Transformere er enkle, men yderst nyttige elektriske apparater, og de fungerer på grund af et fænomen kendt som elektromagnetisk induktion. Hvis du placerer en ledningstråd i et skiftende magnetfelt, inducerer feltet en elektrisk strøm i ledningen, og hvor der er en strøm, er der en potentiel forskel eller spænding. Det omvendte er også sandt. En skiftende strøm i en leder skaber et magnetfelt. Da strømmen skal ændre sig (i strøm), fungerer transformere kun med vekselstrøm, hvilket er en fordel ved vekselstrøm frem for jævnstrøm.
Spændingen afhænger af antallet af gange, lederen passerer gennem magnetfeltet. Du kan omdanne spændingen i et kredsløb - det primære kredsløb - til en anden spænding i en sekundært kredsløb ved at justere antallet af gange, som lederne for hvert kredsløb passerer gennem magnetfelt. Enheden, der gør dette, er en transformer, og når den reducerer spændingen i det sekundære kredsløb, er det en nedtrapningstransformator. Dette er præcis, hvad transformatoren på strømledningen uden for dit hus gør. Det er let at lave din egen nedtransformer, men den er ikke så stor og kraftig som den på kraftledningen. Det fungerer dog nøjagtigt på samme måde.
Transformere bruger viklinger
En transformer bruger en enkelt leder viklet flere gange omkring en central kerne til det primære kredsløb, og en anden leder vikles også flere gange omkring den samme eller en anden kerne til det sekundære kredsløb. Forholdet mellem antallet af viklinger i disse spoler bestemmer spændingen i sekundærspolen. Transformatorformlen, der følger af Faradays lov, er:
\ frac {N_s} {N_p} = \ frac {V_s} {V_p}
hvor Ns og Ns er antallet af viklinger i henholdsvis sekundær og primær spole og Vs og Vs er spændingerne.
I en nedadgående transformator er sekundærspændingen mindre end primærspændingen, så antallet af viklinger i sekundærspolen skal være mindre end antallet i primærspolen. Hvis du kender spændingen i det primære kredsløb, og du har et mål for den sekundære spole, opnår du dit mål ved at justere antallet af viklinger på begge spoler.
Konstruktion af en Step-Down Transformer
De mest effektive transformere har ferromagnetiske kerner, fordi dette materiale bliver magnetiseret af primærspole og overfører energien til sekundærspolen mere effektivt, som spolerne kan klare dem selv. En nem måde at få en ferromagnetisk spole på er at finde en stor stålskive fra en jernvareforretning eller et ødelæggende værft. Det skal være 2 til 3 inches i diameter.
Du kan bruge en hvilken som helst ledende ledning til at fremstille spolerne, men det bedste er en magnetisk tråd med 28 gauge, som er meget tynd kobbertråd belagt med isolering. For at skabe den primære spole skal du vikle ledningen tæt omkring vaskemaskinen mindst 500 gange og holde ledningen tæt sammen. Wind det i lag, hvis det er nødvendigt. Hold nøje med antallet af viklinger, og registrer antallet. Når du er færdig med at vikle op, skal du holde de to ender fri for forbindelse til strømkilden og pakke maskeringstape rundt om ledningerne for at holde dem på plads.
Da du konstruerer en nedadgående transformer, vil antallet af viklinger i sekundærspolen være mindre. Det aktuelle antal afhænger af den ønskede spænding, og du kan beregne dette ved hjælp af transformatorformlen. Vind den sekundære spole oven på den primære, og lad enderne være fri til at oprette forbindelse til en meter. Indpak spolen med maskeringstape, og pakk derefter hele transformeren med elektrisk tape for at isolere den. Transformeren er nu klar til test.
Eksempelberegning
Antag, at du vil træde ned 120 volt strøm fra dit hjem stikkontakt til 12 volt. Spændingsforholdet er 12/120 = 1/10, så hvis den primære spole har 500 viklinger, skal den sekundære spole have 50.
Bemærk, at brug af din hjemmespænding i denne beregning kun er et eksempel, og den aktuelle forbipasserende under denne meget spænding vil ledningerne opvarme hurtigt og ville være farligt at faktisk forsøge at reducere. Det er sikrere at bruge denne rudimentære transformer til meget mindre indgangsspændinger fra sikrere kilder. Lad ikke transformeren være tilsluttet i længere tid.
Advarsler
Forsøg ikke at bruge transformeren med dit hjem stikkontakter eller kredsløb.