Иногда в нашей жизни случается такое, что нужен специальный аппарат для повышения или понижения напряжения электрического тока.
Например, сломался трансформатор в радиоприемнике, а заменить его нечем. Необходимо найти именно тот, который подойдет для этого приемника, с особыми характеристиками.
Но, если у вас дома завалялись трансформаторы от старой техники, с помощью них можно решить данную проблему. В этой статье мы поможем вам провести все необходимые расчеты, и предоставим подробную инструкцию по сборке такого аппарата.
Как произвести нужные вычисления
Поехали! Прежде всего, нужно понять, что такое трансформатор вообще.
Этот электромагнитный аппарат включает в себя несколько электрических катушек и железный стержень, изготовленный из самостоятельных металлических пластин. При помощи одной намотки создаётся магнитный ток в магнитопроводе, который стимулирует электроток во второй катушке. В зависимости от количества оборотов на каждой из катушек, аппарат или увеличивает или снижает напряжение. Соответственно от этого изменяется и электроток.
Мощность самого электромагнитного аппарата зависит от его стрежня (сердечника). Поэтому, при сборке и конструировании трансформатора за основу берут присутствие необходимого стержня.
Вычисление требуемых критериев рекомендуют начать с расчета максимальной мощности и напряжения, которое он сможет выдержать.
Для этого вам нужно рассчитать мощность электрической цепи, которая возникает во второй. Когда катушек несколько, их мощность суммируют.
Формула выглядит следующим образом:
P₂=U₂ ∙ I₂,
где U₂ —напряжение второй катушки;
I₂ — электроток второй катушки.
После этого необходимо произвести вычисление по первой катушке. Примерный коэффициент полезного действия будет составлять 80%.
Формула для расчета для сборки трансформатора:
P₁= =1,25 ∙ P₂
Исходя из полученного значения Р₁, ищем соответствующий стержень. Площадь сечения, которого считают по формуле:
S=√(Р^1 )
где S — площадь (см);
Р₁—мощность первой катушки (Вт).
А сейчас подсчитаем непосредственно КПД, который характеризует эффективность устройства в отношении преобразования или передачи энергии:
w’=50/S
где 50 — это частота электросети;
S — площадь сечения стержня.
Несмотря на то, что данный расчет примерный, он вполне подойдет для нашего аппарата. Ведь мы конструируем его собственноручно из материалов, которые под рукой. Нам осталось только узнать число оборотов на катушке.
Формула следующая:
w₁=w’ ∙ U₁
w₂=w’ ∙ U₂
В силу того, что наши подсчеты достаточно примитивны, возможен некоторый обрыв напряжения из-за нагрузки – число витков на катушке можно увеличить на 10-15%. После чего, для каждой катушки необходимо определить значение проходимого электротока. Формула выглядит так:
I₁=(P₁)/(U₁)
Чтобы найти диаметр кабеля, воспользуйтесь формулой:
d = 0,8 ∙ √I
После этого, обратите внимание на таблицу сечений, которую мы оставим ниже. С помощью нее находим кабель со значением, которое у вас получилось. В случае, когда такое значение отсутствует – округлите его в большую сторону и попробуйте снова.
Если и после этой операции вашего значения нет, выберите несколько кабелей с меньшим диаметром так, чтобы в сумме получилось ваша величина.
Впереди заключительный этап расчетов! Необходимо проверить, влезут ли наши катушки в самодельный электромагнитный аппарат. Они помещаются в специальное «окно», которое создается стержнем. Для этого используйте следующую формулу:
S= w∙d²∙0,8
Эту формулу применяем для каждой катушки, а затем суммируем все значения площади, которые у нас получились. После этого сравниваем его с площадью того самого пространства, которое образует сердечник. Оно должно быть меньше, чем «окно» стержня.
Инструкция по сборке аппарата
Самый главный этап в конструировании. Когда вы произвели все необходимые подсчеты и подготовили материал – можно приступать к сборке!
Первый слой намотки укладываем на заранее подготовленную картонную катушку. Чтобы облегчить этот процесс, воспользуйтесь дрелью. Закрепите катушку в патроне, используя специальное устройство.
Установите электродрель на чем-то ровном и прочном, и приступайте к намотке провода. Он должен ложиться плотно, без пробелов. Каждый новый слой не заходит на другой.
Саму катушку необходимо заизолировать – проложите слой конденсаторной бумаги. Перед тем, как произвести второй слой намотки, заизолируйте первый аналогичным способом. Так вы предотвратите провал.
Если вы решили не приступать к сборке нового трансформатора, а просто переделать старый, здесь дела обстоят еще проще.
В таком случае, вам необходимо при размотке провода посчитать число оборотов вторичной обмотки. С помощью уже известного вам значения преобразования:
w’=(U₂)/(w₂)
Вы с легкостью найдете требуемое число оборотов для создания нужного напряжения:
w₂=w’ ∙ U₂
Если после этого все же остались некоторые вопросы, надеемся, видео с технологией намотки и сборки поможет найти на них ответы.
Прежде чем ввести трансформатор в действие после сборки, выполните его проверку. Удостоверьтесь, что в корпусе нет пробелов и обрывов – это очень важно!
Самое первое подключение нужно выполнять достаточно аккуратно. Рекомендуем с первичной обмоткой постепенно включить лампочку Ильича с небольшой мощностью до 60 Вт.
Таким образом, в этой статье мы обсудили технологию сборки трансформатора собственноручно дома. Чтобы наглядно продемонстрировать все расчеты, мы сделали акцент на конструкции броневого трансформатора.
Этот трансформатор является достаточно известным, благодаря своей простоте, легкостью сборки и ремонта.
Если брать данную модель электромагнитного трансформатора за основу, в домашних условиях можно провести сборку таких приборов, как: портативный зарядный аккумулятор, прибор, помогающий увеличить напряжение для чего-либо, горячий канцелярский нож, самодельный пирограф или другое электрическое устройство, которое пригодится в быту. Действуйте!
