Трансформаторите са прости, но изключително полезни електрически устройства и работят поради феномен, известен като електромагнитна индукция. Ако поставите проводящ проводник в променящо се магнитно поле, полето индуцира електрически ток в проводника и там, където има ток, има потенциална разлика или напрежение. И обратното също е вярно. Променящият се ток в проводник създава магнитно поле. Тъй като токът трябва да се променя (в поток), трансформаторите работят само с променлив ток, което е предимство на променлив ток пред постоянна мощност.
Напрежението зависи от броя пъти, през които проводникът преминава през магнитното поле. Можете да трансформирате напрежението в една верига - първичната верига - в различно напрежение в a вторична верига чрез регулиране на броя пъти, през които проводниците за всяка верига преминават през магнитно поле. Устройството, което прави това, е трансформатор и когато намалява напрежението във вторичната верига, това е понижаващ трансформатор. Точно това прави трансформаторът на електропровода извън къщата ви. Лесно е да направите свой собствен понижаващ трансформатор, но той няма да бъде толкова голям и мощен, колкото този на електропровода. Той обаче ще работи по абсолютно същия начин.
Трансформаторите използват намотки
Трансформаторът използва един проводник, навит няколко пъти около централната сърцевина за първичната верига, и различен проводник също се навива няколко пъти около една и съща или различна сърцевина за вторичната верига. Съотношението на броя намотки в тези намотки определя напрежението във вторичната намотка. Формулата на трансформатора, която следва от закона на Фарадей, е:
\ frac {N_s} {N_p} = \ frac {V_s} {V_p}
където Nс и Nстр са броят на намотките във вторичната и първичната намотки съответно и Vс и Vстр са напреженията.
В понижаващ трансформатор вторичното напрежение е по-малко от първичното напрежение, така че броят на намотките във вторичната намотка трябва да бъде по-малък от броя в първичната намотка. Ако знаете напрежението в първичната верига и имате цел за вторичната намотка, постигате целта си, като регулирате броя на намотките и на двете намотки.
Изграждане на понижаващ трансформатор
Най-ефективните трансформатори имат феромагнитни ядра, тъй като този материал се магнетизира от първична намотка и предава енергията към вторичната намотка по-ефективно, отколкото намотките могат да направят себе си. Лесен начин за получаване на феромагнитна намотка е намирането на голяма стоманена шайба от железария или корабостроителница. Той трябва да бъде с диаметър от 2 до 3 инча.
Можете да използвате всеки проводящ проводник, за да направите намотките, но най-добрият е магнитен проводник с 28 габарита, който е много тънък меден проводник, покрит с изолация. За да създадете първичната намотка, увийте жицата плътно около шайбата поне 500 пъти, като държите жицата плътно заедно. При нужда го навийте на слоеве. Пазете внимателно броя на намотките и записвайте броя. Когато приключите с навиването, оставете двата края свободни за свързване към източника на захранване и увийте маскиращата лента около проводниците, за да ги запазите на място.
Тъй като конструирате понижаващ трансформатор, броят на намотките във вторичната намотка ще бъде по-малък. Действителният брой зависи от напрежението, което искате, и можете да го изчислите, като използвате формулата на трансформатора. Навийте вторичната намотка отгоре на основната, оставяйки краищата свободни да се свържат с метър. Увийте намотката с маскираща лента и след това обвийте целия трансформатор с електрическа лента, за да я изолирате. Трансформаторът вече е готов за тестване.
Примерно изчисление
Да предположим, че искате да намалите мощността от 120 волта от контакта на дома си до 12 волта. Съотношението на напрежението е 12/120 = 1/10, така че ако първичната намотка има 500 намотки, вторичната намотка трябва да има 50.
Имайте предвид, че използването на домашното напрежение в това изчисление е само пример и текущото преминаване при толкова много напрежение ще загреете бързо проводниците и би било опасно всъщност да се опитате намаляване. По-безопасно е да използвате този елементарен трансформатор за много по-малки входни напрежения от по-безопасни източници. Не оставяйте трансформатора свързан за известно време.
Предупреждения
Не се опитвайте да използвате трансформатора с контактите или веригите на вашия дом.
