Transformatoren ændrer spændingen

Derfor har du brug for en transformator

På elektricitetsværket produceres elektricitet i form af vekselspænding. Strømmen sendes ud til forbrugerne og kommer ind i vore huse som 230 volt vekselspænding.

 
Mange af vore elektriske apparater i huset kører direkte på 230 V, f.eks:
    • køleskab
    • opvaskemaskine
    • lys i form af glødepærer, neonrør og sparepærer
    • el-kogekedel
    • brødrister
    • hårtørrer
    • støvsuger
   
En del andre apparater har indbygget elektronik, som kører på en meget lav jævnspænding, f.eks.
    • musikanlæg
    • fjernsyn
    • computer, printer osv.
    • mobiltelefon, dvs. i opladeren
 

En undtagelse fra ovenstående regel er bl.a. halogenlamper, som har en transformator, men ingen elektronik.

 

Så snart der er elektronik i et apparat, skal der være en transformator for at nedsætte spændingen. Desuden skal vekselspændingskurven udglattes, så den er jævn som strømmen på et batteri. Det sker i en batteri-emulator.

 

Elektronik er opbygget med elektriske kredsløb, som kun kan virke med jævnspænding. Transistorer f.eks. kan kun virke, når den ved, hvad der er plus og minus. En computer-chip indeholder 34 mill. transistorer, og den bruger normalt 5 volt jævnspænding.

 

Sådan virker en transformator

En transformator virker kun med vekselspænding. Det er, fordi det er ændringen i det magnetiske felt inde i spolen, der skaber elektriciteten, også kaldet induktion.

 

Herunder ses den type transformator, som mange elever landet over stifter bekendtskab med i skolen.

 

Den spole, der tilsluttes strømkilden, kaldes for primærspolen.
Den spole, der tilsluttes forbrugeren, kaldes for sekundærspolen.

 

 

Det er ren matematik

Den gule spole har 400 vindinger, og den blå har 200. Hvis den gule er primærspole, vil den elektriske spænding blive nedsat til det halve i den blå sekundærspole.

 

Man kan altså matematik gætte sig til, hvilken spænding, der kommer ud af transformatoren. Der er et energitab i enhver transformator, men alligevel sætter vi denne regel op for forholdet mellem spænding og vindinger i de to spoler, primær- og sekundærspolen:

 

Spænding i primær forholder sig til spænding i sekundær
som
antallet af vindinger i primær forholder sig til vindinger i sekundær.

 

Eksempel

Herunder ses en transformator, der er tilsluttet lysnettets 230 volt. Den lille pære lyser fint, men ville sprænges, hvis den blev sat direkte til lysnettet.

Her går elektricitet fra lysnettet gennem en transformator med 12.000 og 600 vindinger på henholdsvis primær- og sekundær-spolerne.

 

Lommelygtepæren lyser fint, fordi de 230 volt er lavet om til en meget lavere spænding.

 

Der er 11 gange færre vindinger på sekundærspolen. Det vil i teorien nedsætte spændingen på sekundærspolen til ca. 11 volt. Effekttab gør, at en 6 volt pære lyser fint.

 

Transformatoren virker ikke på jævnspænding

Prøv at tilslutte primærspolen på en transformator til jævnspænding. Der dannes ingen elektricitet i sekundærspolen.

Prøv nu at slukke og tænde hurtigt for strømmen i primærspolen. Det giver udslag i sekundærspolen.

 

Der skal hele tiden ske en ændring i magnetfeltet i spolerne for at transformatoren virker. Denne ændring sørger vekselspændingen for, idet den skifter med en frekvens på 50 Hz, altså 100 gange i sekundet.

 

Ørsted og Faraday igen

Prøv at forklare transformatoren ved at snakke om Ørsted og Faraday. Ørsteds forsøg er det, der sker i primærspolen. Induktion er det, der skaber spændingen i sekundærspolen.

 

Animation af elektroner og magnetfelt i en transformator . . .

Bemærk vekselspændingen - strømmen skifter retning 50 gange i sekundet. På den måde sker der hele tiden en ændring i magnetfeltet. Den brune pil midt i transformatoren viser magnetfeltets retning.

Nyheder sept 2020

zoom198

Vi ses på ZOOM

Lad klassen få besøg af en konsulent via ZOOM. Få f.eks. en præsentation af læseplanen for 7. klasse, eller fysik8.dk eller noget om de fællesfaglige fokusområder i 9. årgang.
Giv et forslag til et virtuelt møde på 15 minutter her i tiden frem til efterårsferien. Send en besked på mail: Denne e-mail adresse bliver beskyttet mod spambots. Du skal have JavaScript aktiveret for at vise den..

Hilsen, Erik Marcussen
lærer i naturfag

ellen 198

Elfærgen Ellen

Der sejler en helt unik færge i det sydfynske øhav. Det er elfærgen Ellen. Den er et godt emne under energi eller teknologi. Klik her . . .

gitterspaer03

Lærerens undervisningspakke

Husk at bestille elevmaterialet til artiklerne her på fysik7.dk, fysik8.dk osv. Har du allerede licens, skal du blot bestille en opdatering. Kig forbi under lærer-info. Klik her.