Innehåll
Transformatorer är enkla men extremt användbara elektriska apparater, och de fungerar på grund av ett fenomen som kallas elektromagnetisk induktion. Om du placerar en ledande ledning i ett växlande magnetfält, inducerar fältet en elektrisk ström i tråden, och där det finns en ström, finns en potentialskillnad eller spänning. Samtalet är också sant. En växelström i en ledare skapar ett magnetfält. Eftersom strömmen måste förändras (i flöde), arbetar transformatorer endast med växelström, vilket är en fördel med växelström jämfört med likström.
Spänningen beror på antalet gånger ledaren passerar genom magnetfältet. Du kan omvandla spänningen i en krets - den primära kretsen - till en annan spänning i en sekundär krets genom att justera antalet gånger ledarna för varje krets passerar genom magnetfältet. Enheten som gör detta är en transformator, och när den minskar spänningen i sekundärkretsen, är det en avstängningstransformator. Det är exakt vad transformatorn på kraftledningen utanför ditt hus gör. Det är lätt att göra din egen neddragna transformator, men den kommer inte att vara lika stor och kraftfull som den på kraftledningen. Men det kommer att fungera på exakt samma sätt.
Transformatorer använder lindningar
En transformator använder en enda ledare lindad flera gånger runt en central kärna för primärkretsen, och en annan ledare lindas också flera gånger runt samma eller en annan kärna för sekundärkretsen. Förhållandet mellan antalet lindningar i dessa spolar bestämmer spänningen i sekundärspolen. Transformatorformeln, som följer av Faradays lag, är:
Ns/ Np = Vs/ Vp
där Ns och np är antalet lindningar i sekundära respektive primärspolar respektive Vs och Vp är spänningarna.
I en nedtransformator är sekundärspänningen mindre än primärspänningen, så antalet lindningar i sekundärspolen måste vara mindre än antalet i primärspolen. Om du känner till spänningen i primärkretsen och du har ett mål för sekundärspolen, uppnår du ditt mål genom att justera antalet lindningar på båda spolarna.
Konstruera en nedtransformator
De mest effektiva transformatorerna har ferromagnetiska kärnor eftersom detta material magnetiseras av den primära spolen och överför energin till sekundärspolen mer effektivt som spolarna kan göra själv. Ett enkelt sätt att få en ferromagnetisk spole är att hitta en stor stålbricka från en hårdvarubutik eller en förstörande gård. Det bör vara 2 till 3 tum i diameter.
Du kan använda valfri ledning för att göra spolarna, men det bästa är 28-gauge magnetisk tråd, som är mycket tunn koppartråd belagd med isolering. För att skapa den primära spiralen, dra in tråden tätt runt brickan minst 500 gånger och håll tråden tätt ihop. Linda det i lager om det behövs. Håll noga med antalet lindningar och registrera antalet. När du är klar med lindningen ska du hålla de två ändarna fria för anslutning till strömkällan och linda maskeringstejpen runt ledningarna för att hålla dem på plats.
Eftersom du konstruerar en nedtransformator kommer antalet lindningar i sekundärspolen att vara mindre. Det verkliga antalet beror på den spänning du vill ha, och du kan beräkna detta med transformatorns formel. Linda den sekundära spolen ovanpå den primära, så att ändarna är fria att ansluta till en meter. Linda in spolen med maskeringstejp, och dra sedan in hela transformatorn med elektrisk tejp för att isolera den. Transformatorn är nu klar att testa.
Exempel Beräkning
Anta att du vill stänga av 120-voltsströmmen från ditt eluttag till 12 volt. Spänningsförhållandet är 12/120 = 1/10, så om primärspolen har 500 lindningar bör sekundärspolen ha 50.
Observera att användning av din hemmaspänning i denna beräkning bara är ett exempel, och strömmen som passerar under denna mycket spänning kommer att värma upp trådarna snabbt och skulle vara farligt att faktiskt försöka minska. Det är säkrare att använda denna rudimentära transformator för mycket mindre ingångsspänningar från säkrare källor. Lämna inte transformatorn ansluten under någon längre tid.