Transformátory sú jednoduché zariadenia, ale sú tiež mimoriadne dôležité pre náš elektrifikovaný spôsob života. Veľké transformátory zvýšiť výkon napätie v elektrárňach, aby sa mohlo efektívnejšie prenášať cez elektrické vedenie, a a odstúpiť transformátor robí elektrinu užitočnou v každom dome obsluhovanom elektrárňou. Transformátory vo fyzike sa v laboratóriu používajú na rôzne účely.
A transformátor nepozostáva z ničoho iného ako z dvojice drôtových cievok, ktoré môžu byť obalené spoločným jadrom alebo z dvoch jadier umiestnených vedľa seba. Transformátory pracujú iba so striedavým prúdom (AC), pretože sa spoliehajú na elektromagnetickú indukciu, pričom meniace sa elektrické pole vytvára magnetické pole a naopak.
Je ľahké vyrobiť transformátor pre školský projekt, ale musíte ho použiť s bezpečným zdrojom energie a 120 V napájanie zo zásuvky nie je bezpečné. Jedným z problémov transformátorov je, že sa ohrievajú kvôli odporu drôtov. Ak je prichádzajúce napätie príliš vysoké, môžu sa drôty dostatočne zahriať, aby vás spálili alebo založili oheň. Budovanie bezpečného zdroja energie je teda dôležitou súčasťou projektu demonštrujúceho funkčnosť transformátora.
Ako zdroj energie použite stmievač svetla
Na výrobu bezpečného zdroja energie budete potrebovať plastovú elektrickú skrinku, starú zástrčku od spotrebiča, ktorý už nepoužívate, a vypínač stmievača svetla, tiež známy ako variak prepínač. Tu je príklad, ako skonštruovať zdroj energie (pri práci s elektrickou energiou dodržiavajte bezpečnostné postupy!):
- Odrežte kábel zo spotrebiča a rozrežte ho na dve časti. Časť bez zástrčky odložte na neskôr. Odizolujte vodiče zástrčky pomocou odizolovacieho drôtu, pričom na každom z nich je odkrytý asi centimeter holého drôtu.
- Pripojte vodiče zástrčky k vstupnej svorke spínača. Nemusíte sa obávať polarity. Na vytvorenie spojov použite spojovacie matice.
- Odizolujte obidva konce extra kábla, oddeľte vodiče a pripojte jeden koniec kábla k výstupným svorkám spínača. Druhý koniec poskytuje príkon pre transformátor.
- Zaskrutkujte spínač do plastovej elektrickej skrinky a veďte vodiče cez otvory v zadnej časti skrinky.
- Nastavte prepínač do najnižšej polohy a zalepte ho v tejto polohe, aby ste ho nemohli zmeniť.
Konštrukcia transformátora s klesaním
Na výrobu transformátora potrebujete dve hlavné ingrediencie. Prvým je oceľové jadro a druhým je veľa tenkého vodivého drôtu. Dobré jadro tvorí 3 - alebo 4-palcová oceľová strojová práčka, ktorá je k dispozícii v obchodoch s hardvérom. Najlepšie sa používa magnetický drôt s priemerom 28, ktorý je potiahnutý izoláciou. Dostanete ho v ktoromkoľvek obchode s elektronikou.
Na cievke urobte dve samostatné vinutia. Čím viac krát budete cievku vinúť, tým lepšie bude transformátor fungovať. Nezabudnite počítať vinutia a sledovať ich počty - tieto informácie budete potrebovať pri testovaní transformátora.
Ak chcete vytvoriť transformátor so zníženou hodnotou, počet vinutí na primárnej cievke musí byť menší ako počet na sekundárnej cievke. Pomer napätia sa bude rovnať pomeru počtu závitov na cievkach. Napríklad, ak má primárna cievka 200 závitov a sekundárna cievka 100, transformátor zníži prichádzajúce napätie na polovicu.
Ukážka práce transformátora
Pred testovaním transformátora odizolujte konce vodičov a z bezpečnostných dôvodov ho umiestnite do 2-pólovej plastovej elektrickej skrinky. Spojte vodiče primárnej cievky s vodičmi prichádzajúcimi zo spínača. Oddeľte vodiče sekundárnej cievky, aby ste sa uistili, že pri pripojení napájania nevytvárajú skrat.
Pripojte transformátor, nastavte multimetr na testovanie striedavého napätia a skontrolujte napätie prichádzajúce zo spínača dotykom vodičov meracieho prístroja na oddelené výstupné vodiče. Teraz skontrolujte napätie prichádzajúce zo sekundárnej cievky. Zaznamenajte svoje výsledky.