A transzformátorok egyszerű, de rendkívül hasznos elektromos készülékek, és az elektromágneses indukció néven ismert jelenség miatt működnek. Ha egy vezetőt egy változó mágneses mezőbe helyezünk, akkor a mező elektromos áramot indukál a vezetékben, és ahol áram van, ott van potenciálkülönbség vagy feszültség. Fordítva is igaz. A változó áram egy vezetőben mágneses teret hoz létre. Mivel az áramnak változónak kell lennie (fluxusban), a transzformátorok csak váltakozó áramú villamos energiával működnek, ami az AC előnye az egyenárammal szemben.
A feszültség attól függ, hogy a vezető hányszor halad át a mágneses téren. Átalakíthatja az egyik áramkör - a primer áramkör - feszültségét egy másik feszültségre az a-ban szekunder áramkör az egyes áramkörök vezetőinek az áthaladásának számának beállításával mágneses mező. Az ezt végrehajtó eszköz transzformátor, és amikor csökkenti a szekunder áramkör feszültségét, akkor egy fokozatú transzformátor. Pontosan ezt teszi a transzformátor a házon kívüli elektromos vezetéken. Könnyű elkészíteni saját transzformátorát, de nem lesz akkora és nagy, mint az elektromos vezetéken. Pedig pontosan ugyanúgy fog működni.
A transzformátorok tekercseket használnak
A transzformátor egyetlen vezetéket használ, amely többször fel van tekerve egy központi mag körül az elsődleges áramkör számára, és egy másik vezető is többször feltekeredik ugyanazon vagy más mag körül a szekunder áramkör számára. Ezekben a tekercsekben a tekercsek számának aránya határozza meg a szekunder tekercs feszültségét. A transzformátor képlete, amely Faraday törvényéből következik, a következő:
\ frac {N_s} {N_p} = \ frac {V_s} {V_p}
ahol Ns és No a tekercsek száma a szekunder és az elsődleges tekercsekben, illetve Vs és Vo a feszültségek.
Lépcsőzetes transzformátorban a szekunder feszültség kisebb, mint az elsődleges feszültség, ezért a szekunder tekercsben lévő tekercsek számának kisebbnek kell lennie, mint az elsődleges tekercsben levők száma. Ha ismeri az elsődleges áramkör feszültségét, és van célja a másodlagos tekercsnek, akkor a két tekercs tekercselésének számának beállításával éri el célját.
Lépcsőzetes transzformátor építése
A leghatékonyabb transzformátorok ferromágneses maggal rendelkeznek, mivel ezt az anyagot a primer tekercset, és hatékonyabban továbbítja az energiát a szekunder tekercsbe, amellyel a tekercsek képesek megtenni maguk. A ferromágneses tekercs megszerzésének egyszerű módja az, ha nagy acélalátétet talál egy boltban vagy egy roncstelepen. Átmérője 2-3 hüvelyk lehet.
A tekercsek készítéséhez bármilyen vezető huzalt használhat, de a legjobb a 28-as méretű mágneses vezeték, amely nagyon vékony, szigeteléssel bevont rézhuzal. Az elsődleges tekercs létrehozásához tekerje a huzalt szorosan az alátét köré legalább 500-szor, szorosan tartva a huzalt. Ha szükséges, tekerje fel rétegenként. Óvatosan számolja meg a tekercsek számát, és rögzítse a számot. Ha befejezte a tekercselést, tartsa szabadon a két végét az áramforráshoz való csatlakozáshoz, és tekerje a maszkolószalagot a vezetékek köré, hogy azok a helyükön maradjanak.
Mivel egy lecsökkentő transzformátort épít, a tekercsek száma kevesebb lesz a szekunder tekercsben. A tényleges szám a kívánt feszültségtől függ, és ezt kiszámíthatja a transzformátor képletével. Tekerje fel a másodlagos tekercset az elsődleges tetejére, így a végek szabadon csatlakozhatnak egy méterhez. Tekerje be a tekercset maszkolószalaggal, majd szigetelje az egész transzformátort elektromos szalaggal. A transzformátor készen áll a tesztelésre.
Példa számításra
Tegyük fel, hogy le akarja csökkenteni az otthoni konnektorból származó 120 voltos feszültséget 12 voltra. A feszültségarány 12/120 = 1/10, tehát ha az elsődleges tekercsnek 500 tekercse van, akkor a másodlagos tekercsnek 50-nek kell lennie.
Ne feledje, hogy az otthoni feszültség használata ebben a számításban csak egy példa, és az áramerősség ekkora feszültség alatt gyorsan felmelegíti a vezetékeket, és veszélyes lenne megpróbálni csökkenteni. Biztonságosabb ezt a kezdetleges transzformátort biztonságosabb forrásokból származó jóval kisebb bemeneti feszültségekhez használni. Ne hagyja a transzformátort hosszabb ideig csatlakoztatva.
Figyelmeztetések
Ne próbálja meg használni a transzformátort otthoni csatlakozókkal vagy áramkörökkel.