Лаборатория юного физика

Трансформатор

Трансформатор — это прибор, при помощи которого переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения. Так, например, ток от осветительной сети, имеющий напряжение 127 или 220 в, можно при помощи трансформатора преобразовать в ток низкого напряжения, необходимый для питания самодельного электродвигателя.

Очень легко изготовить трансформатор, если достанете готовый сердечник от какого-нибудь старого трансформатора небольшой мощности. Подходят сердечники от силовых и звуковых трансформаторов радиоприемников, телевизоров, проигрывателей и тому подобных устройств. Они набраны из пластин специальной трансформаторной стали, имеющих форму буквы «Ш» (рис. 41).

Рис. 41. Трансформаторные пластины, катушка и выкройка обоймы.

Обычно их вставляют в катушку попеременно, то с одной, то с другой стороны, а ножку каждого «Ш» замыкают пластинами в форме полоски. Такая сборка называется сборкой «вперекрышку».

Пластины бывают разной величины. Если, например, ширина средней ножки у буквы «Ш» 20 мм, то такие пластины называют «Ш-20». Для нашего трансформатора годятся пластины от Ш-18 до Ш-25.

Толщина пакета зависит от мощности трансформатора. Нам нужна такая толщина, чтобы площадь сечения средней ножки пакета была около 6 кв. см. Для пластин Ш-18 это будет примерно 35 мм, для Ш-25 — 25 мм.

По размерам средней ножки заготовьте деревянный брусок и склейте на нем из картона прочную катушку (рис. 41). Только сначала оберните брусок двумя слоями бумаги, иначе потом склеенную катушку с него не стянете. Высота катушки должна быть на 1 мм меньше высоты средней ножки, а щечки должны входить между крайними ножками буквы «Ш».

Если напряжение тока 127 в, намотайте на катушку 1200 витков изолированного провода диаметром 0,31 — 0,35 мм. Если напряжение 220 в, намотайте 2200 витков изолированного провода диаметром 0,25 — 0,29 мм.

Концы обмотки выведите через щечки катушки. Только сначала сообразите, в каком месте щечки их выводить, чтобы при сборке трансформатора концы не попали под пластины сердечника.

Это — первичная обмотка. Когда будете ее мотать, через каждые несколько рядов провода прокладывайте ленту парафинированной бумаги или чертежной кальки во всю ширину катушки. Смотрите, чтобы крайние витки не западали возле щечек. Всю первичную обмотку оберните двумя-тремя слоями бумаги и уже поверх нее мотайте вторичную.

Число витков вторичной обмотки зависит оттого, какое напряжение нужно получить. Но наш трансформатор не предназначен для питания потребителя током одного какого-нибудь определенного напряжения. Это — лабораторный прибор. Он должен давать несколько разных напряжений для питания различных потребителей. Поэтому вторичную обмотку мы сделаем с несколькими отводами.

Напряжение во вторичной обмотке будет в несколько раз ниже, чем в первичной, зато величина тока будет почти во столько же раз больше. Тонкий провод при прохождении по нему большого тока сильно нагреется. Поэтому вторичную обмотку нужно намотать проводом диаметром не меньше 1 мм. Лучше всего взять провод диаметром около 1,2 мм.

Намотав 40 витков вторичной обмотки, сложите провод вдвое и протяните получившуюся петлю через отверстие в щечке. Это будет первый отвод. Часть обмотки между началом и первым отводом даст напряжение около 3,5 в, нужное для горения лампочки карманного фонаря. Следующий отвод сделайте еще через 28 витков. Напряжение между ним и началом обмотки будет 6 в. Сюда можно будет подключать лампочку для освещения шкалы радиоприемника или 6-вольтовую автомобильную лампочку. Наконец, намотав еще 67 витков, сделайте последний вывод. Полное напряжение всей вторичной обмотки будет 12 в. Можно будет включать 12-вольтовую лампочку.

Готовую катушку оклейте двумя слоями плотной бумаги. Затем туго набейте ее стальными пластинами «вперекрышку». Загоняя последние пластины, не перекосите их. Иначе можно углом пластины прорезать каркас катушки и повредить обмотку.

Сердечник обожмите стальной обоймой с лапками для прикрепления к панели. Такие обоймы есть у фабричных трансформаторов. Если готовой обоймы подходящего размера у вас нет, вырежьте и согните ее по чертежу (рис. 41).

Привинтите трансформатор к деревянной панели с ножками из двух реек. Выводы первичной обмотки должны заканчиваться шнуром с вилкой для подключения к сети переменного тока (рис. 42).

Рис. 42. Трансформатор и его схема.

Выводы вторичной обмотки присоедините к четырем клеммам. С нижней стороны панели прошедшие насквозь концы клемм залейте расплавленной канифолью или так называемой кабельной массой, чтобы между ними не могло возникнуть случайного замыкания, если под панель попадет проволочка или обрезок жести.

Во время работы трансформатор немного нагревается. Не обращайте на это внимания — правильно рассчитанный трансформатор должен быть теплым. Конечно, если он нагревается так сильно, что начинает дымиться, — это плохо. Значит, где-то повреждена изоляция проводов. Придется разобрать трансформатор, найти поврежденное место и устранить неисправность.