Як розрахувати та виготовити силовий трансформатор, Електрознайка
Для освітлення таких приміщень підійде електрична лампочка на 36 Вольт і потужністю 25 - 60 Ватт. Такі лампочки із цоколем під звичайний електропатрон продаються в магазинах електротоварів. Якщо ви знайдете лампочку на іншу потужність, наприклад на 40 ватів, немає нічого страшного - підійде і вона. Просто трансформатор буде виконаний із запасом за потужністю.
Зробимо спрощений розрахунок трансформатора 220/36 вольт.
Потужність у вторинному ланцюзі: Р_2 = U_2 · I_2 = 60 ват
Де: Р_2 – потужність на виході трансформатора, нами задана 60 ват;U _2 — напруга на виході трансформатора, нами задано 36 вольт;I _2 - струм у вторинному ланцюзі, в навантаженні.
ККД трансформатора потужністю до 100 ват зазвичай дорівнює не більше η = 0,8. ККД визначає, яка частина потужності споживаної від мережі йде в навантаження. Частина, що залишилася, йде на нагрівання проводів і сердечника. Ця потужність безповоротно губиться.Визначимо потужність споживану трансформатором від мережі з урахуванням втрат:
Р_1 = Р_2/ η = 60 / 0,8 = 75 ват.
Потужність передається з первинної обмотки у вторинну через магнітний потік в магнітопроводі.
Магнітопровід – це сердечник Ш – образної або О – образної форми, набраний із листів трансформаторної сталі. На сердечнику будуть розташовуватися первинна та вторинна обмотки дроту.
Площа поперечного перерізу магнітопроводу розраховується за формулою:
S = 1,2 · √P_1.
Де: S — площа у квадратних сантиметрах,P _1 — потужність первинної мережі у ватах.
S = 1,2 · √75 = 1,2 · 8,66 = 10,4 см ².
За значенням S визначається число витків w на один вольт за формулою:
w = 50/S
У нашому випадку площа перерізу сердечника дорівнює S = 10,4 см.кв.
w = 50/10,4 = 4,8 витка на 1 вольт.
Розрахуємо число витків у первинній та вторинній обмотках.
Кількість витків у первинній обмотці на 220 вольт:
W1 = U_1 · w = 220 · 4.8 = 1056 витка.
Кількість витків у вторинній обмотці на 36 вольт:
W2 = U_2 · w = 36 · 4,8 = 172.8 витків,
округлюємо до 173 витка.
В режимі навантаження може бути помітна втрата частини напруги на активному опорі дроту вторинної обмотки. Тому їм рекомендується кількість витків брати на 5-10 % більше розрахованого. Візьмемо W2 = 180 витків.
Величина струму в первинній обмотці трансформатора:
I_1 = P_1/U_1 = 75/220 = 0,34 ампера.
Струм у вторинній обмотці трансформатора:
I_2 =P_2/U_2 = 60/36 = 1,67 ампера.
Діаметри проводів первинної та вторинної обмоток визначаються за значеннями струмів у них виходячи з допустимої щільності струму, кількості ампер на 1 квадратний міліметр площі провідника. Для трансформаторів щільність струму,для мідного дроту,приймається 2 А/мм² .
При такій щільності струму діаметр дроту без ізоляції в міліметрах визначається за формулою: d = 0,8√I .
Для первинної обмотки діаметр дроту буде:
d_1 = 0,8 · √1_1 = 0,8 · √0,34 = 0,8 · 0,58 = 0,46 мм. Візьмемо 0,5 мм.
Діаметр дроту для вторинної обмотки:
d_2 = 0,8 · √1_2 = 0,8 · √1,67 = 0,8 · 1,3 = 1,04 мм. Візьмемо 1,1 мм.
ЯКЩО НЕМАЄ ПРОВОДУ ПОТРІБНОГО ДІАМЕТРА, то можна взяти кілька, з'єднаних паралельно, більш тонких проводів. Їх сумарна площа перерізу повинна бути не меншою за ту, яка відповідає розрахованому одному дроту.
Площа поперечного перерізу дроту визначається за формулою:
s = 0,8 · d².
де: d - діаметр дроту.
Наприклад: ми не змогли знайти провід для вторинної обмотки діаметром 1,1 мм.
Площа поперечного перерізу дроту діаметром 1,1 мм. дорівнює:
s = 0,8 · d² = 0,8 · 1,1 ² = 0,8 · 1,21 = 0,97 мм².
Округлимо до 1,0 мм².
Зтаблицівибираємо діаметри двох дротів сума площ перерізу яких дорівнює 1.0 мм².
Наприклад, це два дроти діаметром по 0,8 мм. та площею по 0,5 мм².
Або два дроти:- перший діаметром 1,0 мм. і площею перерізу 0,79 мм²,- другий діаметром 0,5 мм. та площею перерізу 0,196 мм². що у сумі дає: 0,79 + 0,196 = 0,986 мм².
Намоткакотушки ведеться двома проводами одночасно, суворо витримується рівну кількість витків обох проводів. Початки цих дротів з'єднуються між собою. Кінці цих проводів також з'єднуються.
Виходить як би один провід із сумарним поперечним перерізом двох проводів.