Как рассчитать трансформатор на 12 вольт?

Содержание

Намотка простого трансформатора своими руками

Как рассчитать трансформатор на 12 вольт?

Изготовить самодельный трансформатор – это стоящее дело, чтобы не тратить деньги на покупку трансформаторов.

Подбор материалов

Провод возьмем российский, у него прочнее изоляция. От старых катушек провод используется, если нет повреждения изоляции. Для изоляции подойдет бумага, пленка ФУМ. Для изоляции между обмотками лучше использовать лаковую ткань, несколько слоев изоляции. Для поверхностной наружной изоляции подходит кабельная бумага, лаковая ткань. А также можно мотать трансформатор, применяя изоленту ПВХ.

Пропитка нужна для повышения времени работы, но, она повышает паразитную емкость катушки. Для этой цели применяют лак. Для простого трансформатора можно использовать масляный лак. Покрывается каждый слой. Сразу все слои пропитать невозможно. Лак не должен быстро засохнуть до окончания намотки.

Каркас делают из стеклотекстолита или ему подобного материала.

Расчеты параметров самодельного трансформатора

На простом трансформаторе первичная обмотка имеет 440 витков для 220 вольт. Получается на каждые два витка по 1 вольту. Формула для подсчета витков по напряжению:

N = 40-60 / S, где S – площадь сечения сердечника в см2.

Константа 40-60 зависит от качества металла сердечника.

Сделаем расчет для установки обмоток на магнитопровод. В нашем случае у трансформатора окно 53 мм по высоте и 19 мм по ширине. Каркас будет текстолитовый. Две щеки внизу и вверху 53 – 1,5 х 2 = 50 мм, каркас 19 – 1,5 = 17,5 мм, окно размером 50 х 17,5 мм.

Рассчитываем необходимый диаметр проводов. Мощность сердечника трансформатора своими руками по габаритам 170 ватт. На обмотке сети ток 170 / 220 = 0,78 ампера. Плотность тока 2 ампера на мм2, стандартный диаметр провода по таблице 0,72 мм. Заводская обмотка из провода 0,5, завод сэкономил на этом.

  • Обмотка простого трансформатора высокого напряжения 2,18 х 450 = 981 виток.
  • Низковольтная для накала 2,18 х 5 = 11 витков.
  • Низкого напряжения накальная 2,18 х 6,3 = 14 витков.

Количество витков первичной обмотки:

берем провод 0,35 мм, 50 / 0,39 х 0,9 = 115 витков на один слой. Количество слоев 981 / 115 = 8,5. Из середины слоя не рекомендуется делать вывод для обеспечения надежности.

Рассчитаем высоту каркаса с обмотками. Первичная из восьми слоев с проводом 0,74 мм, изоляцией 0,1 мм: 8 х (0,74 + 0,1) = 6,7 мм. Высоковольтную обмотку лучше экранировать от других обмоток для предотвращения помех высоких частот. Для того, чтобы мотать трансформатор, делаем обмотку экрана из одного слоя провода 0,28 мм с изоляцией из двух слоев с каждой стороны: 0,1 х 2 + 0,28 = 0,1 х 2 = 0,32 мм.

Первичная обмотка будет занимать места: 0,1 х 2 + 6,7 + 0,32 = 7,22 мм.

Повышающая обмотка из 17 слоев, толщина 0,39, изоляция 0,1 мм: 17 х (0,39 + 0,1) = 6,8 мм. Поверх обмотки делаем слои изоляции 0,1 мм.

Получается: 6,8 + 2 х 0,1 = 7 мм. Высота обмоток вместе:  7,22 + 7 = 14,22 мм. 3 мм осталось для накальных обмоток.

Можно сделать расчет внутренних сопротивлений обмоток. Для этого рассчитывается длина витка, берется длина провода в обмотке, определяется сопротивление, зная удельное сопротивление по таблице для меди.

При расчете сопротивления секции первичной обмотки получается разница около 6-ти Ом. Такое сопротивление даст падение напряжения 0,84 вольта при токе номинала 140 миллиампер. Чтобы компенсировать это падение напряжения, добавим два витка. Теперь во время нагрузки секции равны по напряжению.

Изготовление каркаса катушки трансформатора своими руками

Важны углы на деталях, и точность в размерах, что повлияет на сборку простого трансформатора.

На щечках отводим места для крепления выводных контактов обмоток, сверлим отверстия по расчетам. Когда каркас собран, то теперь скругляем острые грани, к которым будет прикасаться провод обмотки. Используем для этой цели надфиль. Провода не должны резко перегибаться, так как эмаль изоляции потрескается. Теперь проверим, вставляется ли в окно каркаса пластина. Она не должна болтаться, или туго входить. Каркас ставим на специальный станок или готовимся мотать трансформатор вручную. Толстые провода всегда мотаются руками.

Намотка трансформатора своими руками

Укладываем изоляцию первого слоя. Вставляем конец провода в отверстие выводной клеммы. Начинаем мотать провод, не забывая о его натяжении. Проверить можно так: намотанная катушка не будет проминаться от пальца. Провод растягивать нельзя, так как нарушится изоляция.

Готовую катушку рекомендуется пропитать парафином, чтобы не испортить провод. Если обмотка гудит во время работы трансформатора, то изоляция провода стирается, провод изгибается и разрушается. По этой причине натяжение провода во время намотки имеет большое значение.

Витки во время намотки придвигаем друг к другу, уплотняем. Первый слой самый важный.

На слое не нужно оставлять пустое место. Наибольшее напряжение на последних витках составляет для первичной 60 + 60 / 2, 18 + 55 В. Изоляция из лака выдержит напряжение, если провод будет проваливаться в пустоту слоя, то может нарушиться изоляция. Пропитываем первый слой, затем второй и так далее. К изоляции между обмотками необходимо отнестись добросовестно. Она должна выдерживать до 1000 вольт. Вверху на изоляции рекомендуется подписать количество витков и размер провода, это пригодится при ремонте.

Слои самодельного трансформатора должны иметь правильную форму. По мере намотки катушка будет изгибаться у краев. Для этого слои нужно равнять во время намотки, не повредив изоляцию.

Вынужденные стыки провода лучше на ребре каркаса за сердечником. Соединять провод скруткой с пайкой, внакладку с пайкой. Длина контакта при соединении делается более 12 диаметров провода. Стык нужно изолировать бумагой или лаковой тканью. Пайка должна быть без острых углов.

Выводные концы обмоток делаются по-разному. Главное, чтобы была надежность и качество.

Окончание изготовления трансформатора своими руками

Припаиваем выводные концы обмоток, изолируем поверхность простого трансформатора, подписываем на нем данные характеристики и производим сборку сердечника. После этого надо проверить этот простой трансформатор своими руками.

Замеряем ток самодельного трансформатора вхолостую, он должен быть минимальным. Смотрим на нагрев. Если греется сердечник, то неправильно подобрано железо. Если нагрелись обмотки, значит, есть короткое замыкание. Если нормально, то замыкаем ненадолго вторичную обмотку, треска и сильного гудения не должно быть.

Пример как сделать самодельный трансформатор

Перейдем к изготовлению самого трансформатора. По готовому сердечнику рассчитаем мощность трансформатора, витки и провод, намотаем первичную и вторичную обмотки, соберем трансформатор полностью.

Чтобы мотать трансформатор напряжением 220 на 12 вольт нам необходимо подобрать магнитный сердечник. Подбираем магнитный сердечник Ш-образный, и каркас от старого трансформатора. Чтобы определить мощность, выдаваемую простым трансформатором, необходимо произвести предварительный расчет.

Расчет трансформатора

Рассчитываем диаметр провода первичной обмотки. Мощность трансформатора Р1 = 108 Вт:

Р1 = U1 x I1

где: I1 – ток в первичной обмотке;

тогда ток в первичной обмотке:

I1 = Р1 / U1 = 108 Вт / 220 В = 0,49 А.

Возьмем I1 = 0,5 ампера.

Из таблицы диаметр провода в зависимости от тока выбираем допустимый ток 0,56 А, диаметр 0,6 мм.

Самодельный трансформатор своими руками можно намотать без станка. На это уйдет два-три часа, не больше. Приготовим полоски бумаги для прокладки ее между слоями провода. Полоску вырезаем шириной равной расстоянию между щечками катушки трансформатора плюс еще пару миллиметров, чтобы бумага легла плотно, по краям витки не залезали друг на друга.

Длину полоски делаем с запасом два сантиметра для склеивания. По краям полоску слегка надрезаем ножницами, чтобы при изгибе бумага не рвалась.

Затем приклеиваем полоску бумаги на каркас, плотно пригладив ее.

Намотка первичной обмотки

Теперь берем провод от старой катушки, у которой провод с хорошей не потрескавшейся изоляцией. Конец провода вставляем в гибкую трубочку изоляции от старого использованного провода соответствующего подходящего диаметра. Просовываем конец обмотки в отверстие каркаса катушки (они уже имеются в старом каркасе).

Катушка мотается плотно, виток к витку. Намотав 3-4 витка, нужно прижать витки, друг к другу, чтобы намотка витков была плотной. Чтобы мотать трансформатор после намотки первого слоя, необходимо посчитать количество витков в ряду. У нас получилось 73 витка. Делаем прокладку полоской бумаги. Наматываем второй слой.

Во время намотки нужно все время держать провод в натянутом состоянии, чтобы намотка получалась плотной. После второго слоя также делаем прокладку из бумаги. Если не хватает длины провода, то соединяем с ним другой провод путем спайки. Лудим лакированный провод, нагрев конец паяльником на таблетке аспирина.

При этом лак хорошо снимается.

Когда намотка первичной обмотки закончена, то конец провода изолируем в трубочку и выводим наружу катушки. Между первичной и вторичной обмотками делаем обмоточную изоляцию. Можно мотать трансформатор дальше.

Вторичная обмотка

Рассчитаем диаметр провода вторичной обмотки самодельного трансформатора. Мощность вторичной обмотки примем:

Читайте также  Как выбрать генератор для дома рассчитать мощность?

Р2 = 100 ватт

Р2 = U2  x I2

где:

U2 = 18 вольт;

I2 – ток;

Допустимый ток во вторичной обмотке будет равен:

I2 = Р2 / U2 = 100 Вт / 18 В = 5,55 А.

Из таблицы диаметр в зависимости от тока: диаметр для тока 5,55 А – ближайшее значение в таблице 6,28 ампера. Для такого тока необходим диаметр провода 2 мм.

Берем провод, который мы получили при сматывании старого трансформатора. Наматываем провод вторичной обмотки по такому же принципу, как и первичную обмотку. Провод вторичной обмотки намного жестче, поэтому, чтобы он ровно ложился при намотке, периодически его необходимо осаживать ударами молотка через деревянный брусок, чтобы не повредить изоляцию. У нас получилось 3 слоя вторичной обмотки. Получился готовый намотанный каркас простого трансформатора.

Сборка трансформатора своими руками

Для ускорения сборки берем по две Ш-образные пластины. Вставляем их внутрь каркаса поочередно с двух сторон по две штуки.

Перекрывающие пластины пока не ставим. Они будут установлены позже. Если вставлять все пластины сразу всем пакетом, то между пластинами появляются зазоры и индуктивность всего сердечника падает. После сборки Ш-образных пластин самодельного трансформатора вставляем перекрывающие пластины, также по две штуки.

После сборки сердечника аккуратно обстукиваем его плоскости молотком для выравнивания пластин. При помощи стоек и шпилек будем стягивать сердечник. По правилам на шпильки надеваются бумажные гильзы для снижения потерь в сердечнике.

Концы обмоток зачищаем и лудим. Затем припаиваем к выводным планкам, которые можно прикрепить к каркасу трансформатора. Получился готовый трансформатор своими руками.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Источник: https://elektronchic.ru/domashnij-elektrik/transformator-svoimi-rukami.html

Понижающие трансформаторы 220-12 вольт: изготовление своими руками и схемы

Как рассчитать трансформатор на 12 вольт?

Бытовая электрическая сеть имеет напряжение 220 вольт, на которое рассчитано большинство электроприборов. При этом часто возникает необходимость понижения напряжения до 12 В для питания отдельных потребителей – низковольтных нагревателей, галогенных ламп и питания других устройств (светодиодные ленты и т. д.), рассчитанных на переменный ток. Такое преобразование обеспечивается трансформатором, который имеет небольшие размеры и цельный корпус.

Устройство можно подобрать и приобрести в торговых сетях, и при необходимости изготовить своими руками.

Стандартный трансформатор для понижения напряжения состоит из 2х обмоток (первичной и вторичной), намотанных на ферримагнитный сердечник медным проводом. Первичную подсоединяют в сеть, а вторичную к нагрузке. Принцип работы такого устройства заключается в следующем:

  1. Напряжение, поданное на первичную обмотку, генерирует вокруг сердечника переменное поле.
  2. Магнитная индукция при подсоединении к нагрузке создает в витках вторичной обмотки напряжение, а от первичной обмотки будет поступать энергия, отдаваемая в цепь вторичной.

На величину выходного напряжения оказывает влияние соотношение и число витков каждой обмотки. Регулируя этот показатель, можно добиться любого значения тока на вторичной обмотке, и получить как понижающий, так и повышающий трансформатор. При этом нужно иметь в виду, что прибор, подключенный к бытовой сети 220 В, выдаст переменное напряжение, которое после при необходимости можно преобразовать выпрямителем.

В настоящее время широко применяются понижающие устройства электронного типа, изготовленные на основе полупроводников, работу которых дополняет интегральная схема. Они имеют определенные преимущества в виде малых размеров, высокого КПД, небольшого веса, отсутствия нагрева и шума, возможности осуществления регулировки тока, защиты от короткого замыкания. Но традиционный трансформатор продолжает активно применяться из-за надежности и простоты конструкции.

Выбор готового решения, критерии

Магазины электротехники и электроники предлагают готовые бытовые трансформаторы для различных нужд. Выбирая необходимое устройство, нужно руководствоваться следующими критериями:

  1. Параметрами входного напряжения. Корпус прибора должен быть отмечен маркировкой 220 или 380 В. В данном случае необходим бытовой вариант для сети 220 вольт.
  2. Параметрами входного напряжения, которые должны соответствовать 12 В.
  3. Мощностью. Для этого предварительно подсчитывают суммарную нагрузку, которая будет запитана через трансформатор. Данный показатель устройства должен превышать расчетное значение минимум на 20%.

При помощи трансформатора, преобразующего 220 до 12 В, можно хорошо сэкономить на защитных материалах и кабеле, реализовав на его основе бытовую систему освещения, применив галогеновые лампы и светодиодные ленты. Это безопасная схема в плане поражения электротоком, к тому же защищенная от перепадов напряжения и короткого замыкания. Подобные системы исключают возможность возникновения пожаров.

На видео рассказ про покупку готового решения

Читайте так же:  Обзор стабилизаторов напряжения Лидер

Понижающие трансформаторы классифицируются, исходя из вида исполнения (открытые или имеющие корпус) и по применению (промышленные, бытовые). Также устройства делятся по способу крепления:

  1. Стержневой, в котором обмотки собирают вокруг стержня, а его самого устанавливают только в вертикальном положении.
  2. Броневой, в котором применяется броневая обмотка, позволяющая устанавливать прибор в любом положении.

Обзор готовых моделей

Среди готовых моделей устройств, представленных в магазинах электротехники для преобразования тока бытовой сети 220 в 12 вольт, можно отметить следующие:

  • ЯТП-0,25. Трансформатор в корпусе, мощность 250 Вт. Цена 1700 руб.
  • ОСМ-1-04. Понижает напряжение со 127-100 или 220 до 12 вольт. Без корпуса. Цена 2600 руб.
  • ОСЗ-1 У2 220/12. Понижающий трансформатор, мощностью 1 кВт. Цена 5300 руб.
  • ТСЗИ-4,0. Мощность 4 кВт, КПД более 90%, в корпусе. Преобразует 380 или 220 В, в 110 и 12 вольт. Цена 10500 руб.
  • ТСЗИ-2,5 кВт. Устройство понижает напряжение с 380/220 до 12 В. Изготовлен в металлическом переносном корпусе. Цена 13900 руб.
  • Т600W. Мощность 600 Вт, выходное напряжение 12-18 В. Цена 39 тыс. руб.

Средние цены по регионам

В зависимости от местоположения региона, цена на один и тот же трансформатор может различаться. К примеру, трансформатор ОСО 0,25 220/12 в различных городах будет иметь разную стоимость:

Город Цена Город Цена
Алматы 600 Екатеринбург 595
Москва 605 Ростов-на-Дону 595
Челябинск 600 Пермь 595
Новосибирск 600 Владивосток 595

Самостоятельное изготовление

При необходимости изготовления понижающего трансформатора с 220 до 12 В, после проведения расчетов мощности изделия приступают к приобретению необходимых материалов. Для этого понадобятся:

  1. Сердечник. Можно использовать эту часть подходящего размера от вышедшего из строя телевизионного трансформатора.
  2. Эмалированный медный провод необходимого сечения.
  3. Ленточную изоляцию (лакоткань), пропарафиненную бумагу и картон.

Намотку витков можно производить вручную или изготовить для этого своими руками простой намоточный станок, схема которого находится в свободном доступе в сети. Размер изделия будет зависеть от размера сердечника. Если он имеет форму кольца, то намотку витков придется производить вручную.

Процесс самостоятельного изготовления трансформатора состоит из следующих этапов:

Читайте так же:  Обзор генераторов фирмы Huter

Расчет характеристик и количества витков будущего устройства. Расчет ведется от напряжения первичной сети (220В), а также его параметров на выходе и сечения сердечника. К примеру, если его площадь равна 6 см2, то константа для среднего трансформаторного металла, равная 60, делится на сечение. В нашем случае выходит, что на единицу напряжения (1В) придется по 10 витков. Результат умножают на 220 и получают кол-во витков. Вторичную считают по тому же принципу: 10 витков умножают на 12 В.

Для первичной обмотки берут провод с лаковой изоляцией и небольшим сечением (около 0,3). Вторичной подойдет сечение 1 мм. Сердечник очищается от налета, лакируется, и оклеивается пропарафиненной бумагой.

Изготавливают каркас для катушки. Для этого берут толстый картон, по внутренним размерам он должен быть немного больше стержня сердечника, и легко заходить в окно трансформатора.

Наматывается первичная обмотка, которую после 2-3 рядов изолируют накладыванием бумаги. Концы обмотки закрепляют на каркасе, и кладут слои пропарафиненной бумаги.

Вторичная обмотка мотается в направлении, аналогичном первичной. После закрепления выводов, сверху на витки наклеивают бумагу.

Изготавливают основание. Для этого подойдет доска, толщиной до 5 см, прикрепленная к сердечнику металлическими скобами, огибающими его снизу. На основание выводятся и закрепляются концы обмоток.

Схема подключения устройства достаточно проста, так как изделие, изготовленное на заводе, обязательно маркируется. Нулевой провод обозначают «N» или «0», а фазу «L» или «220», на выходе чаще всего пишут параметры выходного напряжения. Если на приборе схема стерта, или он изготовлен своими руками, обмотка распознается по сечению провода: в понижающем трансформаторе первичная всегда будет тоньше вторичной.

Эксплуатация, нюансы

Главное требование правильной эксплуатации трансформатора – это место, специально оборудованное для его установки или использования.

Его нужно содержать в сухости, чистоте, и предохранять от проникновения мусора и пыли. В бытовых условиях для этого применяют специальный ящик или корпус. Также устройство в обязательном порядке заземляют.

Читайте так же:  Обозреваем шкафы управления задвижкой

Обслуживание и ремонт

Обслуживание понижающего трансформатора производится с периодичностью, установленной в зависимости от конкретного устройства.

Как правило, оно заключается в следующих процедурах:

  1. Наружный осмотр с устранением загрязнений.
  2. Осмотр уплотняющих деталей (прокладок и колец) и подтяжка их при необходимости.

В устройстве могут возникать неполадки и поломки в виде повреждения витков и трещин секций обмотки, что не требует демонтажа обмоток, и устраняется наложением на поврежденный участок лакоткани. При коротком замыкании в обмотках или их обрыве, производится демонтаж с последующим ремонтом, представляющим собой последовательность операций, аналогичных самостоятельному изготовлению устройства.

Трансформатор – это электроприбор, состоящий из стального сердечника и пары катушек-обмоток. Устройство преобразует поданный на первичную обмотку ток до нужного напряжения, исходя из характеристик сердечника, диаметра провода и числа витков.

Прибор для понижения тока с 220 до 12 В можно приобрести в магазине или изготовить самостоятельно, если стоимость материалов дешевле стоимости готового изделия, после чего использовать для подключения потребителей, использующих переменный ток 12 В, которыми являются светодиодные ленты, лампы и другие осветительные приборы, электронагревателя или блоки питания.
Трансформаторы, рекомендованные к заказу:

FERON 21004

Степень защиты от пыли и влаги — IP 20

Гарантия — 6 мес.

140

FERON 21003

Степень защиты от пыли и влаги — IP 20

142

FERON 21005

Степень защиты от пыли и влаги — IP 20

Гарантия — 6 мес.

Читайте также  Как рассчитать катушку динамика?

209

FERON 21006

Степень защиты от пыли и влаги — IP 20

Гарантия — 6 мес.

289

FERON 21029

Степень защиты от пыли и влаги — IP 20

Гарантия — 6 мес.

519

Источник: http://generatorexperts.ru/elektrogeneratory/ponizhayushhie-transformatory-220-12.html

Понижающий трансформатор 220 на 12 вольт: особенности выбора

Как рассчитать трансформатор на 12 вольт?

По бытовым электросетям, как известно, проходит напряжение 220 или 380 В. Обычно это именно то, что требуется тому или иному оборудованию. Однако некоторые электроприборы не могут работать с такими высокими показателями, да и безопасность здесь не на последнем месте.

В этом случае используется специальное устройство – понижающий трансформатор 220 на 12 вольт, которое позволяет обеспечить необходимое напряжение. Сегодня поговорим о видах таких устройств, принципе работы и предназначении.

Стоит рассмотреть возможность самостоятельной сборки схемы понижающего трансформатора в домашних условиях.

Понижающий трансформатор может быть рассчитан на любые величины. 220/6,5В применяется редко

Сегодня множество приборов, используемых в быту, требует пониженного напряжения. Это современные телевизоры, персональные компьютеры и ноутбуки, различные гаджеты.

Однако эти прибору идут либо в комплекте с трансформатором, называемым блоком питания, либо он встроен в устройство. А вот освещение – отдельный вопрос. Галогенные или светодиодные лампы (особенно устанавливаемые в помещениях с повышенной влажностью) требуют наличия отдельного устройства понижения напряжения.

Это обусловлено требованиями безопасности, хотя и экономичность играет не последнюю роль.

Важно! Приобретая трансформатор для светодиодных ламп 12 вольт для ванной комнаты, нужно обратить внимание на класс защиты IP. Устройство должно быть защищено от брызг во избежание короткого замыкания и выхода из строя. Для гостиной или спальни это требование несущественно.

Принцип работы трансформатора: общие сведения

Все подобные устройства, независимо от вида, выполняют схожую работу. На трансформатор подаётся напряжение, которое понижается при помощи катушек или определённых электронных составляющих до нужного показателя. Такие устройства могут быть понижающими (напряжение на выходе меньше, чем на входе) или повышающими (выходное напряжение выше, чем входное). Для бытовых нужд повышающие трансформаторы неактуальны, т.к. 220 В вполне достаточно для работы всех электроприборов.

Понижающий преобразователь производства СССР – они ещё работают

Рассмотрим виды трансформаторов, используемых сегодня в быту.

Разделение устройств, понижающих напряжение, по видам

Трансформаторы разделяют по конструктивным особенностям на 2 вида:

  • Тороидальные, или электромагнитные – устаревший вариант, имеющий большие габариты и меньший коэффициент полезного действия (КПД). Этот вид для бытовых нужд уже практически не применяется;
  • электронные (импульсные) устройства – компактные, лёгкие, с высоким процентом КПД, стремящимся к 100%.

Несмотря на то, что первые постепенно вытесняются вторыми во всех областях, не рассмотреть их будет ошибкой.

Тороидальный трансформатор 220 на 12 вольт: устройство, схема

Довольно простое устройство, состоящее из двух катушек с различным количеством витков, установленных на одном стальном сердечнике. От разницы витков зависит изменение напряжения на выходе.

Согласно законам физики, любой проводник, по которому протекает электрический ток, создаёт вокруг себя электромагнитное поле, которое усиливается при сматывании провода в катушку.

Таким образом, ток, протекая по первичной катушке (на которую подаётся напряжение), создаёт сильное электромагнитное поле, передающееся через стальной сердечник на вторичную катушку, с которой напряжение снимается.

Китайские преобразователи могут быть довольно качественнымиВажно! Без стального сердечника такое устройство работать не будет, даже если намотать вторичную катушку непосредственно на первичную. Более того, подобная попытка приведёт к отгоранию провода первичной катушки.

Ниже представлена схема простейшего тороидального трансформатора.

Электронное устройство понижения напряжения бытовой сети

Схема электронного трансформатора 220 на 12 вольт более сложна,однако, принцип работы её тот же. В роли стального сердечника с большим количеством витков здесь выступает небольшое ферритовое кольцо с обмотками. Основная работа выполняется тиристорами (динисторами), различными ограничительными резисторами и транзисторами. С подробной схемой можно ознакомиться ниже.

Импульсные понижающие устройства имеют ряд преимуществ перед электромагнитными:

  • малые габариты и вес;
  • высокий КПД;
  • минимальный нагрев, который совершенно незаметен при правильном вентилировании;
  • долгий срок службы.

Важно! Несмотря на все преимущества импульсников, у них есть один недостаток – такой трансформатор нельзя включать в сеть без нагрузки. В случае подобного включения устройство быстро сгорает.

Технические характеристики: на что следует обратить внимание

Выделяют 3 основных параметра, на которые следует обратить внимание. Это:

  • величина входного напряжения (220 или 380 В). В случае с бытовым освещением следует выбрать устройство с показателем 220 В;
  • выходное напряжение – должно соответствовать 12 В;
  • мощность. Этот показатель рассчитывается из общей нагрузки, которую создадут светильники. К примеру, если планируется подключение 9 ламп по 15 Вт, то мощность трансформатора должна составить 150 Вт.

“Не стоит приобретать понижающее устройство с большим запасом мощности. Это приведёт не только к лишним затратам при покупке, но и к меньшему сроку службы. Оптимальным считается запас в 10−15%”.

Трансформатор для люстры: критерии выбора

Выбирая подобное оборудование, следует обратить внимание не только на технические характеристики, но и на возможность размещения. Если планируется монтаж натяжного или подвесного потолка, вопросов не возникнет. А вот при отсутствии таковых всё становится немного сложнее.

Можно выбрать довольно компактное устройство, помещающееся в распределительной коробке, но стоит учитывать, что малые габариты означают и меньшую мощность, которой может не хватить, если потребителей окажется много. Если в люстре вышел из строя штатный трансформатор, то всё просто – демонтируем его и приобретаем идентичный.

А что делать, если решено поменять лампы накаливания на галогеновые или светодиодные, сейчас разберём подробнее.

https://www.youtube.com/watch?v=s9JzznNHFP0

Рассмотрим вариант. Планируется установить 8 галогеновых ламп мощностью 30 Вт каждая. Производим расчёты: 8 × 30 + 10% = 264 Вт. Обратив внимание на линейку мощностей предлагаемых производителем, можно увидеть, что ближайший показатель в большую сторону – это трансформатор 12 вольт 300 ватт. Именно его и следует приобрести.Ниже можно увидеть схему электронного трансформатора для галогенных ламп 12 В.

Как подключить понижающий трансформатор 220/12В

Существует определённый порядок подключения понижающего трансформатора. Сначала к вторичной обмотке подключаются потребители, и только затем на первичную подаётся напряжение. Монтаж производится по схеме, которая содержится в технической документации. Заземление может подключаться различными способами. Если корпус устройства металлический, то он также может быть заземлён. Ниже представлены фото различных типов трансформаторов.

Очень важно! Все работы, связанные с электромонтажом, производятся исключительно при снятом напряжении. Помните, что поражение электрическим током опасно для жизни и здоровья.

Если планируется подключение светодиодных ламп, то необходимо приобретать трансформатор со встроенным выпрямителем либо отдельно включать в схему диодный мост, который обеспечит постоянное напряжение, необходимое для стабильной работы световых диодов.

Как проверить понижающий трансформатор 220 на 12В при помощи мультиметра

Если имеется понижающий трансформатор, и неизвестно работает ли он, и каково его выходное напряжение, можно воспользоваться мультиметром. Однако следует понимать, что неправильная проверка может вывести измерительный прибор из строя. Разберём алгоритм действий:

  1. Находим визуально первичную и вторичную и вторичную обмотки. Сделать это просто. Жилы первичной обмотки всегда тоньше.
  2. Выставляем переключателем мультиметра показатель переменного тока на минимальный (обычно это 200 В).
  3. Подаём напряжение на первичную обмотку.
  4. Снимаем показания со вторичной обмотки. Если контактов более двух, проверяем их попеременно. Возможно, что, помимо 12 В, трансформатор способен выдавать 24 и 36 В.

Как изготовить трансформатор 220 на 12В своими руками

Для самостоятельного изготовления понижающего трансформатора понадобится наличие следующих материалов:

  • сердечника, который можно взять из старого телевизора;
  • лакоткани;
  • толстого картона;
  • досок и деревянных брусков;
  • стального прута;
  • клея и пилы.

Сначала разберём вариант изготовления простейшей машинки для намотки провода.

Иллюстрация Выполняемое действие
Это наиболее простое приспособление для намотки провода на катушку. На схеме ясно видно, каким образом его можно собрать. Однако существуют и более удобные устройства, которые позволят ускорить процесс.
При помощи обычных тисков, стального прута и коловорота (ручной дрели) можно собрать приспособление для намотки, которое сэкономит силы и время.
Ещё одно устройство, без которого не обойтись. Часто для изготовления трансформатора используют старые катушки. Именно такой станок вместе с одним из предыдущих приспособлений позволит аккуратно перемотать провод с одной катушки на другую.

Теперь следует рассмотреть изготовление картонного каркаса, непосредственно на который будет наматываться провод.

Иллюстрация Выполняемое действие
Размеры каркаса вымеряются по сердечнику (он должен входить внутрь довольно плотно). Исходя из того, что сердечник может быть как из обычных пластин, так и с просечкой, предлагаем читателю ознакомиться с обоими вариантами.
По размерам делаем выкройку, которая склеивается. Для фиксации можно использовать любой клей, однако лучше отдать предпочтение водостойкому. Оптимальным вариантом станет эпоксидный.
А здесь можно увидеть соотношение размеров сборного каркаса, который сложнее в изготовлении, но более надёжен и не требует склейки. Помните, что несоблюдение параметров может привести к нестабильной работе трансформатора.

Когда всё необходимое готово, можно приступать к самой намотке. В этой работе тоже есть свои нюансы, которые следует учитывать.

Иллюстрация Выполняемое действие
Разматываться с катушки-«донора» провод должен сверху, а наматываться, наоборот, – снизу вверх. Расстояние между катушками не должно быть меньше метра. Провод придерживается правой рукой, а вращение производится левой.
Выводы на различные величины напряжений заделываются с применением изолирующих прокладок. Их можно сделать из наматываемого провода или припаять к нему гибкий вывод, что удобнее. Место спайки изолируется в обязательном порядке. Вывод пропускается через отверстие в щёчке и фиксируется. Чтобы не запутаться впоследствии (при наличии нескольких выводов), лучше его сразу промаркировать.
Фиксирующие изолирующие прокладки проклеиваются, однако, даже в этом случае необходима дополнительная фиксация.
На рисунке показано, каким образом зажимаются наматываемым проводом фиксирующие изолирующие прокладки. Важно делать всё по инструкции – только в этом случае можно надеяться на положительный результат. Помните, что витки провода должны плотно прилегать друг к другу – это обеспечит стабильное магнитное поле катушки.

Расчёт количества витков первичной и вторичной обмотки

Основной работой при изготовлении трансформатора можно назвать расчёт количества витков первичной и вторичной обмотки. В среднем для преобразователя в 90−150 Вт принимается за расчёт количество витков на 1 В, равное 50 Гц / 10 = 5. Общее же количество рассчитаем по формулам:

  • W1 = 220 × 5 = 1100;
  • W2 = 12 × 5 = 60.
Читайте также  Как рассчитать сопротивление заземления?

Получаем необходимое количество витков первичной обмотки − 1100, а вторичной – 60.

Цены на трансформаторы 220 на 12 вольт

Рассмотрим, по какой цене можно купить трансформаторы 220 на 12 вольт на российском рынке. Стоимость указана по состоянию на апрель 2018 года.

Фото Марка Мощность, Вт Средняя стоимость (по состоянию на апрель 2018 г.), руб.
Feron 60 150
TRA54 200 500
TRA110 250 375
Pondtech 75 4200
Relco 250 4100

Как можно увидеть, разброс цен довольно велик. Он зависит от бренда и качества комплектующих, а значит, не стоит думать, что понижающий трансформатор за 150 руб. проработает долго.

Подведём итоги

Перед приобретением понижающего трансформатора для дома важно высчитать все параметры. Не стоит относиться к этому небрежно, ведь от правильности расчётов зависит долговечность работы преобразователя. Если же решено изготовить подобное устройство самостоятельно, то отнестись к вычислениям нужно ещё более внимательно. Если, конечно, домашний мастер рассчитывает использовать готовый преобразователь.

Надеемся, что наш уважаемый читатель нашёл для себя нужную информацию в сегодняшней статье. Если у вас остались вопросы по теме, задавайте их в обсуждениях ниже. Редакция Seti.guru с удовольствием на них ответит. А, возможно, у кого-либо есть опыт изготовления понижающих трансформаторов (неважно − удачный или нет). В этом случае просим поделиться им с начинающими домашними мастерами. А напоследок предлагаем ознакомиться с коротким, но весьма информативным видео по сегодняшней теме.

Источник: https://seti.guru/ponizhayushhiy-transformator-220-na-12-volt

Трансформатор 220 на 12 вольт: суть работы, как сделать самодельное понижающее устройство на 10 ампер

Как рассчитать трансформатор на 12 вольт?

Для того чтобы понизить напряжение промышленной сети, используются трансформаторы 220 на 12 вольт. Такое значение амплитуды необходимо для питания различной техники, в том числе и осветительных приборов. Понижающий трансформатор может располагаться непосредственно в блоке питания или быть выполнен как отдельное устройство. Этот радиоэлектронный элемент можно приобрести в специализированных магазинах, но при желании несложно изготовить и своими руками.

Суть работы устройства

Трансформатор — это электронное устройство, использующееся для преобразования переменного сигнала одной амплитуды в другую без изменения частоты. Сложно найти электротехническое оборудование, которое бы не содержало в своей схеме такое изделие. Оно является ключевым звеном в передаче энергии от одной части цепи к другой.

Появление трансформатора стало возможным после изобретения индукционной катушки в 1852 году механиком из Германии Румкорфом. Его устройство было похоже на катушку для наматывания ниток, но вместо последних использовалась проволока. Внутри катушки располагалась другая такая же конструкция. При подаче тока на нижнюю катушку фиксировалось напряжение и на верхней. Объяснялось это явлением, названным индуктивностью.

Кто точно изобрёл трансформатор, доподлинно неизвестно. В 1831 году Фарадей, проводя эксперименты, обнаружил, что в замкнутом контуре при изменении магнитного поля возникает электричество. Он также нарисовал примерную схему, как должен выглядеть трансформатор.

Используя в 1876 году стальной сердечник и две катушки, русский учёный Яблочкин фактически изготовил прообраз современного устройства. При подаче тока на одну из них он наблюдал возникновение магнитной индукции, приводящей к появлению тока на другой.

При этом напряжение на катушках было разным из-за отличающегося количества витков.

Появление такой конструкции подтолкнуло других учёных к исследованиям, в результате которых появилась технология изготовления современного трансформатора.

Принцип действия

Современная промышленность выпускает трансформаторы, отличающиеся как по внешнему виду, так и по характеристикам. Но их всех объединяет принцип действия и пять элементов конструкции. Чтобы понять, как работает понижающий трансформатор с 220 на 12 вольт, необходимо знать эти основные части изделия. К ним относятся:

  1. Сердечник. По-другому его называют магнитопровод. Его назначение проводить магнитный поток. По виду исполнения сердечники делятся на три группы: плоскостные, ленточные, формованные. Изготавливают из электротехнической стали, феррита или пермаллоя, то есть материалов, имеющих способность к высокой намагниченности и обладающих проводящими свойствами.
  2. Обмотки. Представляют собой токопроводящую проволоку, намотанную витками. В качестве материала для её изготовления используется медь или алюминий.
  3. Каркас. Служит для намотки на него обмоток, изготавливается из изоляционного материала.
  4. Изоляция. Защищает катушки от межвиткового замыкания, а также их непосредственного контакта с токопроводящими частями конструкции. Чаще всего используется лак, клипперная лента, лакоткань.
  5. Монтажные выводы. Для предотвращения обрыва обмоток во время монтажа в конструкции делаются специальные выводы, позволяющие подключать к трансформатору источник питания и нагрузку.

Основной частью обмотки является виток. Именно из-за него и создаётся магнитная сила, впоследствии приводящая к появлению электродвижущей (ЭДС).

Таким образом, трансформатор представляет собой замкнутый контур (сердечник) на котором располагаются катушки (обмотки). Их количество может составлять от двух и более штук (исключение автотрансформатор). Катушка, подключаемая к источнику питания, называется первичной, а которая соединяется с нагрузкой — вторичной.

При подключении к источнику переменной энергии через первичную обмотку устройства начинает протекать изменяющийся во времени ток (синусоидальный). Он создаёт переменное электромагнитное поле. Линии магнитной индукции начинают пронизывать сердечник, в котором происходит их замыкание. В результате на намотанных витках вторичной катушки индуцируется ЭДС, создающая ток при подключении выводов к нагрузке.

Характеристики и виды изделия

Разность потенциалов, возникающая между выводами вторичной обмотки, зависит от коэффициента трансформации, определяющегося отношением количества витков вторичной и первичной катушки. Математически это можно описать формулой: U2/U1 = n2/n1 = I1/I2, где:

  • U1, U2 — соответственно разность потенциалов на первичной и вторичной обмотке.
  • N1, N2 — количество витков первичной и вторичной катушки.
  • I1, I2 — сила тока в обмотках.

По виду сердечника трансформаторы на 12 В разделяются на кольцевые, Ш-образные и П-образные. По конструктивному же исполнению они бывают: броневыми, стержневыми и тороидальными (кольцевыми). Стержневой тип собирается из П-образных пластин. На броневом виде используются боковые стержни без обмоток. Этот вид самый распространённый, так как обмотки надёжно защищены от механических повреждений, хотя при этом эффективность охлаждения уменьшается.

Тороидальный же трансформатор обладает самыми лучшими характеристиками. Его конструкция способствует хорошему охлаждению. Эффективное распределение магнитного поля увеличивает КПД изделия. Этот тип является самым популярным среди радиолюбителей, так как простота конструкции позволяет быстро его разбирать и собирать. Например, очень часто, именно на базе тора делают самодельные мощные сварочные аппараты.

К основным параметрам изделия относят:

  1. Мощность. Обозначает величину энергии, передающуюся через устройство, не приводя к его повреждению. Определяется толщиной провода, используемого при намотке катушек, а также размеров магнитопровода и частоты сигнала.
  2. КПД. Определяется отношением мощности, затрачиваемой на полезную работу к потребляемой.
  3. Коэффициент трансформации. Определяет способ преобразования.
  4. Количество обмоток.
  5. Ток короткого замыкания. Определяет максимальную силу тока, которую может выдержать устройство без перегорания обмоток.

Расчёт конструкции

Расчёт конструкции начинают с нахождения мощности, которую должна выдерживать вторичная обмотка. Подставив в формулу: P = U * I, заданные условиям b значения для вторичной катушки, получится: P 2 = 12*10 = 120 Вт. Приняв, что КПД изделия будет около 80% (среднее значение для всех трансформаторов) можно определить первичную мощность: P = P 2/0,8 = 120/0,8 = 150 Вт.

Исходя из того, что мощность передаётся через сердечник, то величины P1 будет зависеть сечение магнитопровода. Находится сечение сердечника из выражения: S = (P 1)½ = 150 = 12.2 см2. Теперь можно найти и необходимое количество витков в первичной обмотке для получения одного вольта: W =50/ S = 4.1. То есть для напряжения 220 вольт потребуется намотать 917 витков, а для вторичной — 48 витков.

Ток, протекающий через первичную катушку, будет равен: I = P / U = 150/220 = 0,68 А. Отсюда диаметр провода первичной обмотки вычисляемый по формуле: d = 0,8*(I)½ будет 0,66 мм, а для вторичной — 2,5 мм. Площадь же поперечного сечения можно взять из справочных таблиц или рассчитать по формуле: S = 0,8* d 2. Она соответственно составит — 0,3 мм2 и 5 мм2.

Если вдруг провод такого сечения трудно достать, то можно использовать несколько проводников соединённых друг с другом параллельно. При этом их суммарная площадь сечения должна быть немного больше расчётной.

Техника намотки

Для намотки изделия сделанный каркас необходимо зажать на оси и отцентровать. Проволку предварительно лучше намотать на какой-либо цилиндрический предмет. Например, катушку ниток или отрезок трубы.

Напротив зажатого каркаса ставится катушка с проволокой. Проволока заводится на основание и выполняется несколько оборотов вокруг него. Затем начинают вращать корпус каркаса. При этом следует внимательно следить, чтобы каждый виток ложился рядом с другим, а не пересекал его.

После каждого слоя наносится два витка изоляции.

Как только первична обмотка будет намотана, проволоку необходимо вывести в сторону для формирования вывода. Остаток проволоки отрезается. Перед нанесением вторичной обмотки прокладывается несколько слоёв изоляции и повторяется весь процесс, но уже с проводом более толстого сечения. По окончании работ свободные концы катушек распаиваются к клеммам. С помощью тестера катушки проверяются на разрыв.

Существуют некоторые нюансы при намотке которые желательно знать. Во время намотки может случайно порваться провод. В этом случае понадобится зачистить оборванные концы, скрутить их и спаять. Место пайки тщательно заизолировать, например, подложив два слоя изоляционной бумаги. При намотке для увеличения электрической прочности изделия рекомендуется выполнять пропитку каждого слоя. Это предотвращает вибрацию провода. В качестве пропитки используются лаки на эпоксидной основе или акриле.

Теперь останется только подключить трансформатор с 220 на 12 к источнику питания. Соединение с ним происходит по параллельной схеме. С помощью мультиметра можно проконтролировать выходное напряжение. Для этого он переключается в режим измерения переменного сигнала.

Если в дальнейшем необходимо получить постоянный сигнал, то к вторичной обмотке трансформатора подключается диодный мост (выпрямитель) с электролитическим конденсатором (сглаживающий фильтр). Но при этом следует учесть, что для тока 10 ампер понадобится соответственный и выпрямительный блок, способный выдержать такую силу тока с запасом порядка 15%.

Таким образом, самостоятельно изготовить понижающий трансформатор сможет даже начинающий радиолюбитель. Главное при этом выполнить правильный расчёт. А изготовленное изделие наверняка найдёт своё применение.

Источник: https://rusenergetics.ru/novichku/transformator-220-na-12-volt