Πώς να φτιάξετε έναν απλό ηλεκτρικό μετασχηματιστή για το σχολείο

Οι μετασχηματιστές είναι απλές συσκευές, αλλά είναι επίσης εξαιρετικά σημαντικοί για τον ηλεκτροφόρο τρόπο ζωής μας. Μεγάλους μετασχηματιστές ανεβάζω την τάση στους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ώστε να μπορεί να μεταδίδεται πιο αποτελεσματικά μέσω γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας, και a παραιτηθεί ο μετασχηματιστής κάνει την ηλεκτρική ενέργεια χρήσιμη σε κάθε σπίτι που εξυπηρετείται από το σταθμό παραγωγής ενέργειας. Οι μετασχηματιστές στη φυσική χρησιμοποιούνται για διάφορους σκοπούς στο εργαστήριο.

ΕΝΑ μετασχηματιστής αποτελείται από τίποτα περισσότερο από ένα ζευγάρι πηνίων σύρματος, τα οποία μπορούν να τυλιχθούν γύρω από έναν κοινό πυρήνα ή δύο πυρήνες τοποθετημένους πλάι-πλάι. Οι μετασχηματιστές λειτουργούν μόνο με εναλλασσόμενο ρεύμα (AC), επειδή βασίζονται στην ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, με την οποία ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο παράγει ένα μαγνητικό πεδίο και το αντίστροφο.

Είναι εύκολο να φτιάξετε έναν μετασχηματιστή για ένα σχολικό έργο, αλλά πρέπει να το χρησιμοποιήσετε με μια ασφαλή πηγή τροφοδοσίας και η τροφοδοσία 120V που προέρχεται από μια πρίζα δεν είναι ασφαλής. Ένα πρόβλημα με τους μετασχηματιστές είναι ότι ζεσταίνονται λόγω της αντίστασης του καλωδίου και εάν η εισερχόμενη τάση είναι πολύ υψηλή, τα καλώδια μπορεί να ζεσταθούν αρκετά για να σας κάψουν ή να πυροδοτήσουν φωτιά. Έτσι, η οικοδόμηση μιας ασφαλούς πηγής ενέργειας είναι ένα σημαντικό μέρος ενός έργου που αποδεικνύει τη λειτουργία ενός μετασχηματιστή.

Για να κατασκευάσετε μια ασφαλή πηγή ενέργειας, θα χρειαστείτε ένα πλαστικό ηλεκτρικό κουτί, ένα παλιό βύσμα από μια συσκευή που δεν χρησιμοποιείτε πια και έναν διακόπτη φωτισμού dimmer, επίσης γνωστό ως διακόπτης καρδιακής ανεπάρκειας. Δείτε πώς μπορείτε να κατασκευάσετε την πηγή ισχύος (φροντίστε να ακολουθείτε τις διαδικασίες ασφαλείας όταν εργάζεστε με ηλεκτρισμό!):

1. Κόψτε το καλώδιο από τη συσκευή και κόψτε το καλώδιο σε δύο. Αφήστε το μέρος χωρίς το βύσμα για αργότερα. Αφαιρέστε τα βύσματα με ένα απογυμνωτή καλωδίων, εκθέτοντας περίπου μια ίντσα γυμνού καλωδίου σε κάθε ένα.
2. Συνδέστε τα καλώδια βύσματος στον ακροδέκτη εισόδου του διακόπτη. Δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για την πολικότητα. Χρησιμοποιήστε παξιμάδια σύρματος για να κάνετε τις συνδέσεις σύνδεσης.
3. Αφαιρέστε τα δύο άκρα του επιπλέον καλωδίου, διαχωρίστε τα καλώδια και συνδέστε το ένα άκρο του καλωδίου στους ακροδέκτες εξόδου του διακόπτη. Το άλλο άκρο παρέχει την είσοδο ισχύος για τον μετασχηματιστή.
4. Βιδώστε το διακόπτη σε ένα πλαστικό ηλεκτρικό κουτί και τροφοδοτήστε τα καλώδια μέσω των οπών στο πίσω μέρος του κουτιού.
5. Ρυθμίστε το διακόπτη στη χαμηλότερη θέση του και κολλήστε τον σε αυτήν τη θέση, ώστε να μην μπορείτε να τον αλλάξετε.

Χρειάζεστε δύο βασικά συστατικά για να φτιάξετε έναν μετασχηματιστή. Ο πρώτος είναι ένας χαλύβδινος πυρήνας και ο άλλος είναι ένα πολύ λεπτό αγώγιμο σύρμα. Ένα χαλύβδινο πλυντήριο 3 ή 4 ιντσών, διαθέσιμο σε καταστήματα υλικού, αποτελεί έναν καλό πυρήνα. Το καλύτερο καλώδιο που χρησιμοποιείται είναι το μαγνητικό καλώδιο 28 gauge, το οποίο είναι επικαλυμμένο με μόνωση. Μπορείτε να το αποκτήσετε σε οποιοδήποτε κατάστημα προμηθειών ηλεκτρονικών ειδών.

Κάντε δύο ξεχωριστές περιελίξεις στο πηνίο. Όσο περισσότερες φορές τυλίγετε το πηνίο, τόσο καλύτερα θα λειτουργεί ο μετασχηματιστής. Φροντίστε να μετρήσετε τις περιελίξεις και να παρακολουθείτε τους αριθμούς - θα χρειαστείτε αυτές τις πληροφορίες κατά τη δοκιμή του μετασχηματιστή.

Για να φτιάξετε έναν μετασχηματιστή προς τα κάτω, ο αριθμός των περιελίξεων στο πρωτεύον πηνίο πρέπει να είναι μικρότερος από τον αριθμό στο δευτερεύον πηνίο. Η αναλογία τάσης θα είναι ίση με την αναλογία του αριθμού στροφών στα πηνία. Για παράδειγμα, εάν το πρωτεύον πηνίο έχει 200 ​​στροφές και το δευτερεύον πηνίο έχει 100, ο μετασχηματιστής θα μειώσει την εισερχόμενη τάση στο μισό.

Προτού δοκιμάσετε τον μετασχηματιστή σας, αφαιρέστε τα άκρα των καλωδίων και τοποθετήστε τον μετασχηματιστή σε ένα πλαστικό ηλεκτρικό κουτί 2-γκρουπ για ασφάλεια. Συνδέστε τα καλώδια του πρωτεύοντος πηνίου στα καλώδια που προέρχονται από το διακόπτη. Διαχωρίστε τα δευτερεύοντα καλώδια πηνίου για να βεβαιωθείτε ότι δεν δημιουργούν βραχυκύκλωμα όταν συνδέετε ρεύμα.

Συνδέστε τον μετασχηματιστή, ρυθμίστε ένα πολύμετρο για να ελέγξετε την τάση AC και ελέγξτε την τάση που προέρχεται από το διακόπτη αγγίζοντας τα καλώδια του μετρητή στα διαχωρισμένα καλώδια εξόδου. Τώρα ελέγξτε την τάση που προέρχεται από το δευτερεύον πηνίο. Καταγράψτε τα αποτελέσματά σας.