Transformeren – Grundlæggende – Terminologi, symbol i kredsskema. Hovedfeltets dannelse og reaktion på belastningsstrømme. Vektordiagram i tomgang og under belastning. (1-faset betragtning).

Terminologi, symbol i kredsskema. Hovedfeltets dannelse og reaktion på belastningsstrømme. Vektordiagram i tomgang og under belastning. (1-faset betragtning).

Leveret af Keld Dyrmose, Lektor, AAMS (Aarhus Maskinmesterskole) 1/3

Keld Dyrmose er lektor ved Aarhus Maskinmesterskole (AAMS) og uddannet maskinmester. Han har bidraget med teknisk viden inden for områder som transformatorers paralleldrift, omsætningsforhold og koblingscifre samt AC-kredsløbsberegninger.

Transformerens ækvivalente skema (1-faset betragtning)

Leveret af Keld Dyrmose, Lektor, AAMS (Aarhus Maskinmesterskole) 2/3

Tomgangsforsøg og kortslutningsforsøg (1-faset betragtning) (Wattmeteret burde have haft en forbindelse direkte ned til den anden leder)

Leveret af Keld Dyrmose, Lektor, AAMS (Aarhus Maskinmesterskole) 3/3

Læs mere om transformere her

Transformeren – Grundlæggende Begreber og Principper

En transformer er en elektrisk enhed, der overfører energi mellem to eller flere viklinger gennem et magnetfelt. Den fungerer efter induktionsprincippet og anvendes til at ændre spændingsniveauer i elnettet og industrielle installationer.

---

1. Terminologi og Symbol i Kredsskema

Grundlæggende begreber

• Primærvikling (N₁): Tilførselssiden af transformeren, hvor vekselspændingen påtrykkes.
• Sekundærvikling (N₂): Afgangssiden, hvor den transformerede spænding og strøm leveres.
• Kerne: Lavtabs jernkerne, som leder magnetfeltet mellem viklingerne.
• Omsætningsforhold (n): Forholdet mellem primær- og sekundærspænding.n=U1U2=N1N2n = \frac{U_1}{U_2} = \frac{N_1}{N_2}n=U2​U1​​=N2​N1​​
• Magnetiseringsstrøm (I₀): Den lille strøm, der kræves for at opretholde hovedfeltet.
• Tomgangstab: Består af hysterese- og hvirvelstrømstab i kernen.
• Kobbertab: Strømvarmetab i viklingerne (P = I²R).

Symbol i kredsskema

Transformeren repræsenteres typisk i et elektrisk skema som:

KopiérRediger  ┌───||───┐
  │        │
  │        │
  ├──(N1)──┤  Primærvikling
  │        │
  │        │
  ├──(N2)──┤  Sekundærvikling
  │        │
  │        │
  └───||───┘

Eller som et mere simpelt symbol:

KopiérRediger  ┌────┐
  │ N1 │───||───│ N2 │
  └────┘

Hvor “||” repræsenterer den magnetiske kobling mellem viklingerne.

---

2. Hovedfeltets Dannelse og Reaktion på Belastningsstrømme

Hovedfeltet dannes af den vekselstrøm, der løber i primærviklingen. Dette skaber et skiftende magnetfelt, som inducerer en spænding i sekundærviklingen (Faradays lov).

I tomgang (uden belastning):

• Kun en lille magnetiseringsstrøm I₀ løber i primærviklingen for at opretholde hovedfeltet.
• Sekundærstrøm I₂ = 0.

Under belastning:

• Når sekundærsiden tilsluttes en belastning, trækkes en strøm I₂, hvilket skaber et nyt magnetfelt.
• Dette modvirker det oprindelige felt, og derfor må primærstrømmen I₁ stige for at opretholde balancen.
• Hovedfeltet forbliver næsten konstant, men faseforskydningen mellem strømme og spændinger ændrer sig.

---

3. Vektordiagram i Tomgang og Under Belastning

Vektordiagrammer bruges til at analysere transformerens spændinger og strømme.

A. Vektordiagram i Tomgang (uden belastning)

I tomgang er kun magnetiseringsstrømmen til stede, og den er forskudt 90° efter spændingen pga. kernens induktive egenskaber.

• Primærspænding U₁ tages som reference.
• Magnetiseringsstrøm I₀ er forskudt 90° efter U₁.
• Jernkernens tab (hysterese og hvirvelstrømme) giver en lille aktiv komponent I₀ʹ.

markdownKopiérRediger  U1 →  →  →  →  
       ↑
       I0 (90° efter U1)
       ↑

B. Vektordiagram Under Belastning

Når transformeren belastes, sker følgende ændringer:

1. Sekundærstrøm I₂ løber i lasten – bestemmes af belastningen.
2. Denne skaber et magnetfelt modsat det oprindelige hovedfelt, hvilket reducerer den inducerede spænding.
3. For at opretholde spændingen må primærstrøm I₁ øges.
4. Spændingsfald i viklingsmodstanden og lækageinduktansen ændrer faseforholdene.

Vektordiagrammet inkluderer:

• Primærspænding U₁ (reference).
• Induceret spænding E₁ ≈ U₁ – spændingsfald i viklingen.
• Sekundærspænding U₂ afhænger af belastning.
• Strømmene I₁ og I₂, som afhænger af belastningens type (resistiv, induktiv, kapacitiv).

Eksempel for en resistiv-induktiv belastning:

markdownKopiérRedigerU1 →  →  →  →  
      ↘
      I1 (lidt forskudt pga. viklingsmodstand og induktans)
       |
       ↓
       I2

Hvis belastningen er induktiv (f.eks. en motor), forskydes strømmen bag spændingen.

---

Konklusion

En transformer fungerer ved at overføre energi via et magnetfelt. I tomgang er kun magnetiseringsstrømmen aktiv, mens belastning skaber strømme, der påvirker spændingsforhold og fasevinkler. Vektordiagrammer hjælper med at visualisere forholdet mellem spændinger og strømme afhængigt af belastningstypen.

Enhedsomregner/Enhedsberegner til omregning af enheder. Her kan du omregne mange enheder i flere kategorier som længde, areal, densitet, energi, masse, kraft, tryk, hastighed, temperatur, volumen med mere. Du finder den her