Transformatoren
<laatst
bijgewerkt: 2025-12-27>
In het kort:
Transformatoren zijn componenten waarmee wisselspanning nagenoeg
verliesvrij in een andere spanning kan worden omgezet. Eveneens kan er
z.g. galvanische scheiding mee worden bereikt, hetgeen in veel gevallen
nodig is voor de elektrische veiligheid.
Verwante onderwerpen:
galvanische scheiding, elektrische veiligheid.
De transformator of trafo bestaat uit twee of meer koperdraadspoelen gewikkeld rond een
gemeenschappelijke ijzerkern.
Met een transformator kan een wisselspanning met weinig verliezen omgezet worden
in een andere (grotere of kleinere) wissel spanning van de zelfde spanningsvorm
en frequentie.
We spreken steeds over een primaire wikkeling waarop de ingangsspanning wordt
aangesloten. Er kunnen meerdere secondaire wikkelingen zijn.
De spanning is evenredig met het aantal wikkelingen. Het totale afgegeven
vermogen (product van Volt en Amperes) is steeds iets kleiner dan het opgenomen
vermogen. Het rendement van transformatoren is doorgaans zeer hoog, vooral bij
grotere transformatoren.
Transformatoren worden o.m. gebruikt in de energie techniek (vermogens van
megawatts, en dan weegt zo'n ding tonnen).
In de audio techniek vinden we Voedingstrafo's, Signaaltrafo's en Uitgangs
trafo's (de laatste alleen bij buizenversterkers). Ook bij electrostatische
luidsprekers vinden we vaak een transformator om de vereiste hoge
signaalspanning op te wekken. Dit heet dan een step-up trafo.
Uitgangs trafo's worden alleen gebruikt bij de verouderde buizen techniek en in
z.g. 100-Volt systemen.
Enkele vervelende eigenschappen van de uitgangstrafo vormen bij
buizenschakelingen de reden dat er geen
sterke tegenkoppeling gebruikt kan worden, waardoor het moeilijk is om een lage
vervorming te bereiken. Zie mijn hoofdstuk over buizen.
Signaaltrafo's vinden we bij microfoon-aansluitingen en soms bij
vinyl-platenspelers met een Moving Coil element. De
bedoeling is om storing van buitenaf (licht dimmers) te voorkomen door het
gebruik van symmetrische (twisted pair) lange leidingen. Er bestaan inmiddels
geintegreerde circuits die het zelfde bereiken zonder transformator.
Voedings trafo's komen we te kust en te keur tegen in audio apparatuur. Voor wat
grotere vermogens (in eindversterkers) hebben ringkern trafo's het voordeel van
een wat hoger rendement en geringer uitwendig magneetveld. (maar wel duurder,
enne.... het rendement van een E-kern transformator is ook niet slecht)
In toenemende mate wordt er gebruik gemaakt van z.g. schakelende
voedingen.
(vooral in computer aparatuur, TV's, en LED
verlichting. Dit type voedingen heeft een hoog rendement en gebruikt een
verhoudingsgewijs kleine transformator met een kern van ferriet
materiaal. (een
keramische legering waar soms zelfs geen ijzer aan te pas komt) De
truuk is dat de lichnetspanning eerst omgezet wordt in een
hoogfrequente
wisselspanning (40 kHz tot meer dan 1 MHz) waardoor er een veel kleinere
transformator gebruikt kan worden.
De ijzerkern van een
transformator is nooit een massief stuk ijzer, maar bestaat uit een
stapel van dunne, onderling geïsoleerde plaatjes van een speciale ijzer
legering.
Dat is gedaan omdat er anders in het ijzer sterke wervelstromen gaan lopen die veel verlies = warmte ontwikkeling. opleveren.
Bij de ijzeren bodem van een pan op een inductie kookplaat is dat juist de bedoeling.
Autotrafo
Er bestaat een speciale uitvoering van een trafo waarbij de primaire en
secondaire wikkeling gedeeltelijk samenvallen, de z.g. auto trafo (heeft
niets met iets op wielen te maken) Deze worden nog wel eens gebruikt
als "verhuis trafo" voor als je naar een huis gaat waar een andere
lichtnet spanning is (vóór pakweg 1960 hadden sommige wijken in NL nog
127 Volt) of als je amerikaanse spullen van 115 Volt wilt aansluiten.
Daar zit een adder onder het gras. Je kunt de trafo zo op de 230 Volt
aansluiten dat het amerikaanse ding tussen de 230V kant en de aftakking
zit. Dat kan gevolgen hebben voor evt. filtercondensatoren of
overspannings beveiligingen in dat appraat, die voor 115 Volt bestemd
zijn. Ik heb daar wel eens vuurwerk van gezien.
Check dus met een spanningszoeker of niet beide polen van de 115 volt op
spanning staan. Draai in dat geval de 230 Volt stekker om.
.