Трансформаторите са прости устройства, но те са и изключително важни за наелектризирания ни начин на живот. Големи трансформатори засилвам напрежението в електроцентралите, за да може да се предава по-ефективно през електропроводи, и а слизам трансформатор прави електричеството полезно във всяка къща, обслужвана от електроцентралата. Трансформаторите във физиката се използват за редица цели в лабораторията.
A трансформатор се състои от нищо повече от чифт жични намотки, които могат да бъдат увити около обща сърцевина или две ядра, поставени една до друга. Трансформаторите работят само с променлив ток (AC), тъй като разчитат на електромагнитна индукция, при което променящото се електрическо поле създава магнитно поле и обратно.
Лесно е да се направи трансформатор за училищен проект, но трябва да го използвате със сигурен източник на захранване, а захранването от 120 V, идващо от щепсел за стена, не е безопасно. Един проблем при трансформаторите е, че те се нагряват поради съпротивлението на проводника и ако входящото напрежение е твърде високо, проводниците могат да се нагорещят достатъчно, за да ви изгорят или да запалят пожар. Така че изграждането на безопасен източник на енергия е важна част от проект, демонстриращ работата на трансформатор.
Използвайте лек димер за вашия източник на енергия
За да създадете безопасен източник на захранване, ще ви трябва пластмасова електрическа кутия, стар щепсел от уред, който вече не използвате, и превключвател на светлинен димер, известен още като превключвател на променлива. Ето как да конструирате източника на захранване (не забравяйте да спазвате процедурите за безопасност при работа с електричество!):
- Изрежете кабела от уреда и разрежете кабела на две. Заделете частта без щепсела за по-късно. Оголете щепселните проводници с тел за отстраняване на тел, излагайки около сантиметър гола тел на всеки.
- Свържете щепселните проводници към входния извод на превключвателя. Не е нужно да се притеснявате за полярността. Използвайте телени гайки, за да направите съединителните връзки.
- Оголете двата края на допълнителния кабел, отделете проводниците и свържете единия край на кабела към изходните клеми на превключвателя. Другият край осигурява входящата мощност за трансформатора.
- Завийте превключвателя в пластмасова електрическа кутия и подайте проводниците през отворите в задната част на кутията.
- Поставете превключвателя в най-ниското му положение и го залепете в това положение, за да не можете да го промените.
Изграждане на понижаващ трансформатор
За направата на трансформатор са ви необходими две основни съставки. Първата е стоманена сърцевина, а другата е много тънка проводяща тел. 3- или 4-инчова машинна шайба от стомана, предлагана в магазините за железария, прави добра сърцевина. Най-добрият проводник за използване е магнитният проводник с 28 габарита, който е покрит с изолация. Можете да получите това във всеки магазин за електроника.
Направете две отделни намотки върху намотката. Колкото повече пъти навивате намотката, толкова по-добре ще работи трансформаторът. Не забравяйте да преброите намотките и да следите числата - тази информация ще ви е необходима, когато тествате трансформатора.
За да се направи понижаващ трансформатор, броят на намотките на първичната намотка трябва да бъде по-малък от броя на вторичната намотка. Съотношението на напрежението ще бъде равно на съотношението на броя на завъртанията на бобините. Например, ако първичната намотка има 200 оборота, а вторичната намотка има 100, трансформаторът ще намали наполовина входящото напрежение.
Демонстриране на работата на трансформатор
Преди да изпробвате вашия трансформатор, свалете краищата на проводниците и поставете трансформатора в пластмасова електрическа кутия с 2 банда за безопасност. Свържете проводниците на първичната намотка към проводниците, идващи от превключвателя. Отделете проводниците на вторичната намотка, за да сте сигурни, че не създават късо съединение, когато свързвате захранването.
Включете трансформатора, настройте мултицет за тестване на променливотоково напрежение и проверете напрежението, идващо от превключвателя, като докоснете изводите на измервателния уред към отделените изходни проводници. Сега проверете напрежението, идващо от вторичната намотка. Запишете вашите резултати.