Содержание
Трансформаторы - это простые, но чрезвычайно полезные электрические устройства, и они работают из-за явления, известного как электромагнитная индукция. Если вы поместите проводящий провод в изменяющееся магнитное поле, поле индуцирует электрический ток в проводе, и там, где есть ток, есть разность потенциалов или напряжение. Обратное также верно. Изменяющийся ток в проводнике создает магнитное поле. Поскольку ток должен изменяться (в потоке), трансформаторы работают только с электричеством переменного тока, что является преимуществом переменного тока по сравнению с мощностью постоянного тока.
Напряжение зависит от того, сколько раз проводник проходит через магнитное поле. Вы можете преобразовать напряжение в одной цепи - первичной цепи - в другое напряжение во вторичной цепи, отрегулировав количество раз, которое проводники для каждой цепи проходят через магнитное поле. Устройство, которое делает это, является трансформатором, и когда оно уменьшает напряжение во вторичной цепи, это понижающий трансформатор. Это именно то, что делает трансформатор на линии электропередачи за пределами вашего дома. Легко создать собственный понижающий трансформатор, но он не будет таким большим и мощным, как на линии электропередачи. Это будет работать точно так же, хотя.
Трансформаторы используют обмотки
Трансформатор использует один проводник, намотанный несколько раз вокруг центрального сердечника для первичной цепи, и другой проводник также намотан несколько раз вокруг того же или другого сердечника для вторичной цепи. Соотношение числа обмоток в этих катушках определяет напряжение во вторичной катушке. Формула трансформатора, которая следует из закона Фарадея, имеет вид:
Ns/ Nп = Vs/ V,п
где Ns и нп число обмоток во вторичной и первичной обмотках соответственно и Vs и Vп являются напряжения
В понижающем трансформаторе вторичное напряжение меньше, чем первичное напряжение, поэтому число обмоток во вторичной обмотке должно быть меньше, чем в первичной обмотке. Если вы знаете напряжение в первичной цепи и у вас есть цель для вторичной катушки, вы достигнете своей цели, отрегулировав количество обмоток на обеих катушках.
Построение понижающего трансформатора
Самые эффективные трансформаторы имеют ферромагнитные сердечники, потому что этот материал намагничивается первичной катушкой и передает энергию вторичной катушке более эффективно, чем сами катушки. Самый простой способ получить ферромагнитную катушку - это найти большую стальную шайбу в хозяйственном магазине или на аварийной площадке. Это должно быть от 2 до 3 дюймов в диаметре.
Для изготовления катушек можно использовать любой проводящий провод, но лучше всего использовать магнитный провод 28-го калибра, который представляет собой очень тонкий медный провод, покрытый изоляцией. Чтобы создать первичную катушку, плотно оберните провод вокруг шайбы не менее 500 раз, удерживая провод плотно вместе. Обмотайте его слоями, если необходимо. Ведите тщательный подсчет количества обмоток и запишите число. Когда вы закончите наматывание, оставьте два конца свободными для подключения к источнику питания и оберните липкой лентой вокруг проводов, чтобы держать их на месте.
Поскольку вы строите понижающий трансформатор, количество обмоток во вторичной катушке будет меньше. Фактическое число зависит от напряжения, которое вы хотите, и вы можете рассчитать его, используя формулу трансформатора. Намотайте вторичную катушку поверх первичной, оставляя концы свободными для подключения к счетчику. Обмотайте катушку липкой лентой, а затем обмотайте весь трансформатор изолентой, чтобы изолировать ее. Теперь трансформатор готов к тестированию.
Пример расчета
Предположим, вы хотите снизить напряжение 120 В от домашней розетки до 12 Вольт. Коэффициент напряжения составляет 12/120 = 1/10, поэтому, если первичная катушка имеет 500 обмоток, вторичная катушка должна иметь 50.
Обратите внимание, что использование вашего домашнего напряжения в этом расчете является лишь примером, и ток, проходящий при таком значительном напряжении, быстро нагреет провода и будет опасным для фактических попыток его снижения. Безопаснее использовать этот элементарный трансформатор для гораздо меньших входных напряжений от более безопасных источников. Не оставляйте трансформатор подключенным в течение длительного времени.