Muuntajat ovat yksinkertaisia mutta erittäin hyödyllisiä sähkölaitteita, ja ne toimivat sähkömagneettisena induktiona tunnetun ilmiön takia. Jos sijoitat johtavan johdon muuttuvaan magneettikenttään, kenttä indusoi johtimessa sähkövirran, ja missä on virta, siellä on potentiaaliero tai jännite. Päinvastoin on totta. Muuttuva virta johtimessa luo magneettikentän. Koska virran on muututtava (vuossa), muuntajat toimivat vain vaihtovirta-sähkön kanssa, mikä on AC: n etu tasavirtaan nähden.
Jännite riippuu siitä, kuinka monta kertaa johdin kulkee magneettikentän läpi. Voit muuntaa yhden piirin - ensiöpiirin - jännitteen eri jännitteeksi a: ssa toissijainen piiri säätämällä kuinka monta kertaa johtimet kullekin piirille kulkevat magneettikenttä. Tämän tekevä laite on muuntaja, ja kun se vähentää toissijaisen piirin jännitettä, se on alamuuntaja. Tätä tekee talosi ulkopuolella olevan sähköjohdon muuntaja. On helppoa tehdä oma alamuuntaja, mutta se ei ole yhtä suuri ja tehokas kuin virtajohdossa oleva. Se toimii kuitenkin samalla tavalla.
Muuntajat käyttävät käämiä
Muuntaja käyttää yhtä johtinta, joka on kiedottu useita kertoja ensiöpiirin keskiytimen ympärille, ja toinen johdin käämi myös useita kertoja toisen tai toisen ytimen ympärille toissijaiselle piirille. Näiden kelojen käämien lukumäärän suhde määrittää toissijaisen kelan jännitteen. Muuntajan kaava, joka seuraa Faradayn lakia, on:
\ frac {N_s} {N_p} = \ frac {V_s} {V_p}
missä Ns ja Ns ovat vastaavasti toissijaisen ja ensiökäämin käämien lukumäärä ja Vs ja Vs ovat jännitteet.
Pienennetyssä muuntajassa toissijainen jännite on pienempi kuin ensiöjännite, joten toissijaisen kelan käämien määrän on oltava pienempi kuin ensiökäämin numero. Jos tiedät ensiöpiirin jännitteen ja sinulla on tavoite toissijaiselle kelalle, saavutat tavoitteen säätämällä molempien kelojen käämien lukumäärää.
Vaihemuuntajan rakentaminen
Tehokkaimmissa muuntajissa on ferromagneettiset ytimet, koska tämä materiaali magnetisoituu primäärikäämin ja siirtää energian toissijaiseen kelaan tehokkaammin, mitä kelat voivat tehdä itse. Helppo tapa hankkia ferromagneettinen kela on löytää iso teräslevy rautakaupasta tai romupihalta. Sen tulisi olla halkaisijaltaan 2-3 tuumaa.
Käämeiden valmistamiseen voidaan käyttää mitä tahansa johtavaa johtoa, mutta paras on 28-ulotteinen magneettilanka, joka on erittäin ohut eristyspinnoitettu kuparilanka. Luo ensiökäämi kiertämällä lanka tiiviisti aluslevyn ympärille vähintään 500 kertaa pitämällä lanka tiukasti kiinni. Kelaa se kerroksittain tarvittaessa. Laske käämien lukumäärä huolellisesti ja kirjaa numero. Kun kelaus on valmis, pidä molemmat päät vapaina virtalähteeseen liittämistä varten ja kääri nauhat johtojen ympärille, jotta ne pysyvät paikallaan.
Koska rakennat vähennysmuuntajaa, käämien lukumäärä toissijaisessa kelassa on pienempi. Todellinen määrä riippuu haluamastasi jännitteestä, ja voit laskea tämän muuntajan kaavan avulla. Kierrä toissijainen kela ensiöpuolen päälle, jättäen päät vapaasti liittymään mittariin. Kääri käämi teipillä ja kääri sitten koko muuntaja sähköteipillä sen eristämiseksi. Muuntaja on nyt valmis testaamaan.
Esimerkki laskemisesta
Oletetaan, että haluat vähentää 120 voltin virran kotisi pistorasiasta 12 volttiin. Jännitesuhde on 12/120 = 1/10, joten jos ensiökäämeessä on 500 käämiä, toissijaisessa kelassa tulisi olla 50.
Huomaa, että kotijännitteen käyttäminen tässä laskelmassa on vain esimerkki ja nykyinen kulku tämän suuren jännitteen alla lämmittää johdot nopeasti ja on vaarallista yrittää todella vähentää. On turvallisempaa käyttää tätä alkeismuuntajaa pienempiin tulojännitteisiin turvallisemmista lähteistä. Älä jätä muuntajaa kytkettynä pitkäksi aikaa.
Varoitukset
Älä yritä käyttää muuntajaa kotisi pistorasioiden tai piirien kanssa.