Трансформатор - це пристрій, який являє собою сердечник з двома обмотками. На них повинно бути однакова кількість витків, а сам сердечник набирається з електротехнічної сталі.
На вході пристрою подається напруга, в обмотці з'являється електрорушійна сила, яка створює магнітне поле. Через це поле проходять витки однієї з котушок, завдяки чому виникає сила самоіндукції. В іншій же виникає напруга, що відрізняється від первинного на стільки раз, на скільки відрізняється число витків обох обмоток.
Принцип роботи, для чого потрібен
Дія трансформатора відбувається так:
- Струм проходить по первинній котушці, яка створює магнітне поле.
- Всі силові лінії замикаються біля провідників котушки. Деякі з цих силових ліній замикаються біля провідників інший котушки. Виходить, що обидві пов'язані між собою за допомогою магнітних ліній.
- Чим далі розташовані обмотки один від одного, то з меншою силою виникає між ними магнітна зв'язок, так як менша кількість силових ліній першої чіпляється за силові лінії другий.
- Через першу проходить змінний струм (який змінюється в часі і за певним законом), значить, магнітне поле, яке створюється, теж буде змінним, тобто змінюватися в часі і за законом.
- Через зміни струму в першій в обидві котушки надходить магнітний потік, який змінює величину і напрямок.
Відбувається індукція змінної електрорушійної сили. Про це йдеться в законі електромагнітної індукції. - Якщо кінці другої з'єднати з приймачами електроенергії, то в ланцюжку приймачів з'явиться струм. До першої від генератора буде надходити енергія яка дорівнює енергії, що віддається в ланцюжок другий. Енергія передається за допомогою змінного магнітного потоку.
Понижуючий трансформатор необхідний для перетворення електроенергії, а саме для зниження її показників, щоб можна було запобігти згоряння електротехніки.
Порядок складання та підключення
Незважаючи на те, що даний прилад здається на перший погляд складним пристроєм, його можна зібрати самостійно. Для цього треба виконати такі кроки:
- Спочатку розраховуються характеристики і кількість витків на обмотках пристрою. В даному випадку, напруга первинної мережі дорівнює 220 В, а отримати за допомогою приладу планується 12 В, при площі перетину в 6 квадратних сантиметрів, значить складається формула з такими розрахунками: постійна величина середнього трансформаторного заліза дорівнює 60, її слід розділити на площу.
Вийде 10 - це показник витків, які припадають на один Вольт. Отримане число множиться на 220 - це число витків первинної обмотки. Кількість витків другий потрібно розраховувати за таким же принципом: отримані 10 витків збільшуються на 12 В.
- Сердечник можна виготовити з жерстяних банок, для цього треба нарізати смужки довжиною до 30 см, шириною - 2 см.
Ці заготовки обпікаються в печі на вогні, після цього вони остигають і з поверхні потрібно зчистити окалину. Покрити лаком і наклеїти з одного боку смужки паперу. Також необхідно приготувати провід з паперовою ізоляцією, перетин - 0,3 мм. Вторинна обмотка буде виконуватися проводом перетином 1 мм.
- З товстого картону виконати основу для котушки. На неї намотати пропарафіненную папір і після цього можна приступати до намотування дроту. Після кожних двох рядів потрібно прокладати шар цього паперу.
- Вторинна обмотка намотується в тому ж напрямку, що і перша. У готову котушку необхідно вставити залізні смужки, вони повинні увійти на половину своєї довжини. Цими смужками обтягається основа, і кінці з'єднуються внизу. Біля сердечника і каркаса залишається невелика відстань.
- Підстава для понижуючого пристрої краще зробити зі звичайної дошки товщиною до 50 мм. Кріпити деталі краще за допомогою великих металевих дужок. Робити це потрібно так, щоб дужки обминали нижню частину сердечника.
- Останнім кроком кінці обмоток виводяться на каркас і закріплюються з контактами.
Приклад схеми підключення понижувального трансформатора 220 на 12 В:
Щоб було легше намотувати котушки (на заводах для цього використовують спеціальне обладнання), можна використовувати дві дерев'яні стійки, закріплені на дошці, і вісь з металу, протягнути між отворами в стійках. На одному кінці слід металевий прутик зігнути у вигляді рукоятки.
Прості поради про те, як перевірити трансформатор мультиметром на працездатність, читайте в наступному огляді.
У 1891 р Нікола Тесла розробив трансформатор (котушку), за допомогою якого він ставив експерименти з електричними розрядами високих напруг. Як зробити трансформатор Тесла своїми руками, дізнайтеся тут .
Корисна і цікава інформація про підключення галогенних ламп через трансформатор - тут .
підсумки
- Трансформатором називається прилад з сердечником і двома котушками-обмотками. На вході приладу подається електроенергія, яка знижується до необхідних показників.
- Принцип роботи понижувального трансформатора полягає в створенні електрорушійної сили, яка створює магнітне поле. Витки однієї з котушок проходять через це поле, і з'являється сила самоіндукції. Струм змінюється, змінюється його величина і напрямок. Енергія подається за допомогою змінного магнітного поля.
- Такий прилад потрібен для перетворення енергії, завдяки чому запобігається згоряння електротехніки і вихід її з ладу.
- Порядок складання подібного пристрою дуже простий. Спочатку слід зробити деякі розрахунки і можна приступати до роботи. Щоб можна було швидко і просто виробляти намотування котушок, необхідно зробити просте пристосування з дошки, стійок і рукоятки.
На закінчення пропонуємо вашій увазі ще один спосіб збирання і підключення понижувального трансформатора з 220 на 12 Вольт: