Werking stroommeettang

Move naar schoovragen ...

Zo moeilijk is het niet, wat is de eigenschap van een ideale amperemeter ?

Dat deze 0 ohm weerstand heeft..

Maar zal er zal toch altijd een nullastflux aanwezig zijn? Je zal toch, met het aansluiten van de amperemeter, de Z waarde laten dalen over dat stuk van de kabel, dus je gaat eigenlijk meer stroom trekken dan al in de kabel vloeide..

Bij een stroomtrafo (net als andere transformatoren) loopt secundair de getransformeerde primaire belastingsstroom minus de magnetiseringsstroom. Dit veroorzaakt een meetfout. Echter wordt de stroomtrafo secundair laagohmig afgesloten. Primair zien we deze laagomige weerstand getransformeerd terug als een zeer kleine weerstand. Dit heeft tot gevolg dat er primair slechts een zeer kleine spanning over de wikkeling staat en dus ook over de magnetiserings zelfinductie. Hierdoor zal de magnetiseringsstroom ook klein blijven.

Meer hierover kun je vinden in het artikel Stroomtransformatoren

Maar de magnetiseringsstroom wordt toch niet bepaald door je spanning (de transfo staat in serie), althans in dit geval. De magnetiseringsstroom is de stroom die je wil meten (stroom in de kabel) de magnetiseringsflux is klein omdat we de kern rond een draad doen (magnetisch veld rond een draad is klein in vergelijking met magnetisch veld van een spoel (normale transfo) bij dezelfde stroom).

De totale flux in de kern moet toch altijd gelijk blijven? Ongeacht z'n belasting (dit is zo bij alle transfo's).

Ik heb al veel gezien dat men zegt dat de magnetiseringsflux tegengewerkt gaat worden door de secundaire flux. Dat is ook zo, maar dan komt er een primaire flux bij, die de secundaire tegenwerkt. Zodanig dat er nog de magnetiseringsflux overblijft.Die primaire flux wordt trouwens veroorzaakt door een primaire stroom. Dus je zal eigenlijk , als je meet, extra stroom gaan trekken.

Men beweert dat je een stroomtransfo altijd moet kortsluiten als je je meetapperatuur verwijdert omdat anders de flux in de kern te hoog zou worden en deze kern te heet zou worden en dit kan gevaarlijk zijn.Maar de flux blijft toch altijd constant? Als je de secundaire zou onderbreken dan zal de Z waarde in de primaire ook toenemen, en zal er veel spanning over een stuk kabel komen te staan (waar je transfo staat) en zal het vermogen in dit stuk toenemen waardoor er kans op overhitting is, enzovoort.

Maar ik denk dat dit niets met de flux heeft te maken omdat die toch altijd constant is.

De magnetiseringsstroom wordt bepaald door de primaire spanning (niet de spanning in de rest van de keten), de frequentie en diverse trafoparameters. De magnetiseringsstroom is slechts een onderdeel van de stroom door de primaire wikkeling.

Bekijk eerst eens een doodnormale trafo. Laat de secundaire nog even onbelast en sluit deze op een wisselspanning aan. Er gaat nu een primair een stroom lopen, dit noemen we de magnetiseringsstroom. Omdat de secundaire onbelast is kun je de primaire zijde zien als een simpele spoel. De magnetiseringsstroom is evenredig met de magnetische flux in de kern. De magnetische flux zorgt er op zijn beurt weer voor dat in de secundaire wikkeling een spanning wordt geïnduceerd.

Wordt nu de secundaire belast dan gaat door de secundaire wikkeling een stroom vloeien die ook een magnetische flux veroorzaakt die de oorspronkelijke magnetiseringsflux verstoort. De trafo probeert het normale fluxverloop te herstellen door primair meer stroom op te nemen. Deze stroomverandering als gevolg van de secundaire belastin noemt men de primaire belastingsstroom. Dit moet je los zien van de magnetiseringsstroom.

Men beweert dat je een stroomtransfo altijd moet kortsluiten als je je meetapperatuur verwijdert omdat anders de flux in de kern te hoog zou worden

Dit is het gevolg van het ontbreken van de secundaire en primaire belastingsstroom. De spanning over de primaire wikkeling neemt hierdoor toe wat als gevolg heeft dat de magnertiseringsstroom en de magnetische flux toeneemt.

Ok, ik had het misschien slecht verwoord.

Maar stel nu dat je de stroomtransfo niet kortsluit, dan zal over deze "spoel" een grotere spanning komen te staan. Dit is omdat je Z waarde vergroot is want de secundaire Z wordt niet overgetransformeerd naar de primaire. Er zal dus inderdaad meer spanning over je spoel komen te staan. Maar, de totale weerstand van de kring zal wel toenemen, en de stroom zal dalen. Aangezien de stroom bij een serieschakeling door elke impedantie gelijk is, zal ook de flux dalen in de spoel.

Ik denk dat je jezelf tegenspreekt wanneer je zegt dat de flux zal verhogen omdat de primaire en secundaire belastingsstromen afwezig zijn. En daarboven zei je dat deze los van elkaar staan (magnetiseringsstroom van primaire belastingsstroom). Niet slecht bedoelt hoor, kan aan mij liggen

De primaire belastingsstroom is niet verantwoordelijk voor de (effectieve) magnetische uitsturing van de kern, de magnetiseringstroom die ook door de primaire wikkeling stroomt is wel verantwoordelijk voor de magnetisatie van de kern.

Net als bij een spoel zal bij verhoging van de spanning de (magnetiserings)stroom door de spoel toenemen. Dat de belastingsstroom nul wordt bij afwezigheid van de secundare belasting doet hier niets aan af.

Verder heb je het, als ik het goed begrijp, over de stroomkring waarin de stroom gemeten moet worden. Je stelt hier dat de totale impedantie van de kring toeneemt als de secundair belasting van de stroomtrafo wordt verwijderd.

Je vergeet hierbij dat de stroomtrafo geen ideale component is en de impedantie van de stroomtrafo verwaarloosbaar klein is vergeleken met de rest van de stroomkring.
Een stroomtrafo wordt in verband met de lineairiteit slechts tot 10% van de verzadigings fluxdichtheid uitgestuurd. Bij het verwijderen van de secundaire belasting neemt dus zowel de primaire spanning als de magnetiseringsstroom enorm toe. Het gevolg hiervan is dat de kern fors wordt overstuurd en dik in verzadiging gaat. Dit gebeurt dus al bij een factor 10 verhoging van de primaire spanning over de stroomtrafo.
Stel deze spanning normaliter 10 mV is, dan is een verhoging naar 100 mV verwaarloosbaar vergeleken met de voedingsspanning waar de stroomkring mee gevoed wordt.

Ik weet dat de magnetiseringsstroom verantwoordelijk is voor de magnetische flux in de kern.

Ik vind het nog altijd raar dat jij beweert dat als ik de transfo onbelast laat, de flux gaat toenemen. De spanning over de transfo zal dan stijgen, maar de stroom in de kring zal dan toch dalen. En omdat de stroom overal gelijk is, zal die in de primaire ook dalen. En dus zal de magnetiseringsflux toch kleiner worden?

De stroom die door de primaire wikkeling vloeit is een samenstelsel van de getransformeerde secundaire belastingsstroom en de magnetiseringsstroom. Je moet echt eens de belastingsstroom (of kringstroom) en de magnetiseringsstroom los van elkaar gaan zien.

Het kan dan wel zijn dat de stroom door de primaire wikkeling kleiner wordt, maar dat wil nog niet zeggen dat ook de magnetiseringsstroom kleiner wordt. De magnetiseringsstroom is evenredig met de spanning over de primaire wikkeling (zolang de kern nog niet overstuurt raakt).

Ik weet dat ik deze los van elkaar moet zien, ik doe dit ook.

Laten we het anders proberen:

Een transformator, belast of onbelast zal altijd dezelfde magnetiseringsstroom hebben toch?

Hoewel ik ook niet snap waarom er dan van verzadiging kan gesproken worden omdat de flux te hoog wordt. De flux blijft toch bij elke belasting gelijk aan de nullastflux? Ik weet dat door een kern vermogen moet overgebracht worden, maar hoe verklaar je dit dan? Dat een kern ooit kan verzadigen. Mij is geleerd dat de flux bij een belaste transfo altijd constant blijft.

Op 10 oktober 2008 20:48:09 schreef FMtransmitter:
Een transformator, belast of onbelast zal altijd dezelfde magnetiseringsstroom hebben toch?

Nee, de flux is oa. afhankelijk van de spanning. Net als bij een spoel zal de stroom en daarmee de flux evenredig toenemen met de spanning. Een spoel kun je zien als onbelaste transformator. Als de spanning constant blijft zal de flux ongeacht de belasting constant blijven. Als de spanning verandert dus niet.

Hoewel ik ook niet snap waarom er dan van verzadiging kan gesproken worden omdat de flux te hoog wordt.

Heb je wel eens een hysteresecurve gezien van transformatorkernen? In figuur 6 staat de hysteresecurve afgebeeld bij verschillende uitsturings nivo's

Ok, jij bedoelt waarschijnlijk : de flux is afhankelijk van de stroom die afhankelijk is van de spanning en de impedantie.

Maar als een transfo belast wordt, zal z'n impedantie dalen en zal de spanning over deze transfo dalen. Maar de stroom zal wel toenemen. Let op deze stroom is de bekrachtigingsstroom die naar de secundaire wordt overgetransformeerd. Maar dan zeg jij dat de nullaststroom zal dalen. Maar als de nullaststroom daalt zal er toch een kleinere secundaire spanning worden opgewekt? Is dit de reden waarom er bij belasting van een transfo de secundaire spanning zal dalen? (Ik dacht dat dit door de spanningsval over de secundaire spoel bij belasting kwam)

Ik ben bekend met hysteresescurven. Maar mij is geleerd dat de flux in een transformator altijd gelijk blijft, bij gelijk welke belasting (omdat de secundaire stroom een magnetisch veld, tegengesteld aan het magnetisch veld veroorzaakt door de primaire stroom, opwekt.) De resultante hiervan zou dan de nullastflux zijn. Ik snap dus niet hoe er ooit een verzadiging bij een belaste transfo zou kunnen optreden (aangezien er bij gelijk welke belasting toch altijd de nullastflux is). Ik weet dat er wel vermogen wordt overgebracht als een transfo belast is, maar ik vind het raar dat een kern van een transfo die belast is ooit in verzadiging kan raken.

Ik heb naar jou link gekeken, een hele mooie site trouwens, maar dit gaat over een onbelaste transfo. Ik snap niet waarom men een bepaalde doorsnede van kern nodig heeft om een vermogen over te brengen.

Op 11 oktober 2008 13:36:51 schreef FMtransmitter:
Ok, jij bedoelt waarschijnlijk : de flux is afhankelijk van de stroom die afhankelijk is van de spanning en de impedantie.

Ja.

...Maar als een transfo belast wordt, zal z'n impedantie dalen

Jij hebt het over de totale impedantie. Ik heb het alleen over de impedatie veroorzaakt door de magnetiseringsstroom

...en zal de spanning over deze transfo dalen. Maar de stroom zal wel toenemen.

De totale stroom, niet de magnetiseringsstroom

...Let op deze stroom is de bekrachtigingsstroom

Wat versta je onder bekrachtigingsstroom?

...die naar de secundaire wordt overgetransformeerd. Maar dan zeg jij dat de nullaststroom zal dalen.

Ja, de primaire spanning daalt immers

...Maar als de nullaststroom daalt zal er toch een kleinere secundaire spanning worden opgewekt?

Ja, wat dacht je anders

Is dit de reden waarom er bij belasting van een transfo de secundaire spanning zal dalen? (Ik dacht dat dit door de spanningsval over de secundaire spoel bij belasting kwam)

Nee, dit wordt veroozaakt door niet ideale eigenschappen. Daarop ingaan voert nu te ver

Ik ben bekend met hysteresescurven. Maar mij is geleerd dat de flux in een transformator altijd gelijk blijft, bij gelijk welke belasting

Wat denk je wat er met de flux gebeurt van een 230V trafo aangesloten op 115V?

(omdat de secundaire stroom een magnetisch veld, tegengesteld aan het magnetisch veld veroorzaakt door de primaire stroom, opwekt.) De resultante hiervan zou dan de nullastflux zijn.

Ja

Ik snap dus niet hoe er ooit een verzadiging bij een belaste transfo zou kunnen optreden (aangezien er bij gelijk welke belasting toch altijd de nullastflux is).

Wat denk je dat er met de kernuitsturing gebeurt als je een 230V trafo aansluit op 380V?

Ik weet dat er wel vermogen wordt overgebracht als een transfo belast is, maar ik vind het raar dat een kern van een transfo die belast is ooit in verzadiging kan raken.

Je zij zelf al dat de fluxen veroorzaakt door de primaire en secundaire belastingsstromen elkaar opheffen

Ik heb naar jou link gekeken, een hele mooie site trouwens, maar dit gaat over een onbelaste transfo.

Dit gaat over de kern, de toepassing doet er niet toe

Ik snap niet waarom men een bepaalde doorsnede van kern nodig heeft om een vermogen over te brengen.

Dat voert nu te ver.

Onder bekrachtigingsstroom versta ik de primaire stroom die verantwoordelijk is voor de secundaire stroom. (Dus totale primaire stroom - magnetiseringsstroom = bekrachtigingsstroom).

EDIT: Ik heb nog eens goed naar de site http://www.meettechniek.info/instrumenten/stroomtrafo.html(sectie stroomtang, figuur 6) in jou signature gekeken. Als ik een stroommeettransformator zou aansluiten, secundaire onbelast, zou er een spanning over de primaire en de nullaststroom gaan vloeien waaruit de nullastflux voortkomt, maar deze is veel te hoog want de kern is gemaakt voor een flux die kleiner is,dus hij zal verzadigen.

Als ik nu de secundaire belast met een A-meter dan zal de Z dalen en ook de spanning over de primaire, en zal dus ook de nullaststroom afnemen en de nullastflux dalen tot een waarde waarbij de kern niet verzadigd.De nullastflux wekt hierbij een spanning op in de secundaire. Door de secundaire vloeit een stroom die bepaald wordt door Us en Zs. Maar Us wordt bepaald door de magnetiseringsstroom, die op zijn beurt wordt bepaald door Up, die dan weer bepaald wordt door de stroom en de overgetransformeerde Z van de secundaire. Dus de secundaire stroom zal rechtevenredig zijn met de primaire. (Bij deze redenering zijn de verliezen buiten beschouwing gelaten)

Klopt dit geheel?

Wat ik eigenlijk bedoel met verzadigen is dat je voor een bepaald vermogen een bepaalde kerndoorsnede nodig hebt. Anders zou deze verzadigd raken hebben ze mij verteld. Dit is raar omdat ze mij ook verteld hebben dat de flux van een belaste transfo altijd gelijk is aan de nullastflux. Dus er zou eigenlijk geen verzadiging kunnen optreden als de flux toch gelijk blijft. Men spreekt toch alleen maar van verzadiging als er bij een toename van het H veld geen toename meer van het B veld is.

Op 11 oktober 2008 15:19:30 schreef FMtransmitter:
Onder bekrachtigingsstroom versta ik de primaire stroom die verantwoordelijk is voor de secundaire stroom. (Dus totale primaire stroom - magnetiseringsstroom = bekrachtigingsstroom).

De term "bekrachtigingsstroom" wordt gebruikt voor relais, magneetventielen enz., niet voor transformatoren. Duid de getransformeerde secundaire stroom aan als primaire belastingsstroom. Dat sommetje dat je daar maakt is een vectorische optelling. De magnetiseringsstroom is 90º in fase verschoven met de belastingsstromen.

Je begint het door te krijgen. Je noemt in jou verhaal "Zs". Dit is de weerstand van de amperemeter (Rmeter). Bij 50 Hz toepassingen mag je een laagohmige amperemeter als ohms beschouwen.

...Dit is raar omdat ze mij ook verteld hebben dat de flux van een belaste transfo altijd gelijk is aan de nullastflux...

Dit is jou waarschijnlijk verteld tijdens de lessen over transformatoren. Hierbij wordt voor de eenvoud uitgegaan dat een transformator op een vaste spanning wordt aangesloten. Inderdaad, in deze normale situatie heeft de flux in de kern altijd dezelfde waarde, belast of onbelast. Wat je altijd goed in je achterhoofd moet houden is dat eerder behandelde vereenvoudigde voorstellingen in afwijkende situaties niet opgaan. In dit geval dus dat de primaire spanning geen vaste waarde heeft, dat als gevolg heeft dat de flux ook een andere waarde krijgt.
Het verband tussen de spanning en de flux wordt beschreven door de induxtiewet van Faraday: E=-N*(dΦ/dt).

Ok, bedankt voor je hulp en uitleg

Ook namens mij bedankt voor de uitleg. Dit topic is nu een completie tuturial geworden over een stroom transformator. En begrijp nu bijna geheel de stroom trafo.

Een spanningstrafo is dus altijd in verzadigde flux.
Een Stroom trafo mag dus niet verzadigen.

Mij is ook altijd verteld dat een stroomtrafo altijd kortgesloten dient te zijn. Omdat anders de secundaire spanning zo hoog kan oplopen dat deze een doorslagspanning kan veroorzaken door de isolatie heen. Klopt dit verhaal?

Ja benleentje, dit klopt omdat , als ik het goed begrepen heb, de spanning over de primaire groot zal zijn omdat de impedantie die aan de secudaire hangt oneindig groot is (onderbreking). Omdat de primaire spanning groot is, zal de secundaire spanning een x aantal keer (afhankelijk van de windingsverhouding) groter zijn.

Ik denk niet dat het bij een spanningstransfo de bedoeling is om hem in verzadiging te sturen. Een transfo in verzadiging zal niet meer voldoen aan de standaard formules waarmee je spanning gaat bepalen (Up/Us=Np/Ns bij een ideale transfo).

Een spanningstransfo moet een zo hoog mogelijke impedantie hebben (net zoals een voltmeter). Dit kan men realiseren door de secundaire te belasten met een hoge impedantie (voltmeter). Aangezien de stromen laag zijn, door de hoge impedantie, zal het de magnetische flux in de kern niet zo groot zijn. En dus zal de transfo niet in verzadiging komen.