tegenhoudt.
Je kunt uitleggen hoe je een led in een schakeling aansluit.
Je kunt berekeningen uitvoeren met de capaciteit, de stroomsterkte en de tijd.
Je kunt berekeningen uitvoeren met het vermogen, de spanning en de stroomsterkte.
Welke formule kun je OOK gebruiken om de spanning uit te rekenen.
U = P : I
U = R : I
U = I : P
U = I x P
Bereken het vermogen als de spanning 15 V en de stroomsterkte 5 A is.
75 W
3 W
0,33 W
De spanning op school is
230 V
1,5 V
12 V
400 V
Welk(e) lampje(s) branden in deze situatie?
Lampje 1
Lampje 1,2
Lampje 1,2,3
geen Lampje
12.2 Spanning transformeren
De oplader van een mobiele telefoon is ingebouwd in de stekker die je in het stopcontact steekt.
Wat doet zo’n oplader met de spanning die hij van het stopcontact krijgt?
Het elektriciteitsnet
De generatoren van een elektriciteitscentrale produceren een wisselspanning, net als een dynamo.
De wisselspanning kan omhoog of omlaag worden getransformeerd.
Het apparaat dat de spanning transformeert, heet een transformator.
In elke woonwijk staan één of meer transformatorhuisjes.
In zo’n huisje wordt de spanning nog verder omlaag getransformeerd, naar de netspanning die je in huis gebruikt (230 V).
De netspanning
Het lichtnet bij je thuis levert een wisselspanning met een frequentie van 50 Hz. De spanning verandert volgens een golfpatroon dat zich vijftig keer per seconde herhaalt (afbeelding 2).
De effectieve waarde van deze wisselspanning is 230 V.
De netspanning
Sommige apparaten, zoals een desktopcomputer, hebben een ingebouwde transformator. Meestal maakt een transformator deel uit van de adapter (officiële naam: netstekkervoeding) van een apparaat.
Vaak bevat zo’n adapter ook een gelijkrichter.
Dat is een schakeling die van een wisselspanning een gelijkspanning maakt
De transformator
De transformator bestaat uit twee spoelen die om een weekijzeren kern zijn bevestigd. Je sluit de primaire spoel aan op de spanning die je wilt transformeren. Deze noem je de primaire spanning of Up.
De secundaire spoel levert dan een (omhoog of omlaag) getransformeerde spanning. Deze noem je de secundaire spanning of Us.
Omhoog of omlaag transformeren
Of de spanning hoger of lager wordt, hangt af van het aantal windingen van de spoelen:
Als de secundaire spoel meer windingen heeft dan de primaire spoel, is Us groter dan Up.
De spanning wordt dan omhoog getransformeerd.
Als de secundaire spoel minder windingen heeft dan de primaire spoel, is Us kleiner dan Up.
De spanning wordt dan omlaag getransformeerd.
Omhoog of omlaag transformeren
Het verband tussen het aantal windingen en de primaire en secundaire spanning kun je schrijven als:
aantal windingen primaire spoel = primaire spanning
aantal windingen secundaire spoel secundaire spanning
np het aantal windingen van de primaire spoel;
ns het aantal windingen van de secundaire spoel;
Up de primaire spanning in volt (V);
Us de secundaire spanning in volt (V).
Of in symbolen:
np = Up
ns Us
Voorbeeldopdracht 1
De transformator van een deurbel heeft een primaire spoel met 800 windingen en een secundaire spoel met 32 windingen. De primaire spoel is aangesloten op het lichtnet (230 V).
Bereken de secundaire spanning.
primaire spoel secundaire spoel
np = 800 ns = 32
Up = 230 V Us = ? V
Uitwerking:
np = Up 800 = 230
ns Us 32 ?
800 × Us = 230 × 32
Us= 230 x 32 = 9,2 V
800
Het rendement van een transformator
Transformatoren hebben een hoog rendement.
Van de opgenomen elektrische energie wordt maar een klein deel omgezet in warmte. Bij het maken van berekeningen wordt vaak aangenomen dat een transformator een rendement heeft van 100%.
Voor zo’n ideale transformator geldt:
door de primaire spoel = door de secundaire spoel
opgenomen elektrisch afgegeven elektrisch
vermogen vermogen
Waar wil je nog extra uitleg over?
Welke 3 dingen heb jij deze les geleerd?
Het is duidelijk waar we met het hoofdstuk aan het werk gaan
Ik begrijp de leerdoelen van deze les?
De les was leuk?