Skip Navigation Links
Главная
Цены/Компании
Форум
Интернет-Магазин
Оптимизация закупок
О компании
Услуги
Карта Сайта



    Skip Navigation LinksГлавная страница > Новости, достижения, отзывы > Новость, достижение , отзыв  

Делаем трансформатор


  Практически электроэнергией пользуются через посредство различных трансформаторов, повышающих или понижающих напряжение в зависимости от того, какого напряжения и какой силы нужна электроэнергия. Трансформируется же она вначале для того, чтобы с меньшими потерями — утечками — полученную на электростанции электроэнергию можно было передать на большие расстояния. Известно, что при высоком напряжении электроэнергии, передаваемой по проводам, имеющим большое сопротивление, теряется меньше. Поэтому от электростанции на подстанцию электроэнергия подается обычно напряжением в 480 вольт, а в городе трансформаторы преобразуют ее в 120 вольт и уже посылают для нужд населения.
  Нам же для наших опытов напряжение в 120 вольт велико. Для моделей, которые мы будем с вами строить, потребуется напряжение в 4, 8 и 12 вольт. Работать с таким напряжением, во-первых, не опасно, а во-вторых, и сами модели могут быть сделаны значительно проще, обойдутся они намного дешевле и не будут так громоздки по своим размерам. Поэтому и целесообразно сделать такой интересный и полезный прибор, каким является трансформатор.
  Трансформатор — не новый прибор. Он появился еще в 1831 году, когда английский физик Фарадей впервые сконструировал прибор для индукционного преобразования элек-трогоков. Но первый трансформатор электрического тока, без которого не могла бы существовать вся современная электротехника, изобрел и сконструировал замечательный русский изобретатель Усагин Иван Филиппович (1855—1919), будучи ассистентом выдающегося русского физика А. Г. Столетова в Московском университете. Внешне первый трансформатор мало напоминал собой современные трансформаторы, но в принципе теперешние трансформаторы ничем не отличаются от первого трансформатора Усагина.
  Трансформатор представляет собой железный сердечник, обмотанный тонкой изолированной проволокой или в виде двух отдельных катушек, намотанных одна на другую или расположенных одна против другой и находящихся на общем сердечнике. В зависимости от того, на сколько витков во вторичной обмотке трансформатора меньше, чем в первичной, к которой присоединяется напряжение электросети, во столько приблизительно раз и будет понижено напряжение. Если, например, мы присоединим 120 вольт к первичной обмотке трансформатора, у которого вторичная обмотка в четыре раза меньше первичной, то со вторичной обмотки мы сможем снять напряжение в 30 вольт. В таком случае коэффициент трансформации будет = 4 : 1 (коэффициентом трансформации называется отношение между числом витков первичной и вторичной обмоток трансформатора). Но этот подсчет приблизителен, он сделан без учета различных потерь тока на сопротивление проводника, на нагрев трансформатора и т. д. Для более точного подсчета трансформации электроэнергии существуют специальные формулы.
  Что же происходит с током при его прохождении через трансформатор? Происходит обыкновенная индукция, законы которой открыл Фарадей. При включении переменный ток возбуждает в первичной катушке трансформатора перемен-
  ный магнитный поток, а он, в свою очередь, создает переменный ток той же частоты во вторичной катушке. (Частотой называется количество периодов в секунду, то-есть количество изменения направления тока. Наш городской ток имеет 50 периодов в секунду.) И если во вторичной катушке меньше витков проволоки, значит и электрического тока в ней будет возбуждено меньше — и наоборот.
  Происходит этот процесс вследствие того, что в каждый период обмотка вторичной катушки пересекается различным числом линий переменного магнитного поля, создаваемого первичной обмоткой трансформатора. Поэтому запомните, что трансформатор может повышать или понижать напряжение только переменного тока, так как только переменный ток может создавать вокруг первичной обмотки трансформатора переменное магнитное поле.
  Какой же нам делать трансформатор?
  В начале статьи мы уже говорили, что для наших приборов потребуется напряжение в 4, 8 и 12 вольт. Каким же образом рассчитать трансформатор на такое напряжение?
  Если наша городская электросеть имеет напряжение в 120 вольт, то для того чтобы наш трансформатор мог работать длительное время без сильного нагревания, надо сделать его с некоторым запасом сопротивления обмоток и площади сердечника. Возьмем для нашего трансформатора поперечную площадь сечения сердечника в 6 кв. см. Этого будет вполне достаточно. Теперь приступим к самому расчету трансформатора.
  Как уже указывалось выше, для расчета трансформаторов существуют сложные формулы, по которым можно точно определить все величины трансформатора. Но мы с вами возьмем упрощенную формулу.
  Постоянная величина 60 (эта величина берется для среднего трансформаторного железа*) делится на площадь поперечного сечения сердечника, то-есть на 6 в данном случае. Получается 10- Это значит, что на каждый вольт напряжения мы должны будем намотать 10 витков. Теперь полученное число надо умножить на количество вольт, то-есть на 120. Мы получим 1200 — это количество витков для первичной обмотки трансформатора.
  Количество витков вторичной обмотки высчитывается точно так же: 10 умножить на 4 вольта—получим 40 витков.
  Для восьмивольтовой обмотки надо в два раза больше, то-есть 80 витков и для 12-вольтовой — 120 витков. Мотать три отдельные обмотки вовсе не обязательно. Лучше сделать одну обмотку на 12 вольт с отводами от 40-го и 80-го витков.
  Теперь встает вопрос: а какой провод взять для трансформатора? Так как нам не потребуется снимать большого тока, то для первичной обмотки трансформатора вполне можно применить изолированный провод в двойной бумажной или шелковой изоляции, сечением 0,2—0,3 мм. Для вторичных обмоток лучше взять провод толще: 0,8 мм или же в 1 мм.
  Когда все расчеты будут закончены, можно приступить к изготовлению трансформатора.
  Прежде всего нам надо заготовить жести на сердечник. Для этого лучшим материалом будут консервные банки. Из них нарезаются полоски шириной в 2 см и длиной 27 см, как раз по длине разрезанной консервной банки. Таких полосок потребуется около 80 штук. Когда полоски нарезаны, их отжигают в печи и дают медленно остыть в золе. После этого окалина с железа счищается и полоски покрываются лаком (или лучше шеллаком) или оклеиваются с одной стороны тонкой папиросной бумагой. Пока лак будет сохнуть, мы изготовим каркас для катушки. Он делается из толстого картона. Сначала вырезаются щечки каркаса, как указано на рис. 28. Затем делается ствол. Он склеивается из картона в два ряда по отверстию щечек . Второй слой делается несколько короче, с таким расчетом, чтобы надетые
  на ствол щечки тесно садились на него и не продвигались дальше. Щечки прочно приклеиваются столярным клеем, и каркасу дают хорошо высохнуть.
  Прежде чем начинать намотку сетевой обмотки, на каркас надо намотать слоя три-четыре пропарафиненной бумаги или чертежной кальки и затем уже приступить к намотке проволоки. Намотку производите как можно аккуратнее, укладывая виток к витку. После двух-трех рядов намотки обязательно прокладывайте слоя два пропарафиненной бумаги или кальки по всей ширине катушки. Когда будет закончена первичная обмотка, концы ее прочно закрепляются в щечке каркаса и поверх обмотки наматывается слоев пять пропарафиненной бумаги. Затем наматываются вторичные обмотки, между рядов которых также прокладывается бумага.
  Наматывать вторичные обмотки надо в том же направлении, что и первичную. Не забудьте сделать отводы от 40-го и 80-го витков в виде петель длиной сантиметров в 10. Все отводы вторичных обмоток надо делать на второй щечке каркаса. Готовую катушку следует обмотать пропарафиненной бумагой в несколько слоев и затем оклеить клеенкой или картоном.
  В готовую катушку вставляются железные полоски на половину их длины. Внутреннее отверстие катушки должно быть как можно туже набито пластинами сердечника. При этом пластины, особенно последние, надо вставлять с большой осторожностью, чтобы не прорезать каркас, не повредить изоляцию на проводе и тем самым не замкнуть первичную обмотку. После того как сердечник вставлен, он огибается вокруг каркаса в одну сторону и соединяется внизу
  в переплет. Соединяя сердечник, оставьте между ним и каркасом воздушный зазор сантиметра в два. На шов, где переплетаются пластины сердечника, наложите прочный металлический хомутик. Сердечник надо сжимать как можно крепче, иначе он будет гудеть.
  Концы обмоток лучше всего прикрепить к контактам, вверну-тым в щечки катушки. Так будет надежнее — они не перетрутся и не оборвутся.
  Чтобы закончить с трансформатором, надо сделать для него основание из доски размером 10X 12 см, толщиной сантиметра в 2—3, и прочно прикрепить к нему трансформатор при помощи металлических скобок, огибающих нижнюю часть сердечника.
  Можно сделать трансформатор и по-другому. Он будет еще компактнее. Для этого лучше применить Ш-образный сердечник и намотать на нем первичную и вторичные обмотки не на один каркас, а на два.
  Для сердечника такого трансформатора надо нарезать 70 Ш-обр-азных пластин и обработать их уже указанным способом, то-есть отжечь и покрасить или оклеить папиросной бумагой. Каждый из них будет иметь длину в 3,5 см.
  Намотка производится уже известным нам способом и также в одном направлении.
  Сборка трансформатора производится так: катушки кладутся на стол близко друг к другу. При этом не забудьте проверить, в одном ли направлении идут их обмотки. Затем центральная полоска пластинки сердечника отгибается и вставляется в середину катушек. Вторую пластинку надо вставлять уже с другого конца. Так чередуя пластинки, мы делаем сплетение пластин сердечника, как и в первом случае, когда мы замыкали кольцо сердечника. Таким образом мы замкнем накоротко и этот сердечник, что нам и требуется.
  Для предохранения трансформатора от порчи хорошо для него сделать коробку из жести или из фанеры. Вверните в крышку коробки клеммы и присоедините к ним отводы от вторичных обмоток. Если коробка железная, то клеммы надо смонтировать на фанерной или фибровой планке и, вырубив соответствующее окно в крышке коробки так, чтобы клеммы не касались железа, прикрепить планку на место. Для приключения трансформатора к сети первичную обмотку соединяют с осветительным шнуром и последний также выводится через крышку коробки. В отверстие для шнура вставьте эбонитовую или фарфоровую трубочку.
  Чтобы трансформатор не сильно гудел, его надо установить на резиновые ножки, для которых вполне подойдут школьные ластики.
  Можно, наконец, сделать сердечник для трансформатора . Делать их легче, чем в предыдущей модели. Собираются планки для такого сердечника также в переплет.
  Обмотка для такого трансформатора наматывается точно так же, как и для предыдущего и с тем же количеством витков.
  Когда будет собран трансформатор, сердечник его прочно скрепляется планками из толстого железа и болтами, как указано на общем рисунке. Планки делаются из толстого кровельного железа размером 2X12 см. Но можно сердечник скрепить и деревянными планками при помощи шурупов. В таком случае планки лучше делать квадратного сечения из сухой березы.
  

Дата: 24.07.2019








© 1999-2019 «Маркетинг Союз»
Deutsch English