Понижуючий трансформатор з 220 на 12 вольт
У квартирі є побутова розетка. Потрібно живити малопотужну низьковольтну галогенну лампу. Як це зробити? Та ніяк, якщо під рукою немає спеціального пристрою, який знижує напруга мережі до необхідного рівня. Один з таких приладів – понижуючий трансформатор з 220 на 12 вольт.
Принцип роботи
У перекладі з латинської мови слово transformare означає «перетворити». Трансформатор призначений для зміни напруги, що подається. Якщо вхідна напруга більше, ніж величина вихідного, трансформатор називають знижувальним. Якщо значення електричного живлення на вході пристрою менше, ніж на виході, значить, це підвищує трансформатор.
Принцип роботи приладу заснований на ефекті електромагнітної індукції. Сенс фізичного явища полягає в тому, що електричний струм виникає в провіднику, Який поміщений в змінне з часом магнітне поле. Природний феномен був відкритий Майклом Фарадеєм в 1831 році.
До первинного індуктора трансформаторного пристрою підводиться змінний струм. В металевому сердечнику збуджується магнітне поле, яке змінюється з частотою напруги, що подається. У вторинній обмотці з'являється індукційний струм, сила якого залежить від співвідношення кількості витків вхідної та вихідної котушок.
Основними параметрами, що характеризують функціональність трансформатора, прийнято вважати вхідний і вихідний напруга, а також потужність апарату. Останній показник, який є головним критерієм при виборі пристрою, визначає величину підключається навантаження. Під'єднуваний прилад повинен мати потужність на 20% менше норми, зазначеної в технічному паспорті трансформатора.
Сердечник апарату виготовляється з фериту, електротехнічної сталі або пермаллоя. Для обмотки використовується мідний провідник в лакової або паперової ізоляції. Прилади великої потужності забезпечуються системою масляного охолодження.
В електротехніці розрізняють три види трансформаторів:
- Стрижневою. Сердечник розташований всередині обмоток.
- Бронєвой. Велика частина обмотки накривається магнитопроводом.
- Тороїдальний. Магнітна система виконана в формі кільця.
Всі варіанти трансформаторів 220 на 12 працюють за одним принципом. Однак тороидальний трансформатор 220 на 12 вольт має більший ККД, більш компактно за обсягом і вимагає менше матеріалів для виробництва.
при експлуатації трансформатор підключають до заземлювальної шини щоб уникнути поразки людини струмом в аварійній ситуації. Обслуговує агрегат полягає в періодичному огляді і очищенні від бруду і пилу. При обриві обмотки і короткому замиканні прилад демонтується і проводиться перемотування пошкодженої ланцюга.
Виготовлення своїми руками
Для зниження вихідної напруги в електричних системах застосовуються трансформатори електронного типу. Пристрій збирається з напівпровідників і інтегральних схем. При високому ККД прилад малого розміру і ваги не нагрівається і не шумить.
Однак пристрої традиційної конструкції і раніше затребувані через надійності і простоти виготовлення. Прилади промислового виробництва коштують приблизно 600 рублів. Але людина з умілими руками в стані змайструвати понижуючий трансформатор з 220 на 12 вольт самостійно.
Розрахунок параметрів
Перед початком робіт проводиться розрахунок технічних характеристик трансформатора. Перш за все майстер визначається з потужністю навантаження, яка підключиться до приладу. При цьому необхідно враховувати теплові втрати, які знижують ККД пристрою до 80%.
Щоб отримати справжнє значення необхідної потужності, слід розділити потужність навантаження на коефіцієнт 0,8. Від цієї величини розраховуються інші параметри трансформатора:
Площа перерізу магнітопроводу обчислюється за формулою: S = 1,2 * √P, де S – площа сердечника, P – потужність пристрою, що підключається.- На наступному етапі визначається чисельність витків на 1 вольт напруги при цьому осерді: W = 50 / S, де W – число витків.
- Число витків в кожній котушці трансформатора обчислюється таким чином: N = U * W, де N – необхідна кількість витків, U – напруга в обмотці.
- Щоб визначити діаметр проводу, потрібно знати силу струму, для розрахунку якої користуються рівнянням I = P / U, де I – сила струму в котушці.
- Теорія електротехніки вказує, що для мідного провідника щільність струму складає 2 A / мм. При цій константі необхідну перетин дроту визначають наступним чином: D = 0,8√I, де D – діаметр проводу, I – вже розрахована сила струму в обмотці.
Наприклад, потрібно підключити шестідесятіваттний радіоприймач, що працює на двенадцатівольтових напрузі. Необхідно розрахувати і зібрати понижуючий трансформатор на 12 вольт. Розрахунки ведуться відповідно до вищевикладених етапами.
З урахуванням теплових втрат вихідна потужність трансформатора визначається на рівні 75 Вт. Площа муздрамтеатру складе 10,4 квадратного сантиметра.
Один вольт напруги вимагає 4,8 обороту. Для первинної обмотки намотують тисячі п'ятьдесят-шість витків, для вихідний котушки – 58. При підключеної навантаженні у вторинному індукторі втрачається частина напруги за рахунок опору провідника, тому слід додати 10% до отриманого числа. Разом 65 витків.
Щоб вибрати перетин провідника, потрібно знати силу проходить струму. За входить ланцюга протікає струм 0,34 ампера, по виходить ланцюга йде струм 5 ампер. Відповідно діаметр проводу первинного індуктора дорівнює 0,46 мм, товщина провідника вторинної обмотки 1,78 мм. Отримані значення округлюються в більшу сторону.
збірка трансформатора
Для складання понижувального трансформатора 220 в на 12 в потрібні металевий сердечник, картонний каркас і мідний дріт. Якщо є що вийшов з ладу прилад з аналогічними параметрами, то необхідні компоненти запозичуються з цієї конструкції. Можна підібрати деталі від непрацюючих трансформаторів з іншими технічними характеристиками. В цьому випадку доведеться коригувати розрахунки.
При неможливості підібрати комплектуючі промислового виробництва деталі виготовляються з підручних матеріалів. Це процес трудомісткий і вимагає від майстра терпіння.
Пластини для сердечника вирізаються з використаних консервних банок. Перед складанням муздрамтеатру бляшані компоненти прогартовуються в вогні, а потім кіптява, окалини і нагар видаляються з поверхні дрібнозернистим наждачним папером.
Каркас вирізається з щільного картону. Спочатку готується вертикальна частина. Після склеювання і просушування на торцях каркаса закріплюються щічки, в яких зроблено отвори для виведення проводів підключення.
Провід необхідного перетину купується в магазині електричних товарів. Матеріал для обмотки можна пошукати на «блошиному ринку». Тут провідник хорошої якості, а іноді і в заводській упаковці, коштує дешевше.
Підібравши компоненти необхідних параметрів, приступають до накручування провідників на каркас. Операція проводиться вручну або за допомогою намотувальних машинки, а вкладання дроти рекомендується за схемою «виток до витка». Через кожні два шари обмотки прокладається смужка спеціальної конденсаторного паперу. Кінці провідників випускають назовні через отвори в щічках.
Закінчивши роботу з обмотками, приступають до заповнення каркаса пластинами сердечника. Після складання трансформатора необхідно продзвонити електричні ланцюги мультиметром. Якщо перевірка пройшла успішно, виріб готовий до роботи.
Підключення пристроїв, що працюють від напруги 12 вольт, за допомогою понижувального трансформатора приносить економію електричної енергії і, відповідно, коштів.Крім того, такі прилади при експлуатації абсолютно безпечні.