Шишкин Анатолий Галейхайдарович: другие произведения.

Перемотка трансформаторов

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Peклaмa:
Литературные конкурсы на Litnet. Переходи и читай!
Конкурсы романов на Author.Today

Продавай произведения на
Peклaмa
Оценка: 7.04*6  Ваша оценка:

   Вольным сдатчикам цветмета посвящается.
   Чем отличается Человек от животного? Правильный ответ. Животное довольствуется тем, что имеет. А Человек, что захочет, то и имеет. В своей статье на прозе.ру ,,Нож твоей мечты'' я рассказывал как изготовить нож (меч, мачете и т.д.) электрохимическим способом. Основным элементом в этом не очень сложном, но очень полезном устройстве является силовой трансформатор соответствующей мощности. С помощью небольших доработок и усовершенствований, на базе подходящего по параметрам трансформатора, нетрудно изготовить мастеру-умельцу оборудование и для других работ: электро и контактной сварки и пайки, всего семейства электроискровой и электрохимической обработки металлов (размерная резка, сверление, заточка...), гидравлической штамповки и резки, плавить и закаливать, и многого-многого другого в обработке металлов, пластика, камня и прочих материалов.
   Как самому перемотать или переделать уже готовый, имеющийся силовой трансформатор, будет рассказано в этой статье. Главное понять, как Вам воспользоваться открывающимися возможностями в применении электричества в сугубо личных целях.
  Вспомним азы физики, точнее, что такое электричество. Рассмотрим только простейшую однофазную сеть переменного тока. Основными величинами в практическом применении электричества являются: напряжение (измеряется в вольтах (v)), сила тока (амперы (a)) и сопротивление (омы (R или r)). Не менее важна производная от этих величин это мощность электрического элемента (ватты (w)).
   Надо также запомнить соотношение этих величин:
   v= aR v/a=R v/R=a va=w
   Проще всего понять эти величины, если представить себе, что электричество это вода, а провода это трубки различного сечения.
   Даже сами физики считают напряжение электрического тока разностью электрических потенциалов. Мы же будем считать напряжение высотой водяного столба. Как Вы помните, давление воды зависит только от высоты водяного столба, а вот мощность водяного столба от общего количества воды в этом столбе.
  Представим, мысленно, тонкую трубку высотой десять метров и заполненную водой. А рядом со стоящей трубкой бассейн с водой такой же глубины. Давление на одинаковую поверхность и в трубке, и в бассейне будет одинаковым, однако имеющееся количество воды разное и если прорвутся стенки бассейна и трубки последствия тоже будут разные.
  В данном случае если высота столба воды напряжение, то площадь водяной поверхности будет сила тока. А сила тока умноженная на напряжение будет мощностью.
   Предположим, что мы из батареек от карманных фонариков наберем столб с напряжением в 220 вольт и подключим к этому напряжению обычную лампочку из люстры. Долго у нас будет гореть лампочка? Почему? Правильно, мощности у батареек маловато, а в электросети мощность практически неограниченна, поэтому нам не приходится менять время от времени розетки в квартире по причине кончине тока. Тоже самое и с водой в бассейне и трубе. Если мы пустим воду из трубы и бассейна по трубкам одинакового сечения, то может получиться, что вся вода из трубы выльется моментально, а из бассейна вода будет течь очень долгое время. Но тут уже подсчет другой. Напряжение (высота столба) останется прежним, а сила тока (площадь сечения трубки) зависит от сопротивления нагрузки.
  Теперь мы знаем, что такое мощность тока, сила тока и напряжение. А сопротивление по току уже понять проще. Чем тоньше трубка (провод) тем сопротивление по току воды больше и наоборот. Кстати с электричеством расчеты намного проще чем с расходом воды вытекающей из какой-то емкости. Электрическое сопротивление проводов обычно даже не учитывают, но площадь проводов всегда должна соответствовать силе протекающего по этим проводам тока.
   Пример: Лампочка на люстре мощностью 100 ватт и рассчитана на 220 вольт. Найти величину сопротивления лампочки и силу тока?
   По приведенным выше формулам w=va w/v= a R=v/a выясняем, что 100:220= (примерно) 0,5 ампер сила тока.
  220:0,5= 440 ом сопротивление.
   В электричестве есть еще одно явление, связанное с протеканием тока по проводам, это нагрев проводов. Если провод достаточной поперечной площади, то есть соответствует проходящему току, то нагрев провода компенсируется его теплоотдачей. Если же провод меньше по своей поперечной площади, то провод начнет нагреваться и в итоге может даже расплавиться.
   Площадь проводов подсчитывается по формуле (3,142 помноженный на квадрат радиуса провода в миллиметрах). И на каждый квадратный миллиметр сечения провода допускается нагрузка не более 3х ампер.
   Все эти сведения имеют чисто практическое значение. Например: Электрическая проводка в квартирах ,,хрущевках'' рассчитана на 2 киловатта. Значит максимальный ток протекающий в розетке квартиры равен примерно 10 амперам. А Вы купили дорогой и мощный пылесос на 2,5 киловатта. Не сгорит ли Ваша проводка (вместе с квартирой) от такой дорогой покупки?
   Измеряем диаметр и подсчитываем сечение провода в электросети Вашей квартиры. Провод оказывается 2,5 квадратных миллиметра, множим на три и получаем его пропускную возможность 7,5 ампер. Выше же говорилось о 10 амперах, как понимать? А так и понимать, кратковременная перегрузка до 4 ампер на квадратный миллиметр допускается. Значит вся электрическая сеть в квартире, рассчитана не на 2 киловатта, а только на полтора и 2 киловатта это уже с учетом максимальных перегрузок. Так сказать, в рекламных целях. И пылесос мощностью в 2,5 киловатта в Вашей квартире явно не вписывается.
   Теперь перейдем непосредственно к трансформаторам. Возможно, Вы помните по урокам в школе, что если намотать на железный стержень немного провода и подключить эту катушку к батарейке от карманного фонаря, то может получиться электромагнит. Примерно такой же принцип работы и у трансформаторов. Только трансформаторы работают только в переменной сети, когда направление движения электронов в проводке постоянно меняется. То туда, то обратно. В проводке Вашей квартиры (если Вы живете в России) ток меняет свое направление 50 раз в секунду. Эти изменения направления движения электронов называются Герцами и на приборах часто написано, что этот прибор рассчитан на сеть в 220 вольт и 50 герц. На новых трансформаторах (электродвигателях, стиральных машинах, холодильниках, пылесосах и т.д.) точно написано. Так вот в трансформаторе пятьдесят раз в секунду стержень намагничивается, размагничивается и перемагничивается.
   Трансформаторы бывают с О образным и Ф образным сердечником. Можно сделать трансформатор и на коротком пальцеобразном сердечнике, но магнитные поля будут бесполезно теряться, поэтому сердечники и сделали в виде таких хитрых,замкнутых фигур. Магнитный поток перемещается внутри таких (хитрых) сердечников и зря уже не теряется.
  Теперь проведем физический эксперимент. Посмотрим, сможет ли вставленный в катушку с проводом магнит, возбудить в катушке электрический ток. Возьмем катушку, концы проводов подведем к вольтметру и начнем тыкать палочкой магнитом внутрь катушки. Если магнит держать неподвижно, то тока нет. А если магнит двигается внутри катушки, то и ток появляется. Стрелка вольтметра дергается то туда, то сюда. Значит, возбуждая магнитное поле в сердечнике трансформатора с помощью одной катушки подключенной к электросети, в другой катушке тоже должны появиться всплески электрического тока. Так оно и есть. На любом трансформаторе есть две катушки с проводами (или два слоя намотанных проводов на одной катушке, что в принципе одно и тоже) где одна катушка (первичная), подключенная к розетке сети возбуждает магнитные поля в сердечнике трансформатора, а другая катушка (вторичная) преобразует магнитное поле сердечника в электрический ток другого напряжения. И полученное напряжение прямо пропорционально количеству витков на катушках. Если на вторичной катушке витков больше, чем на первичной, то трансформатор повышающий, а если на вторичной меньше витков, то понижающий.
   Обычно на трансформаторах есть данные об их устройстве. Напечатано непосредственно на обертке катушек. Начнем с названия. ТС-100 50 гц обозначает. Что перед нами трансформатор силовой мощностью 100 ватт на 50 герц. Если есть графические изображения в виде спиралей с цифрами, то это количество катушек (параллельных намоток) с количеством витков на них. Трансформаторы со стандартной намоткой по своим параметрам редко подходят для умельцев-самодельщиков, поэтому и приходится их переделывать.
   Мощность трансформатора показывает, сколько мощности Вы сможете взять от сети. С одной стороны это ограничение, вроде бы плохо, но с другой стороны в этом есть и плюс. Ваш аппарат на базе этого трансформатора не возьмет от сети больше, чем ему положено. Это пока Вы довольствуетесь тем, что у Вас есть. Когда вы поймете выгоды от использования электроэнергии для исполнения Ваших желаний, аппетиты у Вас возрастут и именно ограничение по мощности будет эти аппетиты сдерживать.
   Так вот от сети Вы сможете взять не больше, чем мощность трансформатора Вашего аппарата. Для конкретных работ иногда нужны вольты, иногда амперы, иногда и то, и это. Но мощность это амперы, помноженные на вольты, значит, уменьшая количество вольт Вы сможете взять побольше ампер и наоборот. Если чего-то не хватает, то придется взять трансформатор помощней, а если наоборот появляются излишки, то надо брать более слабый.
  Например: для самодельного электрошокера нужны вольты, а для размерной электрохимической обработки металлов или для сварки нужны амперы. Расчеты как видим простые, зато какие перспективы.
   На промышленных силовых трансформаторах несколько вторичных обмоток, каждая из которых также рассчитана на определенную мощность, обычно намного меньшую, чем мощность самого трансформатора. Вот поэтому приходится снимать всю слабую, вторичную обмотку и наматывать новую. Намотав несколько витков, подключаем трансформатор к сети и меряем тестером сколько вольт дает вторичная обмотка. Если мало, то количество витков увеличиваем, если много, уменьшаем. Кстати, зная количество намотанных витков перед измерением, после измерения нетрудно подсчитать сколько витков надо.
   Для многих самодельных устройств с небольшим напряжением и большими токами, достаточно снять вторичную обмотку не разбирая всего трансформатора. И намотав несколько витков толстого провода, получить трансформатор с нужными параметрами. Такая переделка трансформатора займет не более десяти, пятнадцати минут.
   К примеру: Понадобилось Вам заиметь, в своем арсенале инструментов, несколько сверл и токарных резцов с твердосплавными пластинками. У этой задачи есть несколько вариантов решения. Сходить и купить в магазине. Купить установку для пайки тугоплавкими припоями и самому сделать для себя резцы и сверла. Или сходить на ближайшую свалку и найдя там подходящий трансформатор за полчаса самому сделать установку для пайки твердосплавными припоями, большей мощности и организовать полупромышленное производство этих сверл и резцов на дому. Есть еще вариант, так сказать, позаимствовать на каком-то производстве, в крайности расходов на бутылку, но мы этот вариант рассматривать не будем. Как видим варианты на любой вкус.
   Подсчеты в трансформаторе с самодельной вторичной обмоткой сводятся к подсчету максимально возможной силы тока, площади сечения необходимого провода для вторичной обмотки и необходимому количеству витков. Если для изготовления какого-то устройства нужен источник постоянного тока, то к трансформатору подсоединяют блок выпрямителя. Выпрямитель должен выдерживать максимальную силу тока коротких замыканий. На выходе трансформатора это подсчитать не сложно. Для изготовления совершенно нового трансформатора придется кое чему научиться самостоятельно. Учиться приходится всю жизнь. Поверьте, это выгодней, чем разбирать старые трансформаторы, медную обмотку сдавать в приемный пункт за копейки и на эти копейки напиваться каждый день суррогатной водки в компании других человеко-животных.
Оценка: 7.04*6  Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com Л.Джейн "Чертоги разума. Книга 1. Изгнанник "(Антиутопия) Д.Маш "Золушка и демон"(Любовное фэнтези) Д.Дэвлин, "Особенности содержания небожителей"(Уся (Wuxia)) Д.Сугралинов "Дисгардиум 2. Инициал Спящих"(ЛитРПГ) А.Чарская "В плену его демонов"(Боевое фэнтези) М.Атаманов "Искажающие Реальность-7"(ЛитРПГ) А.Завадская "Архи-Vr"(Киберпанк) Н.Любимка "Черный феникс. Академия Хилт"(Любовное фэнтези) К.Федоров "Имперское наследство. Забытый осколок"(Боевая фантастика) В.Свободина "Эра андроидов"(Научная фантастика)
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
Э.Бланк "Колечко для наследницы", Т.Пикулина, С.Пикулина "Семь миров.Импульс", С.Лысак "Наследник Барбароссы"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"