Більшість побутових приладів не можуть напряму підключиться до електромережі в 220В. Для їх харчування необхідно знижена напруга і отримати його можна тільки при використанні спеціального обладнання. До таких приладів відноситься понижуючий силовий трансформатор. Цей прилад здатний перетворювати змінну напругу одного значення в такій же параметр, тільки з іншими показниками. Він широко використовується в радіоелектронної та електротехнічної галузях промисловості, у побуті.
Конструктивні особливості Основним блоком агрегату є феромагнітна котушка. Її обмотки виконані з мідних проводів. За принципом дії вони діляться на первинні - на них подається напруга з мережі і вторинні - з яких воно знімається споживачами. Між собою їх пов'язує змінне магнітне поле, наводимое в осерді трансформатора електронного понижуючого. При цьому між ними відсутній електричний контакт.
У таких моделей число витків на первинній обмотці більше, ніж у вторинної, що призводить до зменшення параметрів на виході. Всі робочі деталі трансформатора напруги понижувального, розташовуються в корпусі, але є прилади і не мають його. Наявність або відсутність кожуха залежить від технології виготовлення пристрою. В одному випадку - це серцевина, укладена в обмотці, виконаної в стержневом вигляді. У другому сердечник знаходиться всередині броньового виду, при якому витки можуть розташовуватися як вертикально, так і горизонтально.
На чому ґрунтується робота обладнання Функціонування таких приладів ґрунтується на законі Фарадея або явищі електромагнітної індукції. Вона полягає в наступному. На первинну обмотку трансформатора електронного понижуючого надходить напруга. При цьому змінний струм проходячи через неї призводить до створення магнітного поля. Це забезпечує появу напруги у вторинній обмотці за рахунок збудження електрорушійної сили.
Співвідношення параметрів приблизно відповідає числу витків у відповідних обмотках трансформаторів знижуючих однофазних. Тому зменшення напруги призводить до підвищення сили струму. Крім цього в процесі роботи обладнання неминучі незначні втрати енергії, що не перевищують 2-3% і потужності.
Види та їх особливості Прилади, використовувані для перетворення напруги, представлені різними модифікаціями. Залежно від типу сердечника вони поділяються на: 1. Стрижневі; 2. Броньові; 3. Тороїдальні. Технічні характеристики у понижуючих трансформаторів майже не відрізняються, у той час як спосіб виготовлення у кожного з представлених видів особливий.
Серед усього розмаїття моделей найбільшого поширення набули сухі трансформатори напруги понижуючі. Але дуже часто знаходять застосування і силові прилади, що працюють на маслі. Вони можуть бути: • Одне; • трифазних. Трансформатор електронний понижуючий першого типу отримує живлення від мережі, в якій струм тече по чотирьох проводах, три з яких - це фаза і один - нуль. Однофазні отримують струм, що протікає по двох дротах. У житлових будинках зазвичай використовуються саме такі мережі.
Силові масляні трансформатори понижуючі трифазні мають ідеальний одиничний коефіцієнт, а деякі з них можуть перетворювати напруга рівне 600В. Зазвичай такими параметрами характеризуються великогабаритні прилади, що використовуються на виробництві. Є серед трансформаторів електронних знижуючих, і компактні, призначені для застосування в побуті. Розрізняють обладнання та по вихідній напрузі. Воно може бути, як 12 так 380В. Можливо деякі збирають трансформатор своїми руками. Особливих складнощів в цьому немає, а інструкцію і схему можна легко знайти в мережі.
Основні характеристики Маркування обладнання залежить від його параметрів. І щоб в ній розібратися необхідно знати всі його технічні характеристики. Оскільки трансформатори електронні понижуючі бувають одно- або трифазними, то і параметри у них будуть відповідно відрізнятися.
Основними для розглянутих приладів вважаються такі показники, як: • Частота; • Потужність; • Вихідна напруга; • Габарити; • Вага.
І якщо перший параметр буде незмінним у різних моделей, то всі інші мають суттєві відмінності. Причому габарити і все збільшуються разом із зростанням потужності. Найбільшого значення ця характеристика досягає у великих промислових пристроїв. Але і габарити такого трансформатора електронного понижуючого досить вражаючі. У той же час побутові моделі відрізняються невеликими розмірами і масою. Вони легкі в транспортуванні і монтажі.
Як правильно виконати розрахунок? Відмінність понижуючих приладів від підвищувальних складається у співвідношенні кількості витків на обмотках. І саме цей параметр називається коефіцієнтом трансформації напруги. У всіх підвищують моделей цей параметр менше одиниці. Виконати розрахунок понижувального трансформатора можна грунтуючись на законах фізики. Виконується це таким чином. Доведеним фактом є твердження, що робота приладу заснована на явищі електромагнітної індукції. Струм, проходячи по обмотці призводить до появи магнітного потоку. Він збуджує ЕРС. А так як сердечник трансформаторів напруги понижуючих побутових виготовляється із сталі, то він концентрує магнітне поле з потоком всередині нього.
Визначити значення ЕРС в одному витку можна ґрунтуючись на законі Фарадея за формулою: е = Ф, де Ф- похідна потоку магнітної індукції за часом. Грунтуючись на цій рівності і провівши ряд обчислень отримуємо наступне співвідношення: U1 / U2 ≈ E1 / E2 = N1 / N2 = К, де U1 і U2 - діючі напруги; E1 і E2 - ЕРС; N1 і N2 - число витків.
Якщо виходячи з цієї формули коефіцієнт виходить більше 1, значить, ваш прилад понижуючий. Призначення обмоток Пристрій трансформатора напруги понижувального, було розглянуто вище, а в цьому розділі буде розказано про один з найважливіших елементів. Це первинна і повторна обмотки. Вони розташовуються на магнітопроводі понижуючих трансформаторів. Причому ближче до нього знаходиться та, на якій більш низьку напругу. Таке розташування не випадково, так як її легше ізолювати. Дивимося відео, правильне підключення трансформатора до мережі: Між ними знаходяться прокладки або інші ізоляційні деталі, які найчастіше виконуються з електрокартону.
Первинна обмотка підключається до джерела змінної напруги, а вторинна до пристроїв, що споживають енергію. Причому до одного трансформатора може бути одночасно підключено кілька таких приладів. Для виконання обмотки використовуються проводи, ізольовані кабельної папером. Вони можуть мати різні типи перерізу: • Круглі; • Прямокутні.
За способом розташування вони поділяються на: • Наявні на стрижнях концентрично; • Дискові намотують в порядку чергування.
Переваги і недоліки Використання розглянутого обладнання не тільки в промисловості, а й у побуті пояснюється не тільки необхідністю зниження напруги до безпечної для людини величини 12В. Такі прилади відрізняються невибагливістю до вхідних параметрів. Вони здатні працювати при напрузі в 110В, забезпечуючи постійне його значення на виході.
До недоліків понижуючих трансформаторів можна віднести; • Обмежений ємнісний ресурс, обмежений 5 роками; • Малу потужність, кращі з них не здатні забезпечувати понад 30 Вт; • Більш висока вартість, ніж у індуктивних моделей. Але в той же час у них не мало і переваг. Одним з основних є більш компактні габарити і вага, що робить з більш зручними в монтажі й транспортуванні. Також ці прилади не створюють радіоперешкод і здатні забезпечити плавне збільшення напруги. Понижуючі трансформатори менше нагріваються. Цей параметр дуже часто виявляється вирішальним при виборі обладнання.
Оснащення деяких моделей терморегуляторами дозволяє їм відключатися при перегріві електросхем і КЗ, тим самим продовжуючи термін служби.
