Transformator - theorie van de werking (Techniek Radio/TV)

door Koos Bouwknegt , Hengelo (Ov), 21.05.2012, 16:56 (4570 dagen geleden) @ Jac Janssen

Jac,
Je hebt helemaal gelijk. De nullast stroom die een trafo opneemt, kun je verklaren door een trafo te zien als een ideale trafo met parallel aan de primaire een smoorspoel Lprim.

Onbelast is de secundaire stroom van de ideale trafo nul, dus ook de primaire stroom, en het enige wat je primair overhoudt is de stroom in Lprim.
Zoals in elke smoorspoel loopt die stroom 90 graden achter op de spanning. Als de kern op het randje van verzadiging zit, dan zal de primaire stroom piekjes krijgen zoals in de tekening. Gedurende de plus halve netperiode wordt de kern steeds verder dezelfde kant op gemagnetiseerd totdat ie verzadigt en de stroom omhoog schiet. Op het randje van verzadiging gebeurt dat net voordat de spanning ompoolt, en de stroom in Lprim weer gaat afnemen. Eerst langs het piekje weer omlaag uit verzadiging, en daarna gebeurt in de andere halve periode weer hetzelfde.

Als er wel voldoende ijzer voor de trafo is gebruikt, en de kern niet verzadigt dan is de stroom in Lprim een sinus, en uit de grootte kun je Lprim berekenen. Voor een 50VA nettrafo ongeveer 10H, dat geeft 230V / (2pi 50Hz x 10H) = 73mA stroom in Lprim, en dat is dus de nullast primaire stroom.

Als er belasting is, dan is de primaire stroom van de ideale trafo een getrouwe copie van de secundaire stroom golfvorm, in de schaal N1 / N2.
Als bijvoorbeeld secundair een weerstand zit die 1A top (0.7Arms) opneemt, en de trafo overzetting is 230:23V, dan is de topwaarde van de primaire stroom 0.1A (70mArms) en ook sinusvormig. Voor de hele trafo komt daar dan nog de stroom in Lprim, al dan niet met piekje bij.

Als de belasting een spoel is van bijvoorbeeld 20mH, dan vertaalt onze ideale trafo van 230:23V dit naar 20mH x (230/23)^2 = 2H. Je "ziet" dan primair de getransformeerde last spoel parallel aan Lprim, dus 2H // 10H = 1.667H, zoals Jac ook al noemde.
De formule voor parallelle spoelen is dezelfde als voor parallelle weerstanden.

Bij belasting met een diodebrug zijn er de laadstroompieken in de toppen van de netspanning. Deze zijn meestal veel groter dan de eventuele verzadigingspieken van de kern, die juist bij de nuldoorgangen van de netspanning (zie boven) optreden.
Tenslotte kan het model van een trafo nog worden uitgebreid met de spreidingszelfinductie en wikkelcapaciteit, maar die doen pas mee in de kHz-en.

Als daar belangstelling voor is, wil ik daar nog wel een vervolgje over schrijven.

Koos.

--
Met buizen in de wolken