Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Uomo Universale

Een transformator. De primaire spoel is aangesloten op een wisselstroom. De secundaire spoel heeft 3 keer zoveel windingen en is aangesloten op een weerstand R. Dit geeft een vermogen P. Wat is het vermogen over de weerstand als deze rechtstreeks op de stroombron wordt aangesloten?

A. 3P

B. 9P

C. P/3

D. P/9

E. P

--------------------------------------------------------------

Het probleem dat ik hierbij heb, is dat ik twee manieren zie om dit te beredeneren, maar dat beide manieren mij een verschillend antwoord geven.

Methode 1:

We weten dat

\(P_s = V_s^2/R\)

De transformatorformules zijn:

\(V_s/V_p = N_s/N_p\)

We weten dat de secundaire spoel 3 keer zoveel windingen heeft, dus:

\(N_s = 3N_p\)

Hieruit volgt:

\(V_s/V_p = 3N_p/N_p\)

of

\(V_s = 3V_p\)

Als we dit nu linken aan het vermogen:

\(R = V²/P\)

. De weerstand R blijft gelijk. Aangezien de spanning 3 keer kleiner is als we de spoel rechtstreeks zouden aansluiten, moet het vermogen dus 9 (=3²) keer kleiner zijn om dit "in evenwicht" te houden (aangezien R gelijk blijft). Dus P/9. Antwoord D.

Methode 2 :

We weten dat

\(P_s = I²R\)

De transformatorformules zijn:

\(I_s/I_p = N_p/N_s\)

We weten dat de secundaire spoel 3 keer zoveel windingen heeft, dus:

\(N_s = 3N_p\)

Hieruit volgt:

\(I_s/I_p = N_p/3N_p\)

of

\(3I_s = I_p\)

Als we dit nu linken aan het vermogen:

\(R = P/I²\)

. Aangezien de stroom 3 keer groter wordt als we de primaire spoel rechtstreeks zouden aansluiten, betekent dit dat het vermogen 9 (= 3²) keer groter zou moeten worden om dit te compenseren. Dus 9P. Antwoord B.

---------------------------------------------------------------------

Dit is dus het probleem dat ik heb. Ergens maak ik een fundamentele fout, maar ik zie niet meteen waar.. Iemand die me kan helpen?

klazon

Bij de tweede methode ga je er vanuit dat de stromen niet veranderen als je de weerstand verplaatst van secundair naar primair. Is dat een juiste veronderstelling?

Burgie

Bij de tweede methode ga je er vanuit dat de stromen niet veranderen als je de weerstand verplaatst van secundair naar primair. Is dat een juiste veronderstelling?

Ik denk dat de tweede methode net de te volgen methode is aangezien het om een stroombron gaat in de opgave?

Uomo Universale

Bij de tweede methode ga je er vanuit dat de stromen niet veranderen als je de weerstand verplaatst van secundair naar primair. Is dat een juiste veronderstelling?

Wat bedoel je precies? Onderaan mijn bericht staat toch "Aangezien de stroom 3 keer groter wordt als we de primaire spoel rechtstreeks zouden aansluiten..." dus hier ga ik er toch van uit dat de weerstand wel onder een andere stroom staat? Of interpreteer ik jouw opmerking verkeerd?

Ik denk dat de tweede methode net de te volgen methode is aangezien het om een stroombron gaat in de opgave?

Zou het een verschil maken als er in de opgave 'wisselspanning' zou gestaan hebben in plaats van 'wisselstroom'? Deze worden toch geassocieerd met elkaar? Of mis ik iets fundamenteels van de concepten wisselstroom/wisselspanning?

Burgie

Zou het een verschil maken als er in de opgave 'wisselspanning' zou gestaan hebben in plaats van 'wisselstroom'? Deze worden toch geassocieerd met elkaar? Of mis ik iets fundamenteels van de concepten wisselstroom/wisselspanning?

In het geval van een wisselstroom leg je een stroom op met een bepaalde amplitude die onafhankelijk verondersteld wordt van de last; in het geval van een wisselspanning leg je een spanning op met een bepaalde amplitude die onafhankelijk verondersteld wordt van de last.

Stel, je hebt een spanningsbron die een wisselspanning genereert. Of daar nu een weerstand R of weerstand 2R of transformator aangehangen wordt, de gegenereerde spanning blijft dezelfde. De stroom die doorheen de kring vloeit zal echter wel veranderen. Een gelijkaardige redenering kan gemaakt worden voor een stroombron (zoals in de opgave).

klazon

Aha, het gaat over een stroombron. Daar heb ik overheen gelezen. Dan wordt het anders.

Nou maar hopen dat ze echt een stroombron bedoelen.

Uomo Universale

Burgie schreef:In het geval van een wisselstroom leg je een stroom op met een bepaalde amplitude die onafhankelijk verondersteld wordt van de last; in het geval van een wisselspanning leg je een spanning op met een bepaalde amplitude die onafhankelijk verondersteld wordt van de last.

Stel, je hebt een spanningsbron die een wisselspanning genereert. Of daar nu een weerstand R of weerstand 2R of transformator aangehangen wordt, de gegenereerde spanning blijft dezelfde. De stroom die doorheen de kring vloeit zal echter wel veranderen. Een gelijkaardige redenering kan gemaakt worden voor een stroombron (zoals in de opgave).

Ja, inderdaad, dat was ik even vergeten. Maar heeft dit wel een invloed op het vraagstuk? Ik bedoel, is dat wel de fout die ik maak? Is het niet ergens anders waar mijn fout zit?

Nu, als mijn fout volgens jou daar zit. Dan betekent dit dus dat dit vraagstuk correct is opgelost met methode 2, maar dat ik het met methode 1 zou moeten oplossen als er stond 'wisselspanning' in plaats van 'wisselstroom'. Correct?

klazon schreef:Aha, het gaat over een stroombron. Daar heb ik overheen gelezen. Dan wordt het anders.

Nou maar hopen dat ze echt een stroombron bedoelen.

Hier verwar je me heel erg. Zonder stroombron zou dit vraagstuk toch volledig nutteloos worden?

En wat bedoel je met 'nou maar hopen dat ze echt een stroombron bedoelen'? Wat zou het anders kunnen zijn?

Uomo Universale

Even een alternatief die beide methodes combineert:

Via beide methodes heb ik berekend dat de spanning 3 keer kleiner en de stroom 3 keer groter zou zijn als we de weerstand rechtstreeks op de stroombron zouden aansluiten. We weten ook dat algemeen de formule voor vermogen als volgt is: P = I V. Als de spanning nu 3 keer kleiner wordt en de stroom 3 keer groter, dan zal dit dus elkaar neutraliseren en bekom ik dus dat het vermogen bij een transformator, of het vermogen wanneer we de weerstand rechtstreeks aansluiten, gelijk is. Dus antwoord E.

Is dit ook een mogelijkheid of ga ik nu volledig de mist in?

Burgie

Uomo Universale schreef:Ja, inderdaad, dat was ik even vergeten. Maar heeft dit wel een invloed op het vraagstuk? Ik bedoel, is dat wel de fout die ik maak? Is het niet ergens anders waar mijn fout zit?

Nu, als mijn fout volgens jou daar zit. Dan betekent dit dus dat dit vraagstuk correct is opgelost met methode 2, maar dat ik het met methode 1 zou moeten oplossen als er stond 'wisselspanning' in plaats van 'wisselstroom'. Correct?

Klopt; Klazon verraadde eigenlijk al in zijn eerste post waar je de mist in gaat. Wanneer je de weerstand R rechtstreeks op de stroombron aansluit, dan verandert de stroom niet in vergelijking met het geval waarbij de transformator is aangesloten op de stroombron. De spanning die over de weerstand komt te staan onder invloed van die stroom zal echter niet gelijk zijn aan de spanning die over de primaire spoel komt te staan (zoals ik probeerde aan te geven in mijn vorige post). De reden hiervoor is dat de impedantie van beiden niet noodzakelijk gelijk zijn. Als je jouw eerste methode wilt kunnen toepassen moet je te weten komen hoe de spanning over de weerstand (in het geval hij rechtstreeks is aangesloten op de stroombron) zich verhoudt tot de spanning over de primaire spoel. Dit is duidelijk de bedoeling niet van de opgave.

Hier verwar je me heel erg. Zonder stroombron zou dit vraagstuk toch volledig nutteloos worden?

Met een spanningsbron zal het geheel ook functioneren, maar dan zou je methode 1 moeten toepassen. Snap je ondertussen waarom?

En wat bedoel je met 'nou maar hopen dat ze echt een stroombron bedoelen'? Wat zou het anders kunnen zijn?

In geval van een stroombron veronderstelt de theorie dat een stroom opgelegd wordt met een bepaalde amplitude die onafhankelijk verondersteld wordt van de last. In de praktijk zal de stroom echter meestal wel beinvloed worden door de last.

EDIT:

Uomo Universale schreef:Even een alternatief die beide methodes combineert:

...

Is dit ook een mogelijkheid of ga ik nu volledig de mist in?

Als je de 2 methodes uitwerkt en beiden leiden tot een tegenstrijdig antwoord, dan zal de combinatie van beiden zeker en vast ook niet correct zijn.

kotje

Als het over een ideale transformator gaat kan men noch energie winnen of verliezen. Dus kies ik voor E(P).

Uomo Universale

Burgie schreef:Klopt; Klazon verraadde eigenlijk al in zijn eerste post waar je de mist in gaat. Wanneer je de weerstand R rechtstreeks op de stroombron aansluit, dan verandert de stroom niet in vergelijking met het geval waarbij de transformator is aangesloten op de stroombron. De spanning die over de weerstand komt te staan onder invloed van die stroom zal echter niet gelijk zijn aan de spanning die over de primaire spoel komt te staan (zoals ik probeerde aan te geven in mijn vorige post). De reden hiervoor is dat de impedantie van beiden niet noodzakelijk gelijk zijn. Als je jouw eerste methode wilt kunnen toepassen moet je te weten komen hoe de spanning over de weerstand (in het geval hij rechtstreeks is aangesloten op de stroombron) zich verhoudt tot de spanning over de primaire spoel. Dit is duidelijk de bedoeling niet van de opgave.

Met een spanningsbron zal het geheel ook functioneren, maar dan zou je methode 1 moeten toepassen. Snap je ondertussen waarom?

...

Nog een probleempje (verbeter me als ik ergens een fout maak):

Ik begrijp dat bij een stroombron de stroom niet verandert en bij een spanningsbron de spanning niet verandert. (Dit tweede klopt volgens mij niet als het gaat over wisselspanning...maar dat zal ik misschien uitleggen nadat jij mijn post hier bekritiseerd hebt, aangezien deze al vol van de fouten kan staan)

Hier hebben we te maken met een stroombron. Dit betekent dus, zoals jij zelf hierboven ook zegt, dat "Wanneer je de weerstand R rechtstreeks op de stroombron aansluit, dan verandert de stroom niet in vergelijking met het geval waarbij de transformator is aangesloten op de stroombron". Maar als ik dus met methode 2 werk, bekom ik dat de stroom 3 keer groter wordt als we de primaire spoel rechtstreeks zouden aansluiten dan wanneer we via een transformator zouden werken. Jij zegt dat methode 2 de juiste oplossing levert, maar bij methode 2 verandert toch juist de stroom?

Conclusie: is het dan niet zo dat ik bij een stroombron moet werken met methode 1, en bij een spanningsbron met methode 2? (Dit is het omgekeerde van wat ik daarnet zei)

By the way: jij verwijst naar klazon zijn eerste post, maar in zijn eerste post ging klazon nog niet uit van een stroombron! (maar wel van een spanningsbron veronderstel ik)

EDIT:

Als het over een ideale transformator gaat kan men nog energie winnen of verliezen. Dus kies ik voor E(P).

Dat is ook iets waar ik aan dacht, en daarop is post 8 gebaseerd. Dit zou dus mooi kloppen met de Wet van Behoud van Energie.

Nog iemand die dit antwoord volgt?

klazon

Dit heeft in ieder geval niks te maken met de wet tot behoud van energie.

Uitgaande van een stroombron zal de stroom die uit de bron komt constant zijn.

Aangezien de trafo een wikkelverhouding heeft van 1:3, zal de secundaire stroom 3 keer zo klein zijn als de primaire stroom = de bronstroom.

Dus als je de weerstand rechtstreeks op de bron aansluit zal de stroom door de weerstand 3 keer zo groot worden.

De eindconclusie kan je nu zelf wel trekken denk ik.

Uomo Universale

klazon schreef:Dit heeft in ieder geval niks te maken met de wet tot behoud van energie.

Uitgaande van een stroombron zal de stroom die uit de bron komt constant zijn.

Aangezien de trafo een wikkelverhouding heeft van 1:3, zal de secundaire stroom 3 keer zo klein zijn als de primaire stroom = de bronstroom.

Dus als je de weerstand rechtstreeks op de bron aansluit zal de stroom door de weerstand 3 keer zo groot worden.

De eindconclusie kan je nu zelf wel trekken denk ik.

Als je het zo stelt begrijp ik je volledig.

En volgens mij heb ik dan de uitspraak van Burgie volledig verkeerd geïnterpreteerd.

Hij zei: "Wanneer je de weerstand R rechtstreeks op de stroombron aansluit, dan verandert de stroom niet in vergelijking met het geval waarbij de transformator is aangesloten op de stroombron." En ik heb dit geïnterpreteerd als: "de primaire stroom en de secundaire stroom zijn gelijk". Maar hij bedoelde waarschijnlijk: "of er nu een transformator op is aangesloten of niet, de primaire stroom zal gelijk blijven."

Conclusie: de secundaire stroom zal 3 keer zo klein zijn als de primaire stroom. Gevolg is dat het vermogen als we de weerstand rechtstreeks zouden aansluiten 9 keer zo groot is. 9P is dus de juiste oplossing (antwoord B).

Iedereen gaat hier mee akkoord?

Burgie

Uomo Universale schreef:En volgens mij heb ik dan de uitspraak van Burgie volledig verkeerd geïnterpreteerd.

Hij zei: "Wanneer je de weerstand R rechtstreeks op de stroombron aansluit, dan verandert de stroom niet in vergelijking met het geval waarbij de transformator is aangesloten op de stroombron." En ik heb dit geïnterpreteerd als: "de primaire stroom en de secundaire stroom zijn gelijk". Maar hij bedoelde waarschijnlijk: "of er nu een transformator op is aangesloten of niet, de primaire stroom zal gelijk blijven."

Helemaal correct!

Iedereen gaat hier mee akkoord?

B is inderdaad het enige correcte antwoord!

Uomo Universale

Oké. Enorm bedankt voor jullie hulp!

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator

Re: Meerkeuze: vermogen met of zonder transformator