L'appartamento dispone di una presa domestica. Richiede una lampada alogena a basso voltaggio a bassa potenza per essere alimentata. Come farlo? Assolutamente no, se non hai a portata di mano un dispositivo speciale che abbassi la tensione di rete al livello richiesto. Uno di questi dispositivi è un trasformatore step-down da 220 a 12 volt.
Contenuto
- Principio di funzionamento
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Fai da te
- Calcolo dei parametri
- Assemblaggio del trasformatore
Principio di funzionamento
Tradotto dal latino, la parola transformare significa "trasformare". Il trasformatore è progettato per modificare la tensione fornita. Se la tensione di ingresso è maggiore della tensione di uscita, il trasformatore viene chiamato trasformatore step-down. Se il valore dell'alimentazione elettrica all'ingresso del dispositivo è inferiore a quello all'uscita, si tratta di un trasformatore elevatore.
Il principio di funzionamento del dispositivo si basa sull'effetto dell'induzione elettromagnetica. Il significato di un fenomeno fisico è che
Una corrente alternata viene fornita all'induttore primario del dispositivo trasformatore. Nel nucleo metallico viene generato un campo magnetico, che cambia con la frequenza della tensione applicata. Una corrente di induzione appare nell'avvolgimento secondario, la cui forza dipende dal rapporto tra il numero di spire delle bobine in entrata e in uscita.
I parametri principali che caratterizzano la funzionalità del trasformatore sono considerati la tensione di ingresso e di uscita, nonché la potenza del dispositivo. L'ultimo indicatore, che è il criterio principale nella scelta di un dispositivo, determina la dimensione del carico collegato. Il dispositivo collegato deve avere una potenza inferiore del 20% rispetto alla norma specificata nel passaporto tecnico del trasformatore.
Il nucleo del dispositivo è realizzato in ferrite, acciaio elettrico o permalloy. Per l'avvolgimento viene utilizzato un conduttore di rame in vernice o isolamento in carta. I dispositivi ad alta potenza sono forniti con un sistema di raffreddamento dell'olio.
In ingegneria elettrica, ci sono tre tipi di trasformatori:
- Asta. Il nucleo si trova all'interno degli avvolgimenti.
- corazzato. La maggior parte dell'avvolgimento è coperta da un circuito magnetico.
- Toroidale. Il sistema magnetico è realizzato sotto forma di anello.
Tutte le versioni da 220 a 12 trasformatori funzionano secondo lo stesso principio. Tuttavia, un trasformatore toroidale da 220 volt ha una maggiore efficienza, è più compatto in volume e richiede meno materiali per la produzione.
Durante l'operazione il trasformatore è collegato al bus di terra per evitare scosse elettriche a una persona in caso di emergenza. La manutenzione dell'unità consiste nell'ispezione periodica e nella pulizia da sporco e polvere. In caso di interruzione dell'avvolgimento e cortocircuito, il dispositivo viene smontato e il circuito danneggiato viene riavvolto.
Fai da te
I trasformatori elettronici vengono utilizzati per ridurre la tensione di uscita negli impianti elettrici. Il dispositivo è assemblato da semiconduttori e circuiti integrati. Ad alta efficienza, il dispositivo di piccole dimensioni e peso non si surriscalda e non fa rumore.
Tuttavia, i dispositivi di design tradizionale sono ancora richiesti per la loro affidabilità e facilità di fabbricazione. I dispositivi industriali costano circa 600 rubli. Ma una persona con mani abili è in grado di realizzare da sola un trasformatore step-down da 220 a 12 volt.
Calcolo dei parametri
Prima di iniziare il lavoro, vengono calcolate le caratteristiche tecniche del trasformatore. Innanzitutto, il master viene determinato con la potenza del carico che sarà collegato al dispositivo. In questo caso, è necessario tenere conto delle perdite di calore, che riducono l'efficienza del dispositivo all'80%.
Per ottenere il vero valore della potenza richiesta, dividere la potenza del carico per un fattore di 0,8. I restanti parametri del trasformatore sono calcolati da questo valore:
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L'area della sezione trasversale del circuito magnetico è calcolata dalla formula: S = 1.2 * √P, dove S è l'area centrale, P è la potenza del dispositivo collegato. - Nella fase successiva, con questo nucleo viene determinato il numero di spire per 1 volt di tensione: W = 50 / S, dove W è il numero di spire.
- Il numero di spire in ciascuna bobina del trasformatore viene calcolato come segue: N = U * W, dove N è il numero di spire richiesto, U è la tensione nell'avvolgimento.
- Per determinare il diametro del filo, è necessario conoscere la forza attuale, per il cui calcolo usano l'equazione I = P / U, dove I è la corrente nella bobina.
- La teoria elettrica indica che per un conduttore di rame, la densità di corrente è 2 A/mm². Con questa costante, la sezione del filo richiesta viene determinata come segue: D = 0,8√I, dove D è il diametro del filo, I è la corrente calcolata nell'avvolgimento.
Ad esempio, è necessario collegare un ricevitore radio da sessanta watt funzionante a una tensione di dodici volt. È necessario calcolare e assemblare un trasformatore step-down da 12 volt. I calcoli vengono eseguiti secondo i passaggi precedenti.
Tenendo conto delle perdite di calore, la potenza di uscita del trasformatore è determinata al livello di 75 W. L'area del circuito magnetico sarà di 10,4 centimetri quadrati.
Un volt di tensione richiede 4,8 spire. Per l'avvolgimento primario, vengono avvolti 1056 giri, per la bobina di uscita - 58. Quando il carico è collegato, parte della tensione viene persa nell'induttore secondario a causa della resistenza del conduttore, quindi aggiungere il 10% al numero risultante. Un totale di 65 turni.
Per selezionare la sezione del conduttore, devi conoscere la forza della corrente che passa. Una corrente di 0,34 ampere scorre attraverso il circuito in ingresso, una corrente di 5 ampere scorre attraverso il circuito in uscita. Di conseguenza, il diametro del filo dell'induttore primario è 0,46 mm, lo spessore del conduttore dell'avvolgimento secondario è 1,78 mm. I valori risultanti vengono arrotondati per eccesso.
Assemblaggio del trasformatore
L'assemblaggio di un trasformatore step-down da 220v a 12v richiede un nucleo metallico, un telaio di cartone e un filo di rame. Se è presente un dispositivo guasto con parametri simili, i componenti necessari vengono presi in prestito da questo progetto. È possibile prelevare parti da trasformatori non funzionanti con altre caratteristiche tecniche. In questo caso, dovrai regolare i calcoli.
Se è impossibile prelevare componenti per la produzione industriale, le parti sono realizzate con materiali di scarto. Questo processo richiede tempo e richiederà pazienza da parte del maestro.
Le piastre centrali sono tagliate da lattine usate. Prima di assemblare il nucleo magnetico, i componenti di stagno vengono calcinati in un fuoco, quindi fuliggine, incrostazioni e depositi carboniosi vengono rimossi dalla superficie con carta vetrata a grana fine.
La cornice è tagliata da cartone spesso. Per prima cosa, viene preparata la parte verticale. Dopo l'incollaggio e l'asciugatura, le guance vengono fissate alle estremità del telaio, in cui vengono praticati i fori per l'uscita dei fili di collegamento.
Acquista la dimensione del cavo richiesta da un negozio di materiale elettrico. Il materiale di avvolgimento può essere trovato al mercato delle pulci. Qui, un conduttore di buona qualità, e talvolta nella sua confezione originale, è più economico.
Dopo aver raccolto i componenti dei parametri richiesti, iniziano ad avvolgere i conduttori sul telaio. L'operazione viene eseguita manualmente o con l'ausilio di una bobinatrice e la posa del filo è consigliata secondo lo schema "turn to turn". Una striscia di carta speciale per condensatori viene posata ogni due strati di avvolgimento. Le estremità dei conduttori vengono estratte attraverso i fori nelle guance.
Dopo aver finito di lavorare con gli avvolgimenti, iniziano a riempire il telaio con piastre centrali. Dopo aver assemblato il trasformatore, è necessario far suonare i circuiti elettrici con un multimetro. Se il test ha esito positivo, il prodotto è pronto per l'uso.
Il collegamento di dispositivi che funzionano da una tensione di 12 volt utilizzando un trasformatore step-down consente di risparmiare energia elettrica e, di conseguenza, denaro. Inoltre, tali dispositivi sono assolutamente sicuri durante il funzionamento.
