Transformatoren: vindingsforholdet bestemmer spenningen

Hva viser visualet?

En transformator er to spoler rundt en felles jernkjerne. Vekselstrøm i primærspolen magnetiserer kjernen fram og tilbake, og den vekslende fluksen induserer en spenning i sekundærspolen. For en ideell transformator er U_p/U_s = N_p/N_s, og effekten er tilnærmet bevart: P inn ≈ P ut.

Kapittelsidens eksempel: med N_p = 1000, N_s = 50 og U_p = 230 V blir U_s = 230·50/1000 = 11,5 V. Kapitteleksamenens oppgave 3: skal 230 V bli 12 V med 1150 vindinger på primærsiden, trengs N_s = 1150·12/230 = 60 vindinger.

På likespenning virker den ikke. En konstant strøm gir en konstant fluks i kjernen, og da er ΔΦ/Δt = 0. Faradays lov gir ε = 0 — transformatoren krever endring.

Slik leser du visualet

Merkene under står også i bildet.

1. 1. Vekselstrøm gir vekslende fluks. Primærspolen magnetiserer kjernen fram og tilbake, gang på gang.
2. 2. Forholdet er vindingsforholdet. 230 V over 1000 vindinger gir 11,5 V over 50 vindinger — en tjuedel av hver.
3. 3. Likespenning gir ingenting. Uten fluksendring er ΔΦ/Δt = 0, og da induseres ingen spenning.

Nøkkelbegreper

• transformator
• vindingsforhold
• jernkjerne
• vekselstrøm
• effektbevaring
• primær og sekundær

På prøve og muntlig-praktisk

Kapitteleksamen oppgave 3: finn antall vindinger i sekundærspolen (60), og forklar hvorfor transformatoren ikke virker på likespenning. Eksamen vår 2024 oppgave 1n: 240 V til 60 V gir N_p/N_s = 4,0.

Kildegrunnlag

https://www.ifingo.no/fysikk2/elektromagnetisk-induksjon · https://www.ifingo.no/fysikk2/elektromagnetisk-induksjon/eksamen · eksamen-var-2024.html oppgave 1n