Transformatorji so preproste naprave, vendar so tudi izjemno pomembne za naš elektrificiran način življenja. Veliki transformatorji stopi gor napetost na elektrarnah, da jo je mogoče učinkoviteje prenašati prek daljnovodov, in a odstopiti transformator omogoča elektriko uporabno v vsaki hiši, ki jo oskrbuje elektrarna. Transformatorji v fiziki se v laboratoriju uporabljajo za številne namene.
A transformator je sestavljen iz nič več kot para žičnih tuljav, ki jih je mogoče oviti okoli skupnega jedra ali dveh jeder, nameščenih drug ob drugem. Transformatorji delujejo samo z izmeničnim tokom (AC), ker se zanašajo na elektromagnetno indukcijo, pri čemer spreminjajoče se električno polje proizvaja magnetno polje in obratno.
Za šolski projekt je enostavno narediti transformator, vendar ga morate uporabljati z varnim virom napajanja, napajanje 120 V, ki prihaja iz stenskega vtiča, pa ni varno. Ena težava pri transformatorjih je, da se zaradi odpornosti žice segrejejo in če je vhodna napetost previsoka, se lahko žice segrejejo dovolj, da vas opečejo ali zanetijo ogenj. Torej je gradnja varnega vira energije pomemben del projekta, ki dokazuje delovanje transformatorja.
Za vir energije uporabite svetlobo zatemnitve
Za izdelavo varnega vira napajanja boste potrebovali plastično električno omarico, stari vtič iz naprave, ki je ne uporabljate več, in stikalo za zatemnitev svetlobe, znano tudi kot stikalo variac. Tukaj je opisano, kako sestaviti vir energije (pri delu z elektriko upoštevajte varnostne postopke!):
- Iz aparata odrežite kabel in ga prerežite na dva dela. Odstavite del brez vtiča za kasneje. Odstranite žice z vtikačem z odstranjevalcem žic, pri čemer na vsakem izpostavite približno centimeter gole žice.
- Žice vtiča priključite na vhodni priključek stikala. Ni vam treba skrbeti za polarnost. Za spajalne povezave uporabite žične matice.
- Odstranite oba konca dodatnega kabla, ločite žice in en konec kabla priključite na izhodne sponke stikala. Drugi konec zagotavlja vhodno moč transformatorja.
- Stikalo privijte v plastično električno škatlo in napeljite žice skozi luknje na zadnji strani škatle.
- Stikalo nastavite v najnižji položaj in ga prilepite v ta položaj, da ga ne boste mogli spremeniti.
Izdelava transformatorja Step Down
Za izdelavo transformatorja potrebujete dve glavni sestavini. Prvo je jekleno jedro, drugo pa veliko tanke prevodne žice. 3- ali 4-palčni jekleni stroj za pranje, ki je na voljo v trgovinah s strojno opremo, je dobro jedro. Najboljša žica za uporabo je magnetna žica z merilnikom 28, ki je prevlečena z izolacijo. To lahko dobite v kateri koli trgovini z elektroniko.
Na tuljavi naredite dva ločena navitja. Večkrat kot navijate tuljavo, bolje bo transformator deloval. Prepričajte se, da ste prešteli navitja in si zabeležili številke - te podatke boste potrebovali pri preizkušanju transformatorja.
Če želite izdelati padajoči transformator, mora biti število navitij na primarni tuljavi manjše od števila na sekundarni tuljavi. Razmerje napetosti bo enako razmerju med številom zavojev tuljav. Če ima na primer primarna tuljava 200 obratov in sekundarna tuljava 100, bo transformator dohodno napetost prepolovil.
Prikaz delovanja transformatorja
Preden preizkusite transformator, slepite konce žic in ga zaradi varnosti namestite v plastično električno omarico z dvema skupinama. Spojite žice primarne tuljave na žice, ki prihajajo iz stikala. Ločite žice sekundarne tuljave, da se prepričate, da ne povzročajo kratkega stika, ko priključite napajanje.
Priključite transformator, nastavite multimeter, da preizkusite izmenično napetost in preverite napetost, ki prihaja iz stikala, tako da se dotaknete vodov števca do ločenih izhodnih žic. Zdaj preverite napetost, ki prihaja iz sekundarne tuljave. Zapišite svoje rezultate.