In dit artikel leren we het je Waarom hebben transformatoren wisselstroom nodig?, Waarom werkt de transformator op wisselstroom?, Waarom wordt wisselstroom gebruikt in transformatoren?
Waarom hebben transformatoren wisselstroom nodig?
Transformatoren hebben wisselstroom (AC) nodig omdat ze werken volgens het principe van elektromagnetische inductie, waarvoor een veranderend magnetisch veld nodig is. Wisselstroom zorgt uiteraard voor een continu variërend magnetisch veld als de stroom van richting verandert, wat een spanning induceert in de secundaire wikkeling van de transformator. Dit veranderende magnetische veld is essentieel voor de overdracht van elektrische energie tussen de primaire en secundaire spoelen van de transformator. Zonder wisselstroom zou er geen variatie in het magnetische veld zijn die een overeenkomstige spanning in de secundaire wikkeling zou induceren.
Wisselstroom is belangrijk omdat het een efficiënte transformatie en overdracht van spanning over lange afstanden mogelijk maakt. Wisselstroom kan eenvoudig worden verhoogd tot hoge spanningen met behulp van transformatoren voor transmissie over lange afstanden, waardoor energieverliezen als gevolg van de weerstand van de stroomlijn worden geminimaliseerd. Bovendien kan wisselstroom eenvoudig worden omgezet naar lagere spanningen voor veilig gebruik in woningen en bedrijven. Deze veelzijdigheid in spanningstransformatie maakt AC de voorkeurskeuze voor de meeste stroomdistributiesystemen.
Waarom werkt de transformator op wisselstroom?
Een transformator werkt alleen met wisselstroom, omdat gelijkstroom (DC) geen veranderend magnetisch veld creëert. Het elektromagnetische inductieproces, dat de basis vormt van de werking van een transformator, is afhankelijk van het vermogen van wisselstroom om voortdurend de richting en omvang van de stroom te veranderen. Bij gelijkstroom zou het gegenereerde magnetische veld constant zijn zodra de stroom tot stand is gebracht, wat resulteert in geen geïnduceerde spanning in de secundaire wikkeling na de initiële instelfase. Dit ontbreken van een veranderend magnetisch veld betekent dat transformatoren niet goed kunnen werken met gelijkstroom.
Waarom wordt wisselstroom gebruikt in transformatoren?
Wanneer gelijkstroom in een transformator wordt gebruikt, brengt de initiële stroom een stabiel magnetisch veld tot stand, maar omdat het magnetische veld niet verandert, wordt er na het initiële moment geen extra spanning in de secundaire wikkeling geïnduceerd. Dit constante magnetische veld kan ook overmatige verwarming in de transformatorkern veroorzaken als gevolg van voortdurende magnetisatie, wat mogelijk kan leiden tot schade of oververhitting. De transformator zou zich effectief gedragen als een kortsluiting onder gelijkstroomomstandigheden, waardoor een hoge stroom in de primaire wikkeling zou ontstaan en mogelijk ernstige elektrische en thermische problemen zouden kunnen ontstaan.
Een transformator trekt meer stroom als er belasting is aan de primaire zijde dan wanneer er geen belasting is, vanwege de principes van krachtoverdracht en weerstand. Onder belasting moet de transformator het benodigde vermogen leveren aan de secundaire zijde, waardoor de primaire stroom toeneemt als gevolg van de toegenomen stroomvraag. In feite is het aan de secundaire (belastings)zijde geleverde vermogen gelijk aan het vermogen dat aan de primaire zijde wordt afgenomen, waarbij rekening wordt gehouden met efficiëntieverliezen. Als er geen belasting aanwezig is, is de primaire stroom voornamelijk de nullaststroom, die relatief klein is en voornamelijk wordt gebruikt om verliezen in de kern te overwinnen en het magnetische veld in stand te houden.
Wij hopen dat dit overzicht u helpt Waarom hebben transformatoren wisselstroom nodig? was duidelijk.
