Самостійно зробити трансформатор з 220 на 12 Вольт зможе навіть початківець радіоаматор. Це пристрій відноситься до машин змінного струму, принцип роботи віддалено нагадує асинхронний двигун. Звичайно, можна купити готовий трансформатор, але навіщо витрачати гроші, особливо в тих випадках, коли під рукою є достатня кількість стали для сердечника дроту для котушок? Залишається тільки вивчити трохи теорії і можна приступати до виготовлення пристрою.
Як підібрати матеріали
При виготовленні понижуючого трансформатора з 220 на 12 Вольт важливо використовувати якісні матеріали – це забезпечить високу надійність пристрою, яке згодом зберете на ньому. Потрібно відзначити той факт, що трансформатор дозволяє зробити розв’язку з мережею, тому його допускається встановлювати для живлення ламп розжарювання та інших приладів, які знаходяться в приміщеннях з високою вологістю (душові, підвали тощо). При самостійному виготовленні каркаса котушки потрібно використовувати міцний картон або текстоліт.
Рекомендується використовувати дроти вітчизняного виробництва, вони набагато міцніше китайських аналогів, у них краще ізоляція. Можна використовувати провід зі старих трансформаторів, головне, щоб не було пошкоджень ізоляції. Щоб шари ізолювати один від одного, можна використовувати як просту папір (бажано тонку), так і ФУМ-стрічку, яка використовується в сантехніці. А ось для ізоляції обмоток рекомендується застосовувати тканину, просочену лаком. Поверх обмоток обов’язково потрібно нанести ізоляцію – глянцеву тканину або кабельну папір.
Як проводити розрахунок?
Тепер, коли всі матеріали готові, можна зробити розрахунок трансформатора з 220 на 12 Вольт (для лампи або будь-якого іншого побутового приладу). Для того щоб обчислити кількість витків первинної обмотки, потрібно використовувати формулу:
N = (40..60) / S.
S – площа перерізу магнітопроводу, одиниця виміру – кв. див. В чисельнику константа – вона залежить від того, яке у металу сердечника якість. Її значення може лежати в діапазоні від 40 до 60.
Розрахунок на прикладі
Припустимо, у нас такі параметри:
- Вікно у висоту 53 мм, в ширину – 19 мм.
- Каркас виготовляється з текстоліту.
- Верхні і нижні щоки: 50 мм, каркас 17,5 мм, отже, вікно має розмір 50 х 17,5 мм
Далі, потрібно здійснити розрахунок діаметра дротів. Припустимо, потрібно, щоб потужність була рівною 170 Вт. При цьому на мережевий обмотці струм буде дорівнює 0,78 А (потужність ділимо на напругу). У конструкції щільність струму виявляється рівною 2 А/кв. мм. Маючи ці дані, можна вирахувати, що потрібно застосовувати дріт діаметром 0,72 мм. Допускається використовувати і 0,5 мм, 0,35 мм, але струм при цьому буде менше.
Звідси можна зробити висновок, що для живлення радіоапаратури на лампах, наприклад, потрібно намотати 950-1000 витків для високовольтної обмотки. Для напруження – 11-15 витків (провід тільки потрібно використовувати більшого діаметру, залежить від кількості ламп). Але всі ці параметри можна знайти і досвідченим шляхом, про який буде розказано далі.
Розрахунок первинної обмотки
При виготовленні своїми руками трансформатора з 220 на 12 Вольт потрібно правильно здійснити розрахунок первинної (мережевий) обмотки. І тільки після цього можна починати робити інші. Якщо неправильно робите розрахунок первинної, то пристрій почне грітися, сильно гудіти, користуватися ним буде незручно, та й небезпечно. Припустимо, використовується для намотування провід перетином 0,35 мм На одному шарі вміститься 115 витків (50/(0,9 х 0,39)). Число шарів порахувати теж нескладно. Для цього достатньо загальна кількість витків розділити на те, скільки вміщується в одному шарі: 1000/115=8,69.
Тепер можна провести розрахунок висоти каркаса разом з обмотками. Первинна має вісім повних шарів, плюс до неї ще ізоляція (товщина 0,1 мм): 8 х (0,1 + 0,74) = 6,7 мм Щоб не з’явилися високочастотні перешкоди, мережева обмотка екранується від інших. Для екрану можна використовувати простий провід – намотуєте один шар, ізолюєте його і кінці з’єднують з корпусом. Допускається використовувати і фольгу (звичайно, вона повинна бути міцною). Загалом, первинна обмотка нашого трансформатора займе 7,22 мм.
Простий спосіб розрахунку вторинних обмоток
А тепер про те, як зробити розрахунок вторинних обмоток, якщо первинна вже є чи готова. Можна використовувати такий трансформатор 220 на 12 Вольт для світлодіодних стрічок, тільки обов’язково встановіть стабілізатор напруги. В іншому випадку яскравість буде непостійною. Отже, що потрібно для розрахунку? Кілька метрів дроту і тільки, намотуєте певну кількість витків поверх первинної обмотки. Припустимо, ви намотали 10 (а більше і не потрібно, цього достатньо).
Далі необхідно зібрати трансформатор і підключити первинну обмотку до мережі через автоматичний вимикач (для підстраховки). До вторинної обмотки підключаєте вольтметр і клацаєте автомат. Дивіться, яке значення напруги показує прилад (наприклад, він показав 5 В). Отже, кожен виток видає рівно 0,5 Ст. А тепер просто орієнтуєтеся на те, яке напруження вам потрібно отримати (в нашому випадку це 12 В). Два витка – це 1 Вольт напруги. А 12 В – це 24 витка. Але рекомендується взяти невеликий запас – близько 25 % (а це 6 витків). Втрати напруги ніхто не скасовував, тому вторинна обмотка на 12 повинна містити 30 витків дроту.
Як виготовити каркас котушок
Вкрай важливо при виготовленні каркаса домогтися повної відсутності гострих кутів, в іншому випадку провід може пошкодитися, з’явиться міжвиткове замикання. На щічках потрібно відвести місця, до яких будуть кріпитися вивідні контакти від обмоток. Після остаточної зборки каркаса необхідно округлити за допомогою надфіля всі гострі грані.
Пластини з трансформаторної сталі повинні входити в отвори максимально щільно, не допускається наявність вільного ходу. Для намотування тонких проводів можна використовувати спеціальний пристрій з ручним або електричним приводом. А товсті дроти потрібно намотувати виключно руками без додаткових пристроїв.
Блок випрямляча
Сам по собі видавати постійний струм трансформатор 220 на 12 Вольт не буде, потрібно використовувати додаткові пристрої. Це випрямляч, фільтр і стабілізатор. Перший виконується на одному або декількох діодах. Найпопулярніша схема – мостова. У неї маса переваг, у числі основних – мінімальні втрати напруги і високу якість струму на виході. Але допускається використовувати й інші схеми випрямлячів.
В якості фільтрів використовується звичайний електролітичний конденсатор, який дозволяє позбавитися від залишків змінної складової вихідного струму. Стабілітрон, встановлений на виході, дозволяє утримувати напругу на одному рівні. В цьому випадку навіть при наявності пульсацій в мережі 220 В і у вторинній обмотці напруга на виході випрямляча буде мати завжди одне і те ж значення. Це добре позначається на роботі пристроїв, які підключаються до нього.
