jak sami změnit výstupní napětí a proud na transformátoru

Transformátor je elektrický stroj, který je prostřednictvím interakce s elektromagnetickými poli schopen přeměňovat elektrickou energii. Konstrukce transformátoru je velmi jednoduchá. Nejjednodušší verze transformátoru má elektromagnetické jádro, které má několik hlavních tvarových variant, na které jsou navinuta drátová vinutí. Tato vinutí se obvykle dělí na primární a sekundární. Primární vinutí transformátoru je považováno za vstupní, sekundární vinutí je výstupní. Počet primárních a sekundárních vinutí na transformátoru se může lišit v závislosti na konkrétních úkolech tohoto elektrického stroje.

Pojďme se tedy podívat na tato vinutí transformátoru, co to je, na čem závisí a jaký vliv má jejich délka a průřez. Pro začátek musí být jistota výkonu transformátoru, který je potřeba uvést do provozu. Právě výkon určuje, jakou velikost tento elektrický stroj bude mít. Stojí za zmínku, že se stejným jmenovitým výkonem, ale s jiným typem (z hlediska výrobní formy) a použitým materiálem magnetického jádra se celkové rozměry transformátoru budou lišit.

Řekněme, že se rozhodnete vyrobit nabíječku autobaterií, která by měla mít maximální výstupní proud asi 10 ampér a nastavitelné výstupní napětí s maximální hodnotou 15 voltů. Pomocí vzorce pro zjištění elektrického výkonu (je třeba vynásobit napětí ve voltech proudem v ampérech, dostaneme výkon ve wattech) můžeme vypočítat, že potřebujeme provozní výkon asi 150 wattů. A jelikož transformátory (když vezmeme průměrnou hodnotu) mají účinnost cca 90%, tak je třeba k provozním 150 wattům přičíst dalších 10% ztrát. Navíc je správné udělat si určitou rezervu výkonu, aby to nebylo přesně zády k sobě. Nechť je zásoba 25 %. Ve výsledku tak pro naše potřeby budeme potřebovat výkonový snižovací transformátor o výkonu někde kolem 200 wattů.

Jak vázat výkon transformátoru s jeho rozměry? Na to existuje velmi jednoduchý vzorec závislosti:

závislost výkonu transformátoru a jeho rozměrů, plocha magnetického obvodu

Nyní, když známe výkon a rozměry transformátoru, můžeme přejít k samotným vinutím. Takže navíjení transformátoru od nuly, primárního i sekundárního vinutí, je poměrně pracný úkol. Pro začátečníka bude takový úkol velmi obtížný, zejména pro primární vinutí, které má velký počet závitů a je obvykle navinuté docela tenkým drátem, což také komplikuje věc. Myslím, že mnohem správnější a rychlejší by bylo najít hotový výkonový snižovací transformátor, který má vhodný výkon a má již navinuté primární vinutí, dimenzované na napětí 220 voltů. Sekundární, pokud nepasuje, lze celkem snadno navinout nebo převinout. Sekundár obsahuje relativně malý počet závitů a na přání jej přetočí i začátečník.

ČTĚTE VÍCE
Který drát se zahřeje rychleji, měď nebo ocel?

Některé typy transformátorů jsou jednoduché konstrukce a lze je snadno demontovat. To by mělo být provedeno pro následné vinutí sekundárního vinutí transformátoru. Jiné typy transformátorů nemusí být tak snadné rozebrat, i když při pečlivém a pečlivém přístupu můžete sekundár převinout nebo převinout, aniž byste transformátor rozebrali.

Nyní, pokud jde o samotné vinutí transformátoru. Určitý výkon transformátoru (při standardní napájecí frekvenci 50 Hz) odpovídá počtu závitů navinutých pro výrobu 1 voltu.

počet závitů navinutých pro výrobu 1 voltu, vzorec

Tato hodnota je určena zpočátku během výpočtů. Vzhledem k tomu, že jsme se rozhodli vzít hotový transformátor, se kterým se počítalo již na začátku jeho vzniku, potřebujeme zjistit právě tento počet závitů na volt. Pokud se rozhodnete sekundární vinutí úplně odvinout, nejprve na něm změřte výstupní střídavé napětí a poté během odvíjení spočítejte, kolik závitů drátu obsahuje. No, pak vydělte vypočítaný počet závitů naměřeným napětím a nakonec získáte stejný počet závitů na volt.

navíjení sekundárního vinutí na výkonový transformátor vlastníma rukama

Pokud neplánujete sekundární odvíjení, ale chcete jej pouze navinout, pak na něj jednoduše naviňte řekněme 10 závitů izolovaného drátu, přiveďte vstupní napětí na transformátor, změřte výstupní napětí na tomto vinutí v 10 závitech, a poměrem zjistit potřebné otáčky pro získání jednoho voltu. Pokud jste zapomněli, jak používat proporce, zde je ještě jednodušší možnost. Navinuli jsme několik závitů, změřili napětí, pokud je menší než volt, pak navinuli několik dalších, znovu změřili a tak dále, dokud nezískáme stejný volt nebo navineme vinutí dohromady na požadované výstupní napětí 15 voltů. Myslím, že myšlenka je jasná. Když je již znám počet závitů na 1 volt, musíte toto číslo vynásobit napětím, které chcete získat na výstupu, v našem případě je to 15 voltů. Toto bude celkový počet závitů sekundárního vinutí.

Nyní k průměru navinutého drátu. Pokud hodnota napětí závisí na počtu závitů, pak síla proudu, kterou lze získat na výstupním vinutí transformátoru, závisí na průřezu vodiče vinutí. Vztah mezi průřezem vodiče vinutí transformátoru a proudem je uveden v následujícím vzorci:

jak zjistit průměr drátu pro vinutí sekundárního vinutí transformátoru

Pokud se rozhodnete sekundární vinutí navinout znovu, s novým drátem, pak pomocí vzorce zjistěte požadovaný průměr drátu a naviňte jej. Pokud se rozhodnete navinout drát do vinutí, které již je, a které nestačí k získání požadovaného výstupního napětí, pak mějte na paměti, že průměr by měl být stejný (může být větší, ale to už není praktické nebo ekonomické). Navinutím vodiče o menším průměru snížíte výstupní proud (omezíte jej).

ČTĚTE VÍCE
Jak zkontrolovat ventil přívodu vody v pračce?

To je v zásadě vše, co se týká převinutí sekundárního vinutí transformátoru na požadované napětí a proud. Pokud nemáte chuť se pouštět do navíjení nebo převíjení, pak si jednoduše, když znáte požadovaný výkon, hodnotu výstupního (a vstupního) napětí a sílu proudu, kupte vhodný výkonový transformátor. Nejúčinnější transformátory (s železným magnetickým jádrem) jsou považovány za tori (transformátory kulatého tvaru). Sami se trochu obtížně navíjejí, ale pokud si je koupíte, bude to nejlepší volba. Mají maximální účinnost a mají minimální rozměry pro svůj výkon. Mějte to tedy na paměti.

PS Díky tomu, že znáte celkový výkon transformátoru a skutečnost, že se rovná součinu proudu a napětí, můžete získat požadované výstupní napětí a proud. Jednoduše vydělte výkon napětím a dostanete proud, který lze získat na sekundárním vinutí (poté zvolením vhodného průměru drátu). Nebo vydělte výkon proudem a dostanete napětí, které bude na výstupním vinutí (navinutím potřebného počtu závitů na jádru transformátoru k tomu).