Добре відомий підвищувальний трансформатор ...
Кожна область техніки має свої знакові пристрої, дивлячись на які однозначно розумієш що, куди, звідки. Парус - це море, яхти, кораблі. Пропелер - авіація, літаки, колесо - велосипед, автомобіль і т.д. І не завжди ми замислюємося над тим, що колись ці нині прості і такі зрозумілі пристрої були черговим, іноді важким, кроком у становленні цілої галузі техніки або машинобудування.
Така історія і в добре відомого представника електротехніки - трансформатора. У далекому вже 1831 Фарадей увійшов в історію відкриттям електромагнітної індукції - основного принципу роботи трансформатора. Тільки через 45 років російському вченому П. Н. Яблочкова був виданий патент на винахід трансформатора. Дві обмотки, розташовані на незамкнутому осерді, підтвердили можливість трансформувати, тобто перетворювати, змінювати струми і напруги. Найпершим був виготовлений підвищувальний трансформатор. Сучасні трансформатори мають розміри від споруд в декілька поверхів до крихітних виробів менше 1 см, а їх виробництво - це провідна галузь електротехнічної промисловості.
У техніці застосовується величезне число трансформаторів різного призначення і кожен з них має своє специфічне назву. Наприклад, широке застосування в електролабораторія має підвищувальний трансформатор напруги, який при вихідній напрузі в декілька кіловольт має напруга живлення 220 В.
Отже, трансформатор - що ж це таке? Класичне визначення звучить так: трансформатор - це електрична машина, перетворююча ток вхідного джерела живлення в струм вторинної обмотки з іншою напругою. Трансформатор працює з напругою змінного струму, оскільки ефект індукції проявляється тільки при зміні електромагнітного поля. Передача (трансформація) енергії проходить через перетворення електричної енергії в обмотках спочатку в магнітне поле, і далі - перехід назад в електричну енергію струму, але вже у вторинній обмотці. Якщо вторинна обмотка по числу витків перевищує первинну, то маємо підвищувальний трансформатор, а якщо підключити обмотки навпаки, то і трансформатор буде «навпаки» - понижуючий.
Припустимо, що необхідно в гаражі, що має електричну мережу 36В, підключити електроспоживачів, наприклад, блок зарядки аккамулятора з живленням 220В - типовий випадок для того, щоб застосувати підвищувальний трансформатор. Рішення такої практичної задачі розглянемо покроково.
1. Потужність зарядного пристрою візьмемо з паспорта - швидше за все це буде щось близько 100 Вт. Розуміючи, що завжди потрібно мати запас на майбутнє і з урахуванням ККД майбутнього трансформатора приблизно 0,9, приймаємо потужність первинної обмотки 150 Вт.
2. Вибираємо магнітопровід. Найлегше дістати О-подібний магнітний сердечник (від старого телевізора). Для нас підійде будь-який, у якого розтин не менше, ніж випливає з співвідношення: Р1 = S * S / 1,44, де Р1 і S - потужність трансформатора в Ватах і поперечний переріз сердечника в см кв. Розрахунок дає значення S = 10,2 см2.
3. Наступний крок найважливіший при «будівництві» трансформатора - визначається кількість витків на 1В: N = 50 / S = 50 / 10,2 = 4,9 витків / В. Тепер зовсім легко розрахувати кількість витків (або, як кажуть, «намотувальні дані»), первинної та вторинної обмоток: W1 = 36 * N = 176 витків і W2 = 220 * 5 = 1078 витків.
4. Визначимо струми обмоток. Виходимо з того, що потужність кожної з обмоток приблизно 150 Вт. У такому випадку, робочі струми обмоток: J1 = 150/36 = 4,2А і J2 = 150/220 = 0,7А.
5. Тепер є всі дані для визначення діаметрів проводів обмоток. Так і зробимо: для первинної обмотки d1 = 0,8 * radic-J1 = 0,8 * 2,05 = 1,64мм кв. -
аналогічно для вторинної обмотки d2 = 0,8 * radic-J2 = 0,8 * 0,84 = 0,67 мм кв.
Для намотування обмоток вибираємо діаметри, найближчі з стандартних.
Все! Розрахунок закінчено, але чи можна виготовити підвищувальний трансформатор своїми руками? Як то кажуть - немає нічого простіше, якщо сильно потрібно. Реальна потреба - це основна рушійна Самодєлкіна сила, так що далі ручками, ручками.
6. Виготовляють два каркаса за обраним магнітопровода.
7. На каркаси щільною укладанням намотують по половині первинної обмотки і ізолюють її скло-або лакотканиною.
8. Далі укладають на кожен каркас по половині вторинної обмотки і також покривають їх лакотканиною.
9. Збірка муздрамтеатру, стяжка його частин хомутом - проблема не дуже складна. При складанні муздрамтеатру бажано його половинки склеїти будь-яким складом із застосуванням ферропорошка - це дозволить виключити «гудіння» пристрою при роботі.
От і все! Наша саморобка, варто думати, працюватиме довго і в радість. А хто б сумнівався!