Obsah
Transformátory sú jednoduché, ale veľmi užitočné elektrické zariadenia a fungujú kvôli javu známymu ako elektromagnetická indukcia. Ak umiestnite vodivý drôt do meniaceho sa magnetického poľa, pole indukuje elektrický prúd v vodiči a tam, kde je prítomný prúd, existuje potenciálny rozdiel alebo napätie. Opak je tiež pravdou. Meniaci sa prúd vo vodiči vytvára magnetické pole. Pretože prúd sa musí meniť (v toku), transformátory pracujú iba so striedavým prúdom, čo je výhodou striedavého prúdu oproti jednosmernému prúdu.
Napätie závisí od toho, koľkokrát vodič prechádza magnetickým poľom. Napätie v jednom obvode - v primárnom obvode - môžete transformovať na odlišné napätie v sekundárnom obvode nastavením počtu vodičov pre každý obvod, ktorý prechádza magnetickým poľom. Prístroj, ktorý to robí, je transformátor, a keď znižuje napätie v sekundárnom obvode, je jeho krokový transformátor. To je presne to, čo robí transformátor na elektrickom vedení mimo vášho domu. Je ľahké vytvoriť si vlastný transformátor typu down-down, ale nebude taký veľký a výkonný ako ten na výkonovom vedení. Bude to však fungovať úplne rovnako.
Transformátory používajú vinutie
Transformátor používa jeden vodič navinutý viackrát okolo centrálneho jadra pre primárny obvod a iný vodič tiež navinutý viackrát okolo toho istého alebo iného jadra pre sekundárny obvod. Pomer počtu vinutí v týchto cievkach určuje napätie v sekundárnej cievke. Vzorec transformátora, ktorý vyplýva z Faradaysovho zákona, je:
Ns/ Np = Vs/ Vp
kde Ns a Np je počet vinutí v sekundárnej a primárnej cievke, respektíve Vs a Vp sú napätia.
V zostupnom transformátore je sekundárne napätie menšie ako primárne napätie, takže počet vinutí v sekundárnej cievke musí byť menší ako počet v primárnej cievke. Ak poznáte napätie v primárnom okruhu a máte cieľ pre sekundárnu cievku, svoj cieľ dosiahnete úpravou počtu vinutí na oboch cievkach.
Konštrukcia transformátora typu Step-Down
Najúčinnejšie transformátory majú feromagnetické jadrá, pretože tento materiál sa magnetizuje primárnou cievkou a účinnejšie prenáša energiu na sekundárnu cievku, ktorú cievky dokážu urobiť sami. Ľahký spôsob, ako získať feromagnetickú cievku, je nájsť veľkú oceľovú podložku z železiarstva alebo z demolácie. Mal by mať priemer 2 až 3 palce.
Na výrobu cievok môžete použiť akýkoľvek vodivý drôt, ale najlepší je magnetický drôt s priemerom 28, ktorý je veľmi tenký medený drôt potiahnutý izoláciou. Ak chcete vytvoriť primárnu cievku, naviňte drôt tesne okolo podložky najmenej 500 krát, pričom drôt udržujte pevne pri sebe. V prípade potreby ju naviňte vo vrstvách. Počítajte opatrne počet vinutí a zaznamenajte ich počet. Po navinutí majte dva konce voľné pre pripojenie k zdroju energie a ovíjajte kryciu pásku okolo drôtov, aby ste ich udržali na svojom mieste.
Pretože ste konštruovali krokový transformátor, počet vinutí v sekundárnej cievke bude menší. Skutočné číslo závisí od požadovaného napätia a môžete ho vypočítať pomocou vzorca transformátora. Navíjajte sekundárnu cievku na vrchnú časť primárnej cievky a konce nechajte voľné pre pripojenie k metru. Cievku zabalte maskovacou páskou a potom celý transformátor obalte elektrickou páskou, aby ste ju izolovali. Transformátor je teraz pripravený na testovanie.
Príklad výpočtu
Predpokladajme, že chcete znížiť výkon 120 V z domácej zásuvky na 12 V. Pomer napätia je 12/120 = 1/10, takže ak má primárna cievka 500 vinutí, sekundárna cievka by mala mať 50.
Upozorňujeme, že použitie vášho domáceho napätia v tomto výpočte je iba príkladom a prúd prechádzajúci pod týmto veľkým napätím zahrieva káble rýchlo a bolo by skutočne nebezpečné pokúsiť sa o zníženie. Je bezpečnejšie použiť tento základný transformátor na oveľa menšie vstupné napätie z bezpečnejších zdrojov. Nenechávajte transformátor pripojený dlhší čas.