Scheidings-transformator
Een transformator (veelal afgekort tot trafo) is een statisch - dat wil zeggen zonder bewegende onderdelen - elektrisch apparaat, bestaande uit magnetisch gekoppelde spoelen. Stuurt men een veranderlijke stroom door een van de spoelen, de primaire spoel of primaire zijde genoemd, dan wordt in de andere spoel(en), de secundaire, een spanning opgewekt. Een transformator wordt toegepast voor verhogen of verlagen van een wisselspanning en/of voor het galvanisch scheiden van de primaire en secundaire stroomkringen.
Trafo.
Een belangrijke toepassing is het omzetten van een hogere wisselspanning, zoals de netspanning, naar de gewenste lagere wisselspanning. De hogere wisselspanning op de primaire spoel met meer windingen veroorzaakt daarin een wisselstroom, die in deze spoel door de wet van Lenz een vrijwel even grote en tegengestelde inductiespanning opwekt (zelfinductie). De primaire spoel werkt als een smoorspoel wanneer de secundaire spoel geen belasting in zijn keten heeft (onbelaste/open secundaire spoel). Door de magnetische koppeling (ijzerkern) bereikt de wisselende magnetische flux van de primaire spoel de secundaire spoel die minder wikkelingen heeft. In deze secundaire spoel wordt - weer door de wet van Lenz - een lagere wisselspanning opgewekt: de spanning is omlaag getransformeerd. Heeft de secundaire spoel meer wikkelingen dan de primaire dan wordt de spanning omhoog getransformeerd. Doordat de secundaire spoel vaak een veel lager aantal wikkelingen heeft, is er ruimte voor dikkere draad, waarbij bij deze lagere spanning een grotere stroom kan worden afgenomen. De beschikbare ruimte is uiteraard ook afhankelijk van het fysieke ontwerp van de transformator.
Schema-symbool trafo.
De verhouding tussen het aantal windingen van de primaire spoel en de secundaire spoel geeft de factor waarmee de spanning omhoog, dan wel omlaag wordt getransformeerd. Dit noemt men de transformatieverhouding.
Autotransformator
Een autotransformator (of spaartransformator) is een transformator met slechts een wikkeling. In tegenstelling tot een gewone transformator met gescheiden primaire en secundaire wikkeling, zijn bij de autotransformator de primaire en de secundaire wikkeling in een spoel verenigd en dus niet galvanisch van elkaar gescheiden. Bij de autotransformator wordt een secundaire spanning gerealiseerd door een aftakking direct van de primaire wikkeling naar ratio van de positie op de primaire wikkeling.
Een speciale uitvoering van de autotransformator is de variac, waarbij de positie van de secundaire aftakking regelbaar is, zodat een regelbare spanning verkregen wordt.
Een autotransformator heeft verschillende voordelen ten opzichte van de gewone transformator. Hij mag enkel gebruikt worden bij dezelfde netten. Dit wil zeggen transformaties van hoogspanning naar een andere hoogspanning (of middenspanning, of laagspanning). Een voorbeeld is het transformeren van 12 kV naar 10 kV.
Scheidingstransformator
Scheidingstrafo 100 VA.
Een scheidingstransformator of scheidingstrafo is een transformator die gebruikt wordt vanwege de galvanische scheiding tussen de primaire en secundaire wikkeling. Gewoonlijk wordt een transformator gebruikt om de spanning te veranderen, maar bij een scheidingstransformator is de uitgangsspaning meestal dezelfde als de ingangsspanning. De reguliere scheidingstrafo's zijn doorgaans voor 230 volt.
Scheidingsstransformatoren moeten voldoen aan de IEC 60742 dan wel NEN 10742.
Een van de toepassingen van scheidingstrafos is in de electro/electronica werkplaats. Buizen televisies hadden geen voedingstrafo en werden rechtstreeks uit het lichtnet gevoed. Dat betekent dat er 50% kans was dat het chassis met de fase verbonden was. Ook de nul met aarde verbinden is gevaarlijk.
Om te kunnen meten moet het chassis met aarde verbonden kunnen worden. Dit is in apparatuur met een voedingstrafo geen probleem. Heeft een apparaat dat niet dan neemt de scheidings trafo de rol van voedingstrafo over en kan het chassis/massa met aarde worden verbonden.
Walvoeding
Als schepen hun stroom van de wal krijgen ontstaat er een probleem. Dit probleem is galvanische corrosie door potentiaal verschillen tussen scheepsaarde en walaarde.
De oplossing is simpel. Scheid het scheepsnet van het walnet. Dit doen we met een scheidingstrafo.
De secundaire van de trafo wordt aan een zijde geaard en deze ader wordt de scheepsnul en ook de trafokern wordt met scheepsaarde verbonden. We hebben nu een TN-S net.
Veiligheidstransformator
Een veiligheidstransformator, ook wel veiligheidstrafo genoemd, is een transformator die netspanning omzet in een voor de mens ongevaarlijke lage wisselspanning van maximaal 50 V.
Dit heet Zeer Lage Spanning (ZLS). Een veiligheidstransformator heeft gescheiden primaire en secundaire wikkelingen. De secundaire wikkeling mag nooit geaard worden. Veiligheidstransformatoren kunnen zowel in een vaste opstelling als in een verplaatsbare opstelling worden gebruikt. Aan de secundaire zijde, werkt men met klasse III (klasse 3) apparatuur.
De veiligheid van dit soort transformatoren zit hem in het feit dat er alleen stroom aan de secundaire zijde kan lopen bij een gesloten circuit. Zou de kring op een of andere wijze onderbroken worden dan kan er ook geen stroom meer lopen en is er geen gevaar om onder spanning te komen staan. De enige manier om nog onder spanning te komen staan is door beide polen tegelijk aan te raken. De kans dat dat gebeurt is erg klein. Omdat bij een veiligheidstrafo ook nog eens met een veilige spanning gewerkt wordt is deze veiliger dan een scheidingstrafo die enkel de werkspanning, doorgaans 230 volt, van het net scheidt.
Veiligheidstransformatoren moeten voldoen aan de IEC 60742 dan wel NEN 10742