De transformator

DOEL Het doel van deze proeven is om uit te vinden hoe het aantal primaire en secundaire windingen van een transformator de stroom en spanning beïnvloedt. VERWACHTING Mijn verwachting is dat als er meer windingen op de secundaire spoel zitten dan op de primaire spoel, dat de secundaire spanning hoger zal worden, en de stroom lager. BENODIGDHEDEN Pen/potlood, papier, voltmeter, ampèremeter, een aantal testkabels, ijzeren kern, een aantal spoelen met verschillende aantallen windingen. WERKWIJZE Bij al deze proeven heb ik een soortgelijke opstelling gebruikt zoals die in plaatje 1 is te zien. Proef 1: Ik heb bij deze proef twee spoelen om een ijzeren kern geschoven, de primaire spoel had 200 windingen en de secundaire spoel 600 windingen. Aan de primaire spoel heb ik 5 volt gelijkspanning aangesloten en aan de secundaire spoel heb ik een voltmeter aangesloten. Tijdens het aan- en uitzetten van de stroom heb ik waargenomen dat bij het uitzetten de wijzer van de voltmeter negatief uit en bij het aan zetten sloeg de wijzer positief uit. Bij het volgende deel van de proef heb ik de gelijkspanning vervangen door wisselspanning. Nadat ik dit heb gedaan heb ik het sluitstuk van de kern een beetje opgetild, toen ik dit deed begon de transformator te brommen. Dit brommende geluid was 50 Hz (netspanning is namelijk ook 50 Hz). Proef 2: Bij deze proef heb ik de opstelling van plaatje 1 gebouwd en heb ik 6.5 V wisselspanning gebruikt. Eerst heb ik een fietslampje rechtstreeks op 6.5 V laten branden; daarna heb ik het fietslampje aangesloten op de secundaire (op de secundaire spoel zaten meer windingen dan op de primaire spoel.) spoel van mijn transformator. Toen ik de stroom er op zette brandde het lampje feller.Bij het tweede deel van de proef heb ik verschillende spoelen op mijn transformator gezet en heb ik de spanning en de stroom aan de secundaire en primaire kant gemeten.(zie tabel 1) Proef 4:Bij deze proef had onze nask leraar (mnr. Norden) een transformator gecreëerd waarbij aan de primaire kant een groot aantal windingen zaten en aan de secundaire kant een zeer klein aantal windingen. Daarna heeft hij twee spijkers op de secundaire spoel aangesloten (op beide punten van de secundaire spoel). Daarna heeft hij de punten van de spijkers tegen elkaar gehouden en deze gloeiden op. Primaire spoel Secundaire spoel

Spanning StroomSpanningStroom
Aantal Windingen Volts Ampères Aantal Windingen Volts Ampères
200 6.50.253009.00.12
2006.50.3440012.00.14
2006.50.660016.00.17
3006.50.184008.50.15
4006.50.186009.00.105 CONCLUSIE Door middel van deze reeks proeven kan ik concluderen dat het aantal windingen van de primaire en secundaire spoelen, de spanning en de stroom inderdaad iets met elkaar te maken hebben. Namelijk: als ik het aantal windingen aan de secundaire spoel verdubbel, dan verdubbelt de spanning en halveert de stroom. Als je het aantal secundaire windingen halveert dan halveert de secundaire spanning ook en dan zal de stroom verdubbelen. Dit geldt voor alle mogelijke combinaties van windingen.Hieruit volgt dat de spanning doet altijd hetzelfde als het aantal windingen (bijvoorbeeld je verdubbelt het aantal windingen op de secundaire spoel, dan zal de spanning ook verdubbelen). De stroom doet altijd het tegenovergestelde van het aantal windingen (bijvoorbeeld je verdubbelt het aantal windingen op de secundaire spoel, dan zal de stroom halveren). In formule vorm (N is aantal windingen, V is de spanning en I is de stroom): V1/V2 = N1/N2
N1/N2 = I2/I1

Verder concludeer ik dat je voor een transformator altijd wisselspanning nodig hebt, omdat een transformator werkt met wisselende magneetvelden, dit is goed te zien bij proef 1. Uit de tabel met mijn metingen blijkt wel dat deze eenvoudige formules niet precies gevolgd worden. Het secundaire vermogen (V×i) is altijd lager dan het primaire vermogen omdat er in de transformator verliezen zijn (warmte!).