Sadržaj
Transformatori su jednostavni, ali izuzetno korisni električni uređaji, a djeluju zbog fenomena poznatog kao elektromagnetska indukcija. Ako provodnu žicu postavite u magnetsko polje koje se mijenja, polje inducira električnu struju u žici, a gdje je struja, postoji razlika potencijala ili napon. Suprotno je također istinito. Promjena struje u vodiču stvara magnetsko polje. Budući da se struja mora mijenjati (u protoku), transformatori rade samo s izmjeničnom strujom, što je prednost AC izmjenične struje.
Napon ovisi o broju puta koji provodnik prođe kroz magnetsko polje. Napon možete pretvoriti u jednom krugu - primarnom krugu - u drugi napon u sekundarnom krugu podešavanjem broja puta koji vodiči za svaki krug prolaze kroz magnetsko polje. Uređaj koji ovo radi je transformator, a kad smanjuje napon u sekundarnom krugu, njegov je padajući transformator. Upravo to radi transformator na dalekovodu izvan vaše kuće. Lako je napraviti vlastiti padajući transformator, ali on neće biti tako velik i moćan kao onaj na dalekovodu. Mada će raditi na potpuno isti način.
Transformatori koriste namotaje
Transformator koristi jedan vodič višestruko namotan oko središnje jezgre za primarni krug, a različiti se vodič također više puta namota oko iste ili različite jezgre za sekundarni krug. Omjer broja namotaja u ovim zavojnicama određuje napon u sekundarnoj zavojnici. Formula transformatora, koja slijedi iz Faradayevog zakona, je:
Na/ Np = Va/ Vp
gdje je Na i Np su broj namota u sekundarnoj i primarnoj zavojnici odnosno Va i Vp jesu naponi.
U padajućem transformatoru sekundarni napon je manji od primarnog napona, tako da broj namotaja u sekundarnom svitku mora biti manji od broja u primarnom zavojnicom. Ako znate napon u primarnom krugu i imate cilj za sekundarni svitak, svoj cilj postižete podešavanjem broja namotaja na obje zavojnice.
Izgradnja transformatora s padom dolje
Najučinkovitiji transformatori imaju feromagnetske jezgre, jer taj materijal magnetizira primarnom zavojnicom i energiju prenosi na sekundarni svitak učinkovitije što zavojnice mogu sami. Jednostavan način dobivanja feromagnetske zavojnice je pronaći veliku čeličnu perilicu iz trgovine hardvera ili olupine. Trebao bi biti promjera 2 do 3 inča.
Za izradu svitaka možete koristiti bilo koju provodnu žicu, ali najbolja je magnetska žica promjera 28, koja je vrlo tanka bakrena žica obložena izolacijom. Da biste stvorili primarni svitak, omotajte žicu usko oko perilice najmanje 500 puta, držeći žicu čvrsto zajedno. Po potrebi ga navijajte u slojevima. Pažljivo računajte broj namotaja i zabilježite ih. Kad završite navijanje, oba kraja ostavite slobodnima za spajanje na izvor napajanja i omotajte traku za masiranje oko žica kako bi ih zadržali na mjestu.
Budući da gradite silazni transformator, broj namotaja u sekundarnom svitu bit će manji. Stvarni broj ovisi o naponu koji želite, a to možete izračunati pomoću formule transformatora. Namotajte sekundarnu zavojnicu na vrh primarne, a krajeve ostavljajte slobodnima za spajanje na metar. Omotajte zavojnicu trakom za maskiranje, a zatim čitav transformator omotajte električnom trakom kako biste ga izolirali. Transformator je sada spreman za testiranje.
Primjer izračuna
Pretpostavimo da želite da smanjite snagu od 120 volti iz kućnih napajanja na 12 volti. Omjer napona je 12/120 = 1/10, pa ako primarni svitak ima 500 namota, sekundarni svitak treba imati 50.
Imajte na umu da je upotreba napona u vašem domu samo primjer, a struja koja prolazi ispod tog velikog napona brzo će zagrijati žice i bilo bi opasno zapravo pokušati smanjiti. Sigurnije je koristiti ovaj rudimentarni transformator za mnogo manje ulaznih napona iz sigurnijih izvora. Ne ostavljajte transformator priključen ni kroz neko vrijeme.