Trafod on lihtsad, kuid äärmiselt kasulikud elektriseadmed ja töötavad elektromagnetilise induktsioonina tuntud nähtuse tõttu. Kui asetate juhtiva traadi muutuvasse magnetvälja, indutseerib väli traadis elektrivoolu ja seal, kus on vool, on potentsiaalne erinevus või pinge. Vastupidine on ka tõsi. Juhi muutuv vool tekitab magnetvälja. Kuna vool peab muutuma (voos), töötavad trafod ainult vahelduvvoolu elektriga, mis on vahelduvvoolu eelis alalisvoolu ees.
Pinge sõltub juhi magnetvälja läbimise arvust. Ühe vooluahela - primaarahela - pinge saate teisendada a-s erinevaks pingeks sekundaarset vooluahelat, reguleerides iga ahela juhtide arvu läbimist magnetväli. Seade, mis seda teeb, on trafo ja kui see vähendab sekundaarses vooluahelas olevat pinget, on see astmelist trafot. Täpselt nii teeb trafo teie maja välisel elektriliinil. Oma astmelist trafot on lihtne teha, kuid see ei ole nii suur ja võimas kui elektriliinil. See töötab siiski täpselt samamoodi.
Trafod kasutavad mähiseid
Trafo kasutab ühte juhti, mis on mitu korda keritud primaarahela keskse südamiku ümber ja ka teine juht kerib sekundaarse vooluahela jaoks mitu korda ümber sama või erineva südamiku. Nendes mähistes olevate mähiste arvu suhe määrab sekundaarmähise pinge. Trafo valem, mis tuleneb Faraday seadusest, on:
\ frac {N_s} {N_p} = \ frac {V_s} {V_p}
kus Ns ja Nlk on vastavalt sekundaarmähise ja primaarmähise mähiste arv ja Vs ja Vlk on pinged.
Astmelises trafos on sekundaarpinge väiksem kui primaarpinge, mistõttu sekundaarmähises peab mähiste arv olema väiksem kui primaarmähises. Kui teate primaarvoolu pinget ja teil on sekundaarmähise sihtmärk, saavutate oma eesmärgi, reguleerides mõlema mähise mähiste arvu.
Astmelise trafo ehitamine
Kõige tõhusamatel trafodel on ferromagnetilised südamikud, kuna see materjal magnetiseerub primaarmähise ja kannab energia sekundaarmähisele tõhusamalt, mida mähised suudavad ise. Lihtne viis ferromagnetilise mähise saamiseks on leida suur terasest seib riistvara poodist või purustitehasest. Selle läbimõõt peaks olema 2–3 tolli.
Mähiste valmistamiseks võite kasutada mistahes juhtivat traati, kuid parim on 28-mõõtmeline magnettraat, mis on väga õhuke isolatsiooniga kaetud vasktraat. Primaarmähise loomiseks keerake traat tihedalt seibi ümber vähemalt 500 korda, hoides traati tihedalt koos. Vajadusel keerake see kihtidena. Hoidke hoolikalt mähiste arvu ja registreerige arv. Kui olete kerimise lõpetanud, hoidke mõlemad otsad toiteallikaga ühendamiseks vabad ja keerake juhtmete ümber maalriteip, et need paigas püsiksid.
Kuna ehitate astmelist trafot, on sekundaarmähises mähiste arv väiksem. Tegelik arv sõltub soovitud pingest ja saate selle arvutada trafo valemi abil. Keerake sekundaarmähis esmase otsa peale, jättes otsad vabaks meetriga ühendamiseks. Pange mähis maalriteibiga ja pakkige seejärel kogu trafo isolatsiooniks elektrilindiga. Trafo on nüüd testimiseks valmis.
Näide Arvutus
Oletame, et soovite oma kodu pistikupesast 120-voldise voolu vähendada 12 voltini. Pinge suhe on 12/120 = 1/10, nii et kui primaarmähisel on 500 mähist, peaks sekundaarmähisel olema 50.
Pange tähele, et kodupinge kasutamine selles arvutuses on ainult näide ja voolu läbimine nii suure pinge all kuumenevad juhtmed kiiresti ja seda proovida oleks ohtlik vähendada. Seda elementaarset trafot on turvalisem kasutada palju väiksemate sisendpingete jaoks turvalisematest allikatest. Ärge jätke trafot pikaks ajaks ühendatuks.
Hoiatused
Ärge proovige trafot kasutada oma kodu pistikupesade või vooluahelatega.