หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เรียบง่ายแต่มีประโยชน์มาก และทำงานได้เนื่องจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า หากคุณวางลวดนำไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง สนามจะเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าในเส้นลวด และที่ใดมีกระแสไฟฟ้า จะมีความต่างศักย์หรือแรงดันไฟ การสนทนาก็เป็นจริงเช่นกัน กระแสที่เปลี่ยนแปลงในตัวนำจะสร้างสนามแม่เหล็ก เนื่องจากกระแสต้องมีการเปลี่ยนแปลง (ในฟลักซ์) หม้อแปลงจึงทำงานเฉพาะกับไฟฟ้ากระแสสลับเท่านั้น ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบของไฟ AC มากกว่าไฟ DC
แรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับจำนวนครั้งที่ตัวนำผ่านสนามแม่เหล็ก คุณสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟในวงจรเดียว – วงจรหลัก – เป็นแรงดันไฟที่ต่างกันใน a วงจรทุติยภูมิโดยการปรับจำนวนครั้งที่ตัวนำสำหรับแต่ละวงจรผ่าน pass สนามแม่เหล็ก. อุปกรณ์ที่ทำสิ่งนี้คือหม้อแปลงไฟฟ้า และเมื่อลดแรงดันไฟในวงจรทุติยภูมิ ก็จะเป็นหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ นี่คือสิ่งที่หม้อแปลงไฟฟ้าบนสายไฟนอกบ้านของคุณทำ การทำหม้อแปลงสเต็ปดาวน์ของคุณเองเป็นเรื่องง่าย แต่จะไม่ใหญ่และทรงพลังเท่ากับหม้อแปลงไฟฟ้าในสายไฟ มันจะทำงานในลักษณะเดียวกันทุกประการ
หม้อแปลงใช้ขดลวด
หม้อแปลงไฟฟ้าใช้ตัวนำเดี่ยวพันรอบแกนกลางหลายครั้งสำหรับวงจรปฐมภูมิและ ตัวนำที่แตกต่างกันยังพันหลายครั้งรอบแกนเดียวกันหรือต่างกันสำหรับวงจรทุติยภูมิ อัตราส่วนของจำนวนขดลวดในขดลวดเหล่านี้จะกำหนดแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ สูตรหม้อแปลงซึ่งเป็นไปตามกฎของฟาราเดย์คือ
\frac{N_s}{N_p}=\frac{V_s}{V_p}
ที่ไหน Nส และ นู๋พี คือ จำนวนขดลวดในขดลวดทุติยภูมิและขดลวดปฐมภูมิตามลำดับ และ Vส และ Vพี คือแรงดันไฟฟ้า
ในหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ แรงดันทุติยภูมิจะน้อยกว่าแรงดันหลัก ดังนั้นจำนวนขดลวดในขดลวดทุติยภูมิจะต้องน้อยกว่าตัวเลขในขดลวดปฐมภูมิ หากคุณทราบแรงดันไฟฟ้าในวงจรหลักและมีเป้าหมายสำหรับขดลวดทุติยภูมิ คุณจะบรรลุเป้าหมายโดยการปรับจำนวนขดลวดของขดลวดทั้งสอง
การสร้างหม้อแปลงสเต็ปดาวน์
หม้อแปลงที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดมีแกนเฟอร์โรแมกเนติกเนื่องจากวัสดุนี้กลายเป็นแม่เหล็กโดย ขดลวดปฐมภูมิและถ่ายเทพลังงานไปยังขดลวดทุติยภูมิได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นจนขดลวดสามารถทำได้โดย ตัวเอง วิธีง่ายๆ ในการรับขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าคือการหาเครื่องซักผ้าเหล็กขนาดใหญ่จากร้านฮาร์ดแวร์หรือลานทำลาย ควรมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 ถึง 3 นิ้ว
คุณสามารถใช้ลวดนำไฟฟ้าใดก็ได้เพื่อทำขดลวด แต่ที่ดีที่สุดคือลวดแม่เหล็ก 28 เกจ ซึ่งเป็นลวดทองแดงที่บางมากเคลือบด้วยฉนวน ในการสร้างขดลวดปฐมภูมิ ให้พันลวดไว้รอบๆ แหวนรองอย่างน้อย 500 ครั้ง โดยยึดลวดให้แน่นเข้าด้วยกัน ม้วนเป็นชั้นถ้าจำเป็น นับจำนวนขดลวดอย่างระมัดระวังและบันทึกจำนวน เมื่อคุณม้วนเสร็จแล้ว ให้เก็บปลายทั้งสองข้างว่างไว้เพื่อเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน และพันเทปกาวไว้รอบๆ สายไฟเพื่อให้เข้าที่
เนื่องจากคุณกำลังสร้างหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ จำนวนขดลวดในขดลวดทุติยภูมิจึงน้อยลง จำนวนจริงขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่คุณต้องการ และคุณสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรหม้อแปลงไฟฟ้า ม้วนขดลวดทุติยภูมิไว้ด้านบนของขดลวดปฐมภูมิ โดยปล่อยให้ปลายสามารถเชื่อมต่อกับมิเตอร์ได้ฟรี พันขดลวดด้วยเทปกาว จากนั้นพันหม้อแปลงทั้งหมดด้วยเทปพันสายไฟเพื่อหุ้มฉนวน หม้อแปลงพร้อมที่จะทดสอบแล้ว
ตัวอย่างการคำนวณ
สมมติว่าคุณต้องการลดระดับพลังงาน 120 โวลต์จากเต้ารับไฟฟ้าที่บ้านของคุณเป็น 12 โวลต์ อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าคือ 12/120 = 1/10 ดังนั้นหากขดลวดปฐมภูมิมี 500 ขดลวด ขดลวดทุติยภูมิควรมี 50
โปรดทราบว่าการใช้แรงดันไฟบ้านในการคำนวณนี้เป็นเพียงตัวอย่างเท่านั้น และกระแสที่ไหลผ่าน ภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่มากเช่นนี้จะทำให้สายไฟร้อนเร็วและอาจเป็นอันตรายต่อการพยายาม ลด. การใช้หม้อแปลงไฟฟ้าพื้นฐานนี้ปลอดภัยกว่าสำหรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่มีขนาดเล็กกว่ามากจากแหล่งที่ปลอดภัยกว่า อย่าปล่อยให้หม้อแปลงเชื่อมต่อเป็นเวลานาน
คำเตือน
อย่าพยายามใช้หม้อแปลงไฟฟ้ากับเต้ารับหรือวงจรไฟฟ้าในบ้านของคุณ