Шишкин Анатолий Галейхайдарович: другие произведения.

Самодельный трансформатор-зарядник.

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: 6.00*3  Ваша оценка:

  
   Сегодня миллионы людей часто нуждаются в подзарядке аккумуляторов для различных электроустройств от домашней электросети с помощью трансформаторов-зарядников. Особых проблем с приобретением зарядников в магазинах обычно нет, но иногда особо продвинутым пользователям нужны какие-то особые зарядные устройства с необычными свойствами. Можно конечно эти устройства заказать, чтоб их изготовили мастера-профи, но бывает и так, что профи не знают что Вам конкретно надо (или не поняли, или пытаются сплавить неликвид, или не обладают достаточной квалификацией...), и в итоге Вы приобретете ненужный и совершенно бесполезный прибор, на который Вы истратили и свое время, и деньги, и нервы.
  Но! Если Вы когда-то обучались в общеобразовательной школе и закончили хотя бы восьмилетку, кое как, но изучали арифметику и начальную физику, (в смысле) еще помните таблицу умножения и не путаете амперы с вольтами и омами, не забыли буквы алфавита, тогда намного проще сделать нужный зарядник самому. И дешевле, и главное быстрей. А если не понравилось что-то, всегда можно переделать.
  Начнем с того, что зарядники еще бывают электронными. Там напряжение и сила тока меняется без трансформаторов, а с помощью тиристоров, туннельных и прочих трудно понятных диодов, транзисторов и других не менее сложных электронных приборов и устройств. Безусловно, сделать такой электронный зарядник попробовать можно. Но лучше сначала сделать чего-то попроще и чтоб не надо было крепко зависеть от продавцов и от наличия у них соответствующих деталей на рынке, для Вашего суперзарядника. Поэтому сделать зарядник лучше всего на базе хорошо известного трансформатора.
  Когда Вы самостоятельно начнете рассчитывать какое-то электрическое устройство, разбейте его (мысленно и на бумаге) на ряд, так называемых черных ящиков. Точнее говоря, на ряд отдельных самостоятельных узлов и тогда расчеты отдельных узлов (черных ящиков) будут намного проще, чем все устройство в целом.
  Зарядник может состоять из таких основных узлов: трасформатор и блок-выпрямитель. Возможны дополнительные или вспомогательные устройства в дополнению к основным, это переключатели, сглаживающие фильтры, приборы определители и показатели, стабилизаторы по напряжению и току, предохранители и прочее. Вспомогательные устройства (на зарядниках) приветствуются, но усложняют и удорожают многократно все устройство, так что это уже на Ваш вкус и по особой надобности. Основные же узлы обязательны.
  Итак у нас два основных узла: трансформатор и блок выпрямителя. Начнем с расчета трансформатора для зарядника на конкретном примере. Как известно все аккумуляторы состоят из нескольких банок (ячеек). На аккумуляторах это иногда видно, иногда не видно, но для зарядки нужно напряжение кратное 1,5 вольтам или напряжению одной банки аккумулятора. Обычно это: 1,5в; 3в; 4,5в; 6в; 9в; 12в и далее. Сила тока обычно не более 5 ампер. Следовательно, выбираем наибольшее напряжение, множим на наивысшую силу тока и получаем нужную мощность трансформатора в ватах, 12в х 5а = 60 (ватт). Необходимый вольтаж зарядника меньше чем напряжение в электросети, значит, трансформатор должен быть понижающий.
  Как известно выходная мощность трансформатора чуть меньше входной, передача энергии требует хоть небольших, но все же затрат энергии. Но трансформатор не пропускает излишки энергии, то есть служит этаким ограничителем по пропуску количества электричества. Значит если на трансформатор выходные обмотки намотать проводом с сечением, выдерживающим короткое замыкание, то уже можно, в принципе, обойтись без предохранителей и прочих всевозможных дополнительных ограничителей. Что крепко упрощает всю конструкцию. Сечение проводов подбирают по принципу, на один квадратный миллиметр площади сечения провода должно приходиться не более 3 ампер. У нас максимальная сила тока 5 ампер, следовательно, провод для выходной намотки должен быть площадью сечения не менее 5:3=1,7(мм).
  Трансформатор подходящей мощности можно купить или снять с отслужившего свое, отечественного приемника или телевизора. На деталях отечественной радиоаппаратуре понятная маркировка на русском языке. Например: ТС-60, что обозначает- Трансформатор Силовой, мощностью 60 ватт.
  На заводе изготовителе трансформатора, Ваши проблемы были не известны, поэтому вторичную обмотку там намотали по собственной надобности, а первичная обмотка нас в данном случае устраивает. Вам же надо эту вторичную, ненужную обмотку убрать, для того чтоб намотать свою, иначе места для намотки не будет. Можно конечно разобрать трансформатор на пластины, вынуть намоточную катушку, отмотать всю вторичную намотку, намотать свою вторичную обмотку прямо на первичную и собрать пластины трансформатора снова.
  Делать будет нечего попробуйте, возможно с какого-то раза у Вас такая перемотка получится. С большими трансформаторами так и поступают, особенно наматывая на катушку трансформатора еще и первичную обмотку.
  Для маленьких трансформаторов лучше не жалея целостности лакового покрытия проводов и самих проводов вторичной обмотки, отмотать их, отрезая куски для удобства, не разбирая трансформатора. А на свою вторичную обмотку взять провод подходящего сечения с пластиковым или резиновым покрытием-изоляцией и намотать его на первичную, опять же не разбирая трансформатора, просовывая провод в образовавшиеся окошки сердечника. Так будет намного проще и быстрей.
  А сколько витков вторичной обмотки надо намотать и в какую сторону ее мотать?
  -Во время снятия старой вторичной обмотки, черкните на сердечнике направление хода витков и будет понятно потом в какую сторону мотать провода новой обмотки.
  -Вообще-то количество витков трансформатора на один вольт равно примерно от 50 до 70 деленному на площадь сердечника в сантиметрах. Есть связь между количеством витков и площадью сердечника. Чем больше витков, тем меньше площадь сердечника и наоборот, чем больше площадь сечения сердечника, тем меньше витков необходимо намотать на один вольт. Если взять излишне толстый провод, то намотать вторичную обмотку до нужного количества вольт может не получиться.
  Опять же намотка должна быть по всей длине сердечника, и виток к витку. Иначе резко снизится выходная мощность. Это, кстати, и хорошо, и одновременно плохо.
  Поясняю. По идее чем меньше снимаем напряжения с трансформатора, тем больше должен быть выходной ток. Но это получается только в том случае когда снимается вся выходная мощность трансформатора. Предположим, чтобы снять всю мощность надо намотать на сердечник и одним слоем двадцать витков вторичной обмотки. А Вам для вольтажа достаточно четырех витков. Четыре витка этой обмотки закроет только одну пятую длины сердечника. Снятая мощность также будет равна одной пятой максимально возможной, а сила тока (короткого замыкания) будет одна и та же, независимо от количества витков. Хоть с четырех витков, хоть с пяти, хоть с двадцати. В этом случае можно не бояться порчи трансформатора от любых коротких замыканий и не нужны предохранители. То есть дополнительного усложнения конструкции. Так делают на трасформаторах, выжигателях по дереву, ведь эти выжигатели работают, в сущности на постоянном коротком замыкании. То же самое делается и на аппаратах для стыковой сварки термопластиков, в контактной сварке, в (самодельных тоже) аппаратах индукционной плавки или разогрева металла.
  Но если намотка на сердечнике в несколько слоев, то картина уже изменится и сила тока при меньшем напряжении может возрасти до опасных пределов, необходимо будет поставить на трансформатор предохранители или ограничители.
  Можно намотать в качестве вторичной обмотки на трансформатор не провод, а заизолированную полосу жести, шириной в длину стержня трансформатора. В этом случае уже точно выходная мощность будет практически одинакова при любом количестве витков. И можно со сравнительно небольших трансформаторов уменьшая количество витков получать довольно большие токи.
  Пример: Мощность трансформатора 60 ватт.
  При выходном напряжении 12 вольт, сила тока 5 ампер.
  При 5 вольтах уже 12 ампер.
  При 2 вольтах уже 30 ампер.
  Можно оставить только один полный виток вторичной обмотки, а это даст лишь долю вольта, зато сила тока может возрасти до сотен ампер. Но не забывайте о сопротивлении нагрузки, оно может свести на нет все потуги по увеличению силы тока. Опять же мы обсуждаем изготовление трансформатора для зарядника и большие токи нам в данном случае не нужны. Прежде чем приступить к изготовлению трансформатора надо все хорошенько просчитать и предусмотреть последствия.
  Вольтаж выходной обмотки проверяют вольтметром. Считают количество витков на один вольт и увеличивают число витков до нужного напряжения. При необходимости делаем от обмотки отвод на дополнительное напряжение.
  Блок выпрямителя состоит из четырех диодов (диодный мост) подходящей мощности и (не всегда обязательно) сглаживающих пульсацию конденсатора(ов). Чем больше емкость конденсатора, тем меньше пульсация. Схему диодного моста можете найти в любой справочной литературе.
  А что делать, если нет подходящих диодов?
  Диоды можно сделать самому. Трансформатор, кстати, тоже можно сделать самостоятельно. Пластины вырезать из обычного кровельного железа, первичную обмотку намотать проволокой с дросселей ламп дневного свечения. Но это для новичка сложно, а вот изготовить самодельный диод, рассчитанный на десятки и даже сотни ампер, довольно просто. И особо сложного оборудования для этого не требуется. Вся проблемка, как создать потолще слой окиси алюминия на алюминиевой пластинке. Окись алюминия полупроводник и пропускает ток только в одном направлении. Так что если Вы в состоянии найти алюминиевую пластинку, например, пустую банку из под пива или пепси, алюминиевую ложку и т.п. то сможете сделать и самодельные диоды.
  Самый простой способ нарастить слой окиси пропуская переменный ток от сети через алюминиевую пластинку в электролите из: пищевой соды (перенасыщенный р-р); серной кислоты (20 процентный р-р); десяти процентным р-ром карбоната аммония и т.д.
  Берете достаточно большую емкость, например, вырезаете банку из пластиковой канистры. В емкость заливаете раствор электролита, погружаете алюминиевую и железную (медную, угольную, цинковую...) пластинки-электроды. Не забудьте про соответствующую изоляцию и технику безопасности. Последовательно в электроцепь с электродами подключаем электролампочку на 40-60 ватт и включаем устройство в ближайшую розетку электросети (на 220в). Ждать придется долго, больше часа. Как только лампочка в цепи перестанет светиться, пластинка-диод готова. От размеров рабочей площади этого диода зависит куда Вы его поставите, на выпрямитель или в цепь детекторного приемника. Как определить полярность диодов, подсоединить сглаживающие конденсаторы и приборы контроля, сами догадаетесь если потребуется.
  Хочется предупредить, что практически любые диоды начинают работать только при каком-то пороговом напряжении и выше. Иные включаются в работу при 3, 5 и даже 15 вольтах. При меньших напряжениях диоды не работают и превращаются в изоляторы. Опять же есть и максимально возможное для каждого конкретного диода напряжение. При напряжении свыше возможного происходит пробой диода и его полная порча.
  Для справки: Можно изготовить диоды на базе высококачественных алмазов. Алмазные диоды работают практически с нуля (напряжения) и верхний порог напряжения может превышать несколько тысяч вольт. Алмазные полупроводниковые приборы также работают в намного более широком диапазоне температур и частот, чем применяемые сегодня кремниевые, германиевые и Ваш алюминиевый, но пока широкое применение алмазных диодов из области возможного и не самого ближайшего будущего...
  
Оценка: 6.00*3  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"