Transformatorer är enkla enheter, men de är också oerhört viktiga för vårt elektrifierade sätt att leva. Stora transformatorer öka spänningen vid kraftverken så att den kan överföras mer effektivt via kraftledningar, och a gå ner transformatorn gör elen användbar i varje hus som drivs av kraftverket. Transformatorer i fysik används för ett antal ändamål i labbet.
A transformator består av inget annat än ett par trådspolar, som kan lindas runt en gemensam kärna eller två kärnor placerade sida vid sida. Transformatorer fungerar endast med växelström (AC), eftersom de förlitar sig på elektromagnetisk induktion, varigenom ett förändrat elektriskt fält producerar ett magnetfält, och vice versa.
Det är enkelt att skapa en transformator för ett skolprojekt, men du måste använda den med en säker strömkälla och 120V-strömmen från en väggkontakt är inte säker. Ett problem med transformatorer är att de blir heta på grund av trådmotstånd, och om inkommande spänning är för hög kan ledningar bli tillräckligt varma för att bränna dig eller starta eld. Så att bygga en säker strömkälla är en viktig del av ett projekt som visar hur en transformator fungerar.
Använd en ljusdimmer för din strömkälla
För att konstruera en säker strömkälla behöver du en plastlåda, en gammal kontakt från en apparat som du inte använder längre och en ljusdämpare, även känd som en variac-omkopplare. Så här konstruerar du strömkällan (var noga med att följa säkerhetsförfaranden när du arbetar med el!):
- Klipp av sladden från apparaten och skär den i två delar. Ställ undan delen utan kontakten för senare. Ta bort pluggledningarna med en trådavdragare och exponera ungefär en tum bar ledning på vardera.
- Anslut kontakttrådarna till omkopplarens ingång. Du behöver inte oroa dig för polaritet. Använd trådmuttrar för att göra skarvanslutningarna.
- Ta bort båda ändarna på den extra sladden, separera ledningarna och anslut den ena änden av sladden till omkopplarens utgångsterminaler. Den andra änden ger strömförsörjningen till transformatorn.
- Skruva in strömbrytaren i en plastlåda och mata ledningarna genom hålen på lådans baksida.
- Ställ omkopplaren i sitt lägsta läge och tejpa den i den positionen så att du inte kan ändra den.
Konstruera en Step Down Transformer
Du behöver två huvudingredienser för att göra en transformator. Den första är en stålkärna och den andra är mycket tunn ledande tråd. En maskintvätt på 3 eller 4 tum, tillgänglig i hårdvaruaffärer, är en bra kärna. Den bästa ledningen att använda är 28-gauge magnetisk tråd, som är belagd med isolering. Du kan få detta i valfri elektronikbutik.
Gör två separata lindningar på spolen. Ju fler gånger du spolar spolen, desto bättre fungerar transformatorn. Var noga med att räkna lindningarna och hålla reda på siffrorna - du behöver den informationen när du testar transformatorn.
För att göra en nedtransformator måste antalet lindningar på primärspolen vara mindre än antalet på sekundärspolen. Spänningsförhållandet kommer att vara lika med förhållandet mellan antalet varv på spolarna. Till exempel, om primärspolen har 200 varv och sekundärspolen har 100, kommer transformatorn att halva den inkommande spänningen.
Demonstrera hur en transformator fungerar
Innan du testar din transformator, ta bort ändarna på ledningarna och placera transformatorn i en 2-bands plastlåda för säkerhet. Skarva ledningarna i den primära spolen till ledningarna som kommer från omkopplaren. Separera sekundärspoltrådarna så att de inte skapar en kortslutning när du ansluter ström.
Anslut transformatorn, ställ in en multimeter för att testa växelspänningen och kontrollera spänningen som kommer från omkopplaren genom att röra vid mätarens ledningar till de separerade utgångsledningarna. Kontrollera nu spänningen som kommer från sekundärspolen. Spela in dina resultat.