Transformatoren zijn eenvoudige apparaten, maar ze zijn ook uiterst belangrijk voor onze geëlektrificeerde manier van leven. Grote transformatoren opstaan de spanning op de elektriciteitscentrales zodat deze efficiënter door hoogspanningsleidingen kan worden getransporteerd, en a aftreden transformator maakt de elektriciteit nuttig in elk huis dat door de elektriciteitscentrale wordt bediend. Transformatoren in de natuurkunde worden in het lab voor verschillende doeleinden gebruikt.
EEN transformator bestaat uit niets meer dan een paar draadspoelen, die rond een gemeenschappelijke kern of twee naast elkaar geplaatste kernen kunnen worden gewikkeld. Transformatoren werken alleen met wisselstroom (AC), omdat ze afhankelijk zijn van elektromagnetische inductie, waarbij een veranderend elektrisch veld een magnetisch veld produceert, en vice versa.
Het is gemakkelijk om een transformator te maken voor een schoolproject, maar je moet hem gebruiken met een veilige stroombron en de 120V-stroom die uit een stopcontact komt, is niet veilig. Een probleem met transformatoren is dat ze heet worden door draadweerstand, en als de inkomende spanning te hoog is, kunnen draden heet genoeg worden om je te verbranden of een brand te veroorzaken. Het bouwen van een veilige stroombron is dus een belangrijk onderdeel van een project dat de werking van een transformator demonstreert.
Gebruik een lichtdimmer voor uw stroombron
Om een veilige stroombron te bouwen, heb je een plastic elektriciteitskast nodig, een oude stekker van een apparaat dat je niet meer gebruikt en een lichtdimmer, ook wel bekend als een variac schakelaar. Hier leest u hoe u de stroombron construeert (volg de veiligheidsprocedures wanneer u met elektriciteit werkt!):
- Knip het snoer uit het apparaat en knip het snoer doormidden. Leg het onderdeel zonder de stekker opzij voor later. Strip de stekkerdraden met een draadstripper, zodat er ongeveer 2,5 cm blanke draad op elk ligt.
- Sluit de stekkerdraden aan op de ingangsklem van de schakelaar. U hoeft zich geen zorgen te maken over polariteit. Gebruik draadmoeren om de lasverbindingen te maken.
- Strip beide uiteinden van het extra snoer, scheid de draden en sluit het ene uiteinde van het snoer aan op de uitgangen van de schakelaar. Het andere uiteinde levert de voedingsingang voor de transformator.
- Schroef de schakelaar in een plastic schakelkast en voer de draden door de gaten aan de achterkant van de doos.
- Zet de schakelaar in de laagste positie en plak hem in die positie vast, zodat je hem niet kunt veranderen.
Een step-down transformator bouwen
Je hebt twee hoofdingrediënten nodig om een transformator te maken. De eerste is een stalen kern en de andere is veel dunne geleidende draad. Een 3- of 4-inch stalen machinewasmachine, verkrijgbaar bij bouwmarkten, vormt een goede kern. De beste draad om te gebruiken is 28-gauge magnetische draad, die is gecoat met isolatie. Je kunt dit bij elke elektronicawinkel krijgen.
Maak twee afzonderlijke windingen op de spoel. Hoe vaker u de spoel opwindt, hoe beter de transformator zal werken. Zorg ervoor dat u de wikkelingen telt en de cijfers bijhoudt - u hebt die informatie nodig wanneer u de transformator test.
Om een step-down transformator te maken, moet het aantal wikkelingen op de primaire spoel kleiner zijn dan het aantal op de secundaire spoel. De spanningsverhouding is gelijk aan de verhouding van het aantal windingen op de spoelen. Als de primaire spoel bijvoorbeeld 200 windingen heeft en de secundaire spoel 100, zal de transformator de inkomende spanning halveren.
De werking van een transformator demonstreren
Voordat u uw transformator test, stript u de uiteinden van de draden en plaatst u de transformator voor de veiligheid in een 2-voudige plastic elektrische doos. Verbind de draden van de primaire spoel met de draden die uit de schakelaar komen. Scheid de secundaire spoeldraden om ervoor te zorgen dat ze geen kortsluiting veroorzaken wanneer u de stroom aansluit.
Sluit de transformator aan, stel een multimeter in om de wisselspanning te testen en controleer de spanning die van de schakelaar komt door de meterkabels naar de gescheiden uitgangsdraden aan te raken. Controleer nu de spanning die van de secundaire spoel komt. Noteer uw resultaten.