Inductie en wisselstroom
Inductie en wisselstroom
Dit domein gaat over Faraday en Lenz, fluxverandering, zelfinductie en wisselstroomcircuits met transformatoren, spoelen en condensatoren. Het examen vraagt vaak om een richting van inductiestroom te beredeneren en om effectieve waarden en faseverschillen te berekenen.
Kernregels
- Flux Φ = BA cos θ; inductiespanning U_ind = -N dΦ/dt; de min is de wet van Lenz: de inductiestroom werkt de verandering tegen.
- Transformator (ideaal): U_p/U_s = N_p/N_s en P_p = P_s, dus U_pI_p = U_sI_s.
- Wisselspanning: U_eff = U_piek/√2; vermogen P = U_eff I_eff cos φ.
- Spoel en condensator: X_L = ωL en X_C = 1/(ωC); bij resonantie is X_L = X_C en is de stroom maximaal.
Uitgewerkt voorbeeld
Een ideale transformator heeft N_p = 500 en N_s = 25. De primaire spanning is 230 V (effectief). De secundaire stroom is 2,0 A.
Stap 1: U_s = U_p × N_s/N_p = 230 × 25/500 = 11,5 V.
Stap 2: het secundaire vermogen is P_s = U_sI_s = 11,5 × 2,0 = 23 W.
Stap 3: ideaal betekent P_p = P_s, dus I_p = 23/230 = 0,10 A.
Stap 4: de piekspanning aan de primaire kant is 230√2 ≈ 325 V; de effectieve waarde blijft 230 V.
Valkuilen
- De min in de inductiewet negeren en daardoor de verkeerde stroomrichting geven.
- Piek- en effectieve waarden door elkaar halen in vermogensberekeningen.
- De ideale transformator gebruiken terwijl er sprake is van warmteverlies.
- De fluxverandering alleen aan B toeschrijven terwijl het oppervlak ook verandert.