Een transformator is eigenlijk een van de oudste innovaties in de elektrotechniek. Een transformator is een elektrisch apparaat dat kan worden gebruikt om de stroom van het ene circuit en een ander circuit over te dragen zonder fysiek contact en zonder de kenmerken zoals frequentie en fase te veranderen. Het is een essentieel apparaat in elk elektrisch netwerkcircuit. Het bestaat uit hoofdzakelijk twee circuits, namelijk primaire circuits en een of meer secundaire circuits. Alles wat je moet weten over transformatoren en de werking ervan lees je hieronder!
De werking van een transformator hangt af van de elektromagnetische inductiewet van Faraday. Het wederzijdse inductie fenomeen tussen twee of meer wikkelingen is verantwoordelijk voor vermogens transformatie. Volgens de wet van Faraday is “de veranderingssnelheid van de koppeling met betrekking tot de tijd recht evenredig met de EMF die in een geleider of spoel wordt geïnduceerd.
Soorten transformatoren
Er zijn verschillende soorten transformatoren die in een elektrische energiesysteem voor verschillende doeleinden worden gebruikt, zoals bij stroomopwekking, distributie en transmissie en het gebruik van elektrisch vermogen. De transformatoren zijn geclassificeerd op basis van spanningsniveaus, gebruikt kern medium, wikkelingen, gebruik, installatieplaats, enz.
Soorten transformatoren op basis van spanningsniveaus
Dit zijn de meest gebruikte transformator types en bruikbaar voor alle toepassingen. Afhankelijk van de spanningsverhoudingen van primaire naar secundaire wikkelingen, worden de transformatoren geclassificeerd als zogenaamde ‘step-up’ en ‘step-down’ transformatoren.
Step-up transformator
Zoals de naam al aangeeft, wordt de secundaire spanning opgevoerd met een verhouding ten opzichte van de primaire spanning. Dit kan worden bereikt door het aantal wikkelingen in de secundaire of in de primaire wikkelingen te vergroten. In een energiecentrale wordt een step-up transformator gebruikt als verbindings transformator voor de generator op het net.
Step-down transformator
Vroeger verlaagde een Step-down transformator het spanningsniveau van een lager naar een hoger niveau aan de secundaire zijde, waardoor het een step-down transformator wordt genoemd. De wikkeling draait meer aan de primaire zijde dan aan de secundaire zijde. In distributienetwerken wordt de step-down transformator vaak gebruikt om de hoge netspanning om te zetten in een lage spanning die kan worden gebruikt voor bijvoorbeeld huishoudelijke apparaten.
Lucht-kern transformator
Op basis van het medium dat tussen de primaire en secundaire wikkeling is geplaatst, worden de transformatoren geclassificeerd als luchtkern en ijzerkern. Zowel de primaire als secundaire wikkelingen zijn gewikkeld op een niet-magnetische strip waarbij de flux verbinding tussen primaire en secundaire wikkelingen door de lucht gaat.
Vergeleken met ijzer kern is de onderlinge inductantie in de luchtkern minder, dat wil zeggen dat de tegendruk die wordt geboden aan de gegenereerde flux is hoog bij het lucht medium. Maar de hysteresis- en wervelstroomverliezen worden volledig geëlimineerd in een transformator van het lucht kerntype.
IJzeren kern transformator
Zowel de primaire als secundaire wikkelingen zijn op meerdere ijzeren platen gewikkeld die een perfecte verbinding naar de gegenereerde flux bieden. Het biedt minder weerstand tegen de verbindings flux vanwege de geleidende en magnetische eigenschap van het ijzer. Dit zijn veel gebruikte transformatoren waarbij de efficiëntie hoog is in vergelijking met de transformator van het lucht kerntype.
De transformatoren op basis van wikkelingen zoals een transformator met twee wikkelingen bevatten twee afzonderlijke wikkelingen voor elke fase, zoals de primaire en secundaire. Hier kan de primaire wikkeling worden geleverd via de ingang, terwijl de secundaire via de belasting kan worden aangesloten. Deze twee wikkelingen zijn elektrisch geïsoleerd maar magnetisch gekoppeld.
De geïnduceerde EMF in de secundaire wikkeling vanwege de variërende magnetische flux die kan worden veroorzaakt door de veranderende stroom binnen de primaire wikkeling, ook wel wederzijdse inductie genoemd. Dus de spanning is er vanwege de inductie. Deze spanning hangt voornamelijk af van de wikkelverhouding en kan de ingangsspanning verhogen of verlagen.
