Innhold
Transformatorer er enkle, men ekstremt nyttige elektriske apparater, og de fungerer på grunn av et fenomen kjent som elektromagnetisk induksjon. Hvis du plasserer en ledende ledning i et magnetisk felt som skiftes, induserer feltet en elektrisk strøm i ledningen, og hvor det er en strøm, er det en potensiell forskjell eller spenning. Samtalen er også sant. En vekslende strøm i en leder skaper et magnetfelt. Fordi strømmen må skiftes (i strøm), fungerer transformatorene bare med vekselstrøm, noe som er en fordel med vekselstrøm fremfor likestrøm.
Spenningen avhenger av antall ganger lederen går gjennom magnetfeltet. Du kan transformere spenningen i en krets - primærkretsen - til en annen spenning i en sekundær krets ved å justere antall ganger lederne for hver krets passerer gjennom magnetfeltet. Enheten som gjør dette er en transformator, og når den reduserer spenningen i sekundærkretsen, er det en nedtrappende transformator. Dette er nøyaktig hva transformatoren på kraftledningen utenfor huset ditt gjør. Det er enkelt å lage din egen trapp ned-transformator, men den vil ikke være like stor og kraftig som den på kraftledningen. Det vil fungere på nøyaktig samme måte.
Transformatorer bruker viklinger
En transformator bruker en enkelt leder viklet flere ganger rundt en sentral kjerne for primærkretsen, og en annen leder vikles også flere ganger rundt den samme eller en annen kjerne for sekundærkretsen. Forholdet mellom antall viklinger i disse spolene bestemmer spenningen i sekundærspolen. Transformatorformelen, som følger av Faradays lov, er:
Ns/ Np = Vs/ Vp
hvor Ns og Np er antall viklinger i henholdsvis sekundær- og primærspolene og Vs og Vp er spenningene.
I en nedtrappende transformator er sekundærspenningen mindre enn primærspenningen, så antall viklinger i sekundærspolen må være mindre enn antallet i primærspolen. Hvis du kjenner spenningen i primærkretsen og har et mål for sekundærspolen, oppnår du målet ditt ved å justere antall viklinger på begge spolene.
Konstruksjon av en Step-Down Transformer
De mest effektive transformatorene har ferromagnetiske kjerner fordi dette materialet blir magnetisert av primærspolen og overfører energien til sekundærspolen mer effektivt som spolene kan gjøre av seg selv. En enkel måte å få tak i en ferromagnetisk spole er å finne en stor stålskive fra en jernvarehandel eller et vrakgård. Det bør være 2 til 3 inches i diameter.
Du kan bruke hvilken som helst ledningstråd for å lage spolene, men det beste er 28-gauge magnetisk ledning, som er veldig tynn kobbertråd belagt med isolasjon. For å lage den primære spiralen, vikler du ledningen tett rundt skiven minst 500 ganger, og hold tråden tett sammen. Vikle den i lag om nødvendig. Hold nøye med antall antall viklinger, og registrer antallet. Når du er ferdig med å vikle, holder du de to endene fri for tilkobling til strømkilden og pakker maskeringstape rundt ledningene for å holde dem på plass.
Siden du konstruerer en trapp ned transformator, vil antall viklinger i sekundærspolen være mindre. Det faktiske antallet avhenger av spenningen du ønsker, og du kan beregne dette ved hjelp av transformatorformelen. Vind sekundærspolen oppå den primære, slik at endene kan kobles til en meter. Pakk spolen med maskeringstape, og pakk deretter hele transformatoren med elektrisk tape for å isolere den. Transformatoren er nå klar til å teste.
Eksempel Beregning
Anta at du vil trappe ned 120-volts strøm fra strømuttaket til 12 volt. Spenningsforholdet er 12/120 = 1/10, så hvis primærspolen har 500 viklinger, bør sekundærspolen ha 50.
Vær oppmerksom på at bruk av hjemmespenningen i denne beregningen bare er et eksempel, og strømmen som går under så mye spenning vil varme opp ledningene raskt og ville være farlig å faktisk prøve å redusere. Det er tryggere å bruke denne rudimentære transformatoren for mye mindre inngangsspenninger fra tryggere kilder. Ikke la transformatoren være koblet på lenge.