שנאי מטה: תופעת האינדוקציה האלקטרומגנטית, ההרכבה של התקן 220 עד 12 וולט

בדירה יש שקע ביתי. מצריך מנורת הלוגן במתח נמוך כדי להפעיל. איך לעשות את זה? אין מצב, אם אין בידכם מכשיר מיוחד שמוריד את מתח החשמל לרמה הנדרשת. אחד מההתקנים הללו הוא שנאי ירידה מ-220 ל-12 וולט.

עקרון הפעולה

בתרגום מלטינית, משמעות המילה transformare היא "להפוך". השנאי נועד לשנות את המתח המסופק. אם מתח הכניסה גדול ממתח המוצא, השנאי נקרא שנאי מטה. אם הערך של אספקת החשמל בכניסה של המכשיר קטן מאשר במוצא, אז זה שנאי שלב.

עקרון הפעולה של המכשיר מבוסס על ההשפעה של אינדוקציה אלקטרומגנטית. המשמעות של תופעה פיזיקלית היא זו זרם חשמלי מתרחש במוליך, אשר ממוקם בשדה מגנטי המשתנה עם הזמן. תופעת הטבע התגלתה על ידי מייקל פאראדיי ב-1831.

זרם חילופין מסופק למשרן הראשי של התקן השנאי. שדה מגנטי נוצר בליבת המתכת, המשתנה עם תדירות המתח המופעל. זרם אינדוקציה מופיע בפיתול המשני, שעוצמתו תלוי ביחס בין מספר הסיבובים של הסלילים הנכנסים והיוצאים.

הפרמטרים העיקריים המאפיינים את הפונקציונליות של השנאי נחשבים למתח הקלט והיציאה, כמו גם כוח המכשיר. המחוון האחרון, שהוא הקריטריון העיקרי בבחירת מכשיר, קובע את גודל העומס המחובר. המכשיר המחובר חייב להיות בעל הספק נמוך ב-20% מהנורמה המצוינת בדרכון הטכני של השנאי.

הליבה של המכשיר עשויה פריט, פלדה חשמלית או פרמלוי. עבור סלילה, מוליך נחושת ב לכה או בידוד נייר משמש. התקנים בהספק גבוה מסופקים עם מערכת קירור שמן.

בהנדסת חשמל, ישנם שלושה סוגים של שנאים:

1. מוֹט. הליבה ממוקמת בתוך הפיתולים.
2. משוריין. רוב הפיתול מכוסה במעגל מגנטי.
3. טורואיד. המערכת המגנטית עשויה בצורת טבעת.

כל הגרסאות של 220 עד 12 שנאים פועלות על פי אותו עיקרון. עם זאת, שנאי טורואיד 220 וולט הוא בעל יעילות גבוהה יותר, הוא קומפקטי יותר בנפחו ודורש פחות חומרים לייצור.

במהלך הניתוח השנאי מחובר לאפיק ההארקה על מנת למנוע התחשמלות לאדם במצב חירום. תחזוקה של היחידה מורכבת מבדיקה תקופתית וניקוי של לכלוך ואבק. במקרה של הפסקה בפיתול וקצר חשמלי, המכשיר מפורק והמעגל הפגוע מתגלגל מחדש.

הכנת DIY

שנאים אלקטרוניים משמשים להפחתת מתח המוצא במערכות חשמל. המכשיר מורכב ממוליכים למחצה ומעגלים משולבים. ביעילות גבוהה, המכשיר בגודל ובמשקל קטן אינו מתחמם ואינו משמיע רעש.

עם זאת, מכשירים של עיצוב מסורתי עדיין מבוקשים בשל האמינות שלהם וקלות הייצור. מכשירים תעשייתיים עולים כ 600 רובל. אבל אדם עם ידיים מיומנות מסוגל לעשות שנאי ירידה מ-220 ל-12 וולט בעצמו.

חישוב פרמטרים

לפני תחילת העבודה, המאפיינים הטכניים של השנאי מחושבים. קודם כל, המאסטר נקבע עם כוח העומס שיחובר למכשיר. במקרה זה, יש צורך לקחת בחשבון הפסדי חום, אשר מפחיתים את יעילות המכשיר ל-80%.

כדי לקבל את הערך האמיתי של ההספק הנדרש, חלקו את כוח העומס בפקטור של 0.8. שאר הפרמטרים של השנאי מחושבים מערך זה:

1. שטח החתך של המעגל המגנטי מחושב לפי הנוסחה: S = 1.2 * √P, כאשר S הוא אזור הליבה, P הוא הספק של המכשיר המחובר.
2. בשלב הבא, מספר הסיבובים ל-1 וולט של מתח נקבע עם הליבה הזו: W = 50 / S, כאשר W הוא מספר הסיבובים.
3. מספר הסיבובים בכל סליל של השנאי מחושב באופן הבא: N = U * W, כאשר N הוא מספר הסיבובים הנדרש, U הוא המתח בפיתול.
4. כדי לקבוע את קוטר החוט, אתה צריך לדעת את חוזק הזרם, לחישוב של אשר הם משתמשים במשוואה I = P / U, כאשר I הוא הזרם בסליל.
5. תורת החשמל מצביעה על כך שעבור מוליך נחושת, צפיפות הזרם היא 2 A/mm². עם קבוע זה, חתך החוט הנדרש נקבע באופן הבא: D = 0.8√I, כאשר D הוא קוטר החוט, I הוא הזרם המחושב בפיתול.

לדוגמה, אתה צריך לחבר מקלט רדיו של שישים וואט הפועל במתח של שנים עשר וולט. יש צורך לחשב ולהרכיב שנאי ירידה של 12 וולט. החישובים מתבצעים בהתאם לשלבים לעיל.

בהתחשב בהפסדי חום, הספק התפוקה של השנאי נקבע ברמה של 75 W. שטח המעגל המגנטי יהיה 10.4 סנטימטרים רבועים.

וולט אחד של מתח דורש 4.8 סיבובים. עבור הפיתול הראשוני, 1056 סיבובים מפותלים, עבור סליל הפלט - 58. כאשר העומס מחובר במשרן המשני, חלק מהמתח אובד עקב ההתנגדות של המוליך, לכן יש להוסיף 10% למספר המתקבל. סך הכל 65 סיבובים.

כדי לבחור את החתך של המוליך, אתה צריך לדעת את עוצמת הזרם העובר. זרם של 0.34 אמפר זורם במעגל הנכנס, זרם של 5 אמפר זורם במעגל היוצא. בהתאם לכך, קוטר חוט המשרן הראשוני הוא 0.46 מ"מ, עובי המוליך המתפתל המשני הוא 1.78 מ"מ. הערכים המתקבלים מעוגלים כלפי מעלה.

הרכבת השנאי

ההרכבה של שנאי 220v עד 12v מצריך ליבת מתכת, מסגרת קרטון וחוט נחושת. אם יש מכשיר כושל עם פרמטרים דומים, אז הרכיבים הדרושים מושאלים מעיצוב זה. אתה יכול להרים חלקים משנאים שאינם עובדים עם מאפיינים טכניים אחרים. במקרה זה, יהיה עליך להתאים את החישובים.

אם אי אפשר להרים רכיבים לייצור תעשייתי, החלקים עשויים מחומרי גרוטאות. תהליך זה גוזל זמן וידרוש סבלנות מהמאסטר.

צלחות הליבה נחתכות מקופסאות שימורים משומשות. לפני הרכבת הליבה המגנטית, מרכיבי הפח נשרפים בשריפה, ולאחר מכן מסירים פיח, אבנית ומשקעי פחמן מהמשטח בעזרת נייר זכוכית עדין.

המסגרת נחתכת מקרטון עבה. ראשית, החלק האנכי מוכן. לאחר ההדבקה והייבוש, מקבעים לחיים בקצוות המסגרת, בהם עושים חורים ליציאת חוטי החיבור.

קנה את גודל החוט הדרוש מחנות חשמל. ניתן למצוא חומר מתפתל בשוק הפשפשים. כאן, מוליך באיכות טובה, ולפעמים באריזתו המקורית, זול יותר.

לאחר שהרימו את הרכיבים של הפרמטרים הנדרשים, הם מתחילים ללפף את המוליכים על המסגרת. הפעולה מתבצעת באופן ידני או בעזרת מכונת פיתול, ומומלצת הנחת החוט על פי תכנית "סיבוב לפנייה". רצועה של נייר קבלים מיוחד מונחת כל שתי שכבות של סלילה. קצוות המוליכים נשלפים החוצה דרך החורים בלחיים.

לאחר שסיימו לעבוד עם הפיתולים, הם מתחילים למלא את המסגרת בלוחות ליבה. לאחר הרכבת השנאי, יש צורך לצלצל במעגלים החשמליים עם מולטימטר. אם הבדיקה הצליחה, המוצר מוכן לשימוש.

חיבור מכשירים הפועלים ממתח של 12 וולט באמצעות שנאי מטה חוסך אנרגיה חשמלית ובהתאם גם כסף. בנוסף, מכשירים כאלה בטוחים לחלוטין במהלך הפעולה.