Vsebina
Transformatorji so enostavne, a izredno uporabne električne naprave in delujejo zaradi pojava, znanega kot elektromagnetna indukcija. Če vodilno žico postavite v spreminjajoče se magnetno polje, polje sproži električni tok v žici in kjer je tok, obstaja potencialna razlika ali napetost. Tudi obratno je. Spreminjajoči tok v prevodniku ustvarja magnetno polje. Ker se mora tok spreminjati (v toku), transformatorji delujejo le z električno energijo z izmeničnim tokom, kar je prednost izmeničnega toka pred enosmerno močjo.
Napetost je odvisna od števila prevozov prevodnika skozi magnetno polje. Napetost lahko v enem vezju - primarnem vezju - pretvorite v drugačno napetost v sekundarnem vezju, tako da prilagodite število, kolikor vodijo vodniki vsakega tokokroga skozi magnetno polje. Naprava, ki to počne, je transformator, in ko zmanjša napetost v sekundarnem vezju, je njegov padajoči transformator. Točno to počne transformator na daljnovodu zunaj vaše hiše. Enostavno je narediti svoj lastni padajoči transformator, vendar ne bo tako velik in močan kot tisti na daljnovodu. Vendar bo delovalo na povsem enak način.
Transformatorji uporabljajo navitja
Transformator uporablja en sam prevodnik, navit večkrat okoli osrednjega jedra za primarni tokokrog, drugačen prevodnik pa se tudi večkrat navije okoli istega ali drugačnega jedra za sekundarni tokokrog. Razmerje števila navitij v teh tuljavah določa napetost v sekundarni tuljavi. Formula transformatorja, ki izhaja iz Faradaysovega zakona, je:
Ns/ Nstr = Vs/ Vstr
kjer je Ns in Nstr so število navitij v sekundarni in primarni tuljavi oziroma Vs in Vstr so napetosti.
V padajočem transformatorju je sekundarna napetost manjša od primarne napetosti, zato mora biti število navitij v sekundarni tuljavi manjše od števila v primarni tuljavi. Če poznate napetost v primarnem vezju in imate cilj za sekundarno tuljavo, svoj cilj dosežete tako, da prilagodite število navitij na obeh tuljavah.
Izdelava spodnjega transformatorja
Najučinkovitejši transformatorji imajo feromagnetna jedra, ker ta material magnetizira primarna tuljava in prenese energijo na sekundarno tuljavo učinkoviteje, kar lahko tuljave naredijo same. Enostaven način pridobivanja feromagnetne tuljave je iskanje velike jeklene podložke iz trgovine s strojno opremo ali razbitine. V premeru naj bo 2 do 3 centimetre.
Za izdelavo tuljav lahko uporabite katero koli prevodno žico, vendar je najboljša magnetna žica z 28 profili, ki je zelo tanka bakrena žica, prevlečena z izolacijo. Če želite ustvariti primarno tuljavo, vsaj 500-krat zavijte žico okoli podložke, tako da bo žica tesno povezana. Po potrebi ga navijamo po plasteh. Pazljivo upoštevajte število navitij in zapišite število. Ko končate navijanje, imejte oba konca prosta za povezavo z virom napajanja in zavijte maskirni trak okrog žic, da jih obdržite.
Ker gradite padajoči transformator, bo število navitij v sekundarni tuljavi manjše. Dejansko število je odvisno od želene napetosti in to lahko izračunate po formuli transformatorja. Navijte sekundarno tuljavo nad primarno, konca pa pustite, da se povežeta na meter. Tuljavo ovijte z maskirnim trakom, nato pa celoten transformator zavijte z električnim trakom, da ga izolirate. Transformator je zdaj pripravljen za preizkus.
Primer izračuna
Recimo, da želite zmanjšati napetost 120 voltov iz svojih vtičnic na domovih na 12 voltov. Napetostno razmerje je 12/120 = 1/10, tako da če ima primarna tuljava 500 navitij, mora sekundarna tuljava 50.
Upoštevajte, da je uporaba domače napetosti v tem izračunu le primer, in tok, ki poteka pod to veliko napetostjo, bo žice hitro segreval in bi bilo nevarno dejansko poskusiti zmanjšati. Varneje je uporabljati ta rudimentarni transformator za veliko manjše vhodne napetosti iz varnejših virov. Ne puščajte transformatorja priklopljenega dlje časa.