Понижающий трансформатор 220 на 12 Вольт: виды и варианты использования, как выбрать и изготовить своими руками

Среди электротехнических устройств, предназначенных для преобразования электрической энергии, трансформаторы − наиболее известный и широко распространённый конструктивный элемент. Силовые модели используются в электрических сетях различного напряжения, а маломощные – в цепях управления и коммутации, а также в слаботочных сетях и для подключения различной электронной аппаратуры. Понижающий трансформатор 220 на 12 Вольт – для чего он нужен, и как устроены различные виды, как подключить и проверить, а также изготовить своими руками, − это тема настоящей статьи HomeMyHome.ru.

Для чего нужен понижающий трансформатор с 220 на 12 Вольт

Основное предназначение понижающего трансформатора – это преобразование первичного напряжения в 220 Вольт во вторичное в 12 Вольт, которое используется для:

• подключения источников света, работающих на напряжении 12 Вольт (светодиодные лампы и ленты, лампы накаливания и галогенные источники света, а также прочие светотехнические устройства);
• создания электрической сети в помещениях, где по правилам безопасности нельзя использовать напряжение бытовой электрической сети (220/380 Вольт);
• подключения слаботочных систем (видеонаблюдение, сигнализация и т.д.), работающих на низком напряжении постоянного тока.

Виды трансформаторов

На сегодняшний день точечное освещение пользуется большой популярностью при оформлении домов, квартир и офисов. При этом также следует использовать трансформаторы для светильников и люстр, поскольку они преобразовывают переменный ток одного напряжения в другой, благодаря чему обеспечивается стабильное функционирование источников света. Данные устройства делятся на обмоточные и электронные – последние способствуют изменению электроэнергии при помощи специальных компонентов. Такие изделия характеризуются легкостью и компактностью, а также предотвращают возникновение коротких замыканий.

Как подобрать трансформатор для светильников и люстр

Выбирая трансформатор, необходимо учитывать следующие параметры:

• КПД устройства. Данный показатель должен всегда стремиться к единице.
• Температурные пределы.
• Уровень мощности.
• Класс влаго- и пыленепроницаемости.

Также немаловажную роль при покупке играют геометрические размеры конструкции. В некоторых случаях гораздо проще разделить источники света на группы и каждую из них подключить к отдельному изделию. При выходе из строя одного из них остальные будут продолжать работать, обеспечивая стабильное освещение для всего помещения.

Нажимая кнопку, я принимаю соглашение о конфиденциальности и соглашаюсь с обработкой персональных данных.

Классификация и виды

Понижающие трансформаторы классифицируются по нескольким параметрам:

• по конструкции – электромагнитные и импульсные;
• по техническим характеристикам − электрическая мощность, максимально допустимая для подключения нагрузки;
• по виду исполнения – открытые или помещённые в защитный корпус;
• по типу использования – бытовые и промышленные.

Наиболее заметным отличием, определяющим возможности использования и применения понижающих трансформаторов напряжением 220/12 Вольт, является их конструкция.

Тороидальные (электромагнитные) модели

Трансформатор тороидальный (электромагнитный) 220 на 12 Вольт – это классический вариант подобных устройств. Конструкция электромагнитных моделей представляет собой сердечник, выполненный из специальных видов стали, на который намотаны первичная и вторичная обмотка. Преобразование электрической энергии происходит за счёт электромагнитной силы, образующейся в теле сердечника.

Достоинствами конструкции являются:

• надёжность;
• разнообразие моделей с различными техническими характеристиками и типами исполнения;
• относительно низкая стоимость.

К недостаткам можно отнести:

• большой вес;
• чувствительность к скачкам напряжения в электроснабжающей сети.

Электронные (импульсные) модели

Импульсные модели собираются из электронных компонентов, что значительно расширяет возможности понижающих трансформаторов данного типа.

Достоинствами электронных устройств являются:

• небольшие габаритные размеры и малый вес;
• устойчивость к перепадам напряжения в питающей сети;
• стабильность значений напряжения на выходе устройства;
• плавный старт при включении и высокие показатели коэффициента мощности.

Основой конструкции данного типа служит ферритовый сердечник с выполненной на нём электрической обмоткой, а также транзисторы, диоды и прочие электронные компоненты.

Для чего нужен трансформатор напряжения?

Трансформатор напряжения – универсальное устройство. Передает и распределяет энергию.

Используются в:

Какое освещение Вы предпочитаете

ВстроенноеЛюстра

• электроустановках;
• блоках питания;
• агрегатах передачи электроэнергии;
• устройствах обработки сигналов;
• источниках питания приборов.

Силовой трансформатор с большим напряжением применяется для:

• подачи энергии в электросети на электростанциях;
• повышения напряжения генератора, линии электропередач;
• снижения напряжения, доходящего до потребительского уровня.

Трехфазный прибор со специальной системой охлаждения используется в электросетях. Сердечник в составе – общий для всех 3-ех фаз.

Область применения сетевого трансформатора – источники электропитания, узлы электроприборов с разным напряжением. Импульсные агрегаты незаменимы для радиотехнических, электронных устройств. Сначала выпрямляют переменное напряжение в блоках питания. Далее за счет инвертора преобразуют высокочастотные импульсы, стабилизирующие постоянное напряжение.

Трансформаторы входят в состав многих схем питания для обеспечения минимального уровня высокочастотных помех. Например, разделительные установки предотвращают угрозу поражения электрическим током для человека. Ведь включение бытовых приборов в сеть через трансформатор становится безопасным.

Вторая цепь у прибора будет изолирована от контактов с землей, если конечно, речь идет о заземлении электрического оборудования. Измерительные силовые приборы применяются в схемах генераторов переменного тока. Количество фаз у генератора из трансформатора должно совпадать для достижения стабильного напряжения на выходе.

Согласующие трансформаторы незаменимы для электронных устройств с высоким входным сопротивлением и высокочастотных линий, но с разным сопротивлением нагрузки.

Устройство и принцип работы

Электронные и электромагнитные модели трансформаторов различаются как по своей конструкции, так и по принципу работы, поэтому следует их рассматривать раздельно:

• Трансформатор электромагнитный.

Как уже было написано выше, основой данной конструкции является тороидальный сердечник, изготовленный из электротехнической стали, на который намотаны первичная и вторичная обмотка. Между обмотками отсутствует электрический контакт, связь между ними осуществляется посредством электромагнитного поля, действие которого обусловлено явлением электромагнитной индукции. Схема понижающего электромагнитного трансформатора приведена на рисунке ниже, где:

• первичная обмотка подключается к сети напряжением 220 Вольт (U1 на схеме) и в ней протекает электрический ток «i1»;
• при подаче напряжения на первичную обмотку в сердечнике образуется электродвижущая сила (ЭДС);
• ЭДС создаёт на вторичной обмотке разность потенциалов (U2 на схеме) и как следствие − наличие электрического тока «i2» при подключённой нагрузке (Zн на схеме).

Электронная и принципиальная схема тороидального трансформатора
Заданное значение напряжения на вторичной обмотке создаётся путём намотки определённого количества витков провода на сердечник устройства.

• Трансформатор электронный.

В конструкции подобных моделей предусмотрено наличие электронных компонентов, посредством которых осуществляется преобразование напряжения. На приведённой ниже схеме напряжение электрической сети подаётся на вход устройства (INPUT), после чего посредством диодного моста оно преобразуется в постоянное, на котором работают электронные компоненты прибора.

Управляющий трансформатор намотан на ферритовом кольце (обмотки I, II и III), и именно его обмотки управляют работой транзисторов, а также обеспечивают связь с выводным трансформатором, выдающим преобразованное напряжение на выход устройства (OUTPUT). Кроме этого, в схеме присутствуют конденсаторы, обеспечивающие требующуюся форму выходного сигнала напряжения.

Приведённая схема электронного трансформатора может быть использована для подключения галогеновых ламп и прочих источников света, работающих на напряжении 12 Вольт.

Конструкция и принцип действия

Устройство всех типов (за исключением электронных трансформаторов) мало чем отличается. Главными рабочими элементами понижающих аппаратов являются магнитопроводы и катушки. Различия наблюдаются в конфигурации сердечников и в способах соединения обмоток.

Геометрические формы ферромагнетиков производитель выбирает исходя из целесообразности производства. Тип остова существенно не влияет на трансформацию. Критерии преобразования тока больше зависят от состава ферромагнетика и параметров обмоток.

Магнитная система понижающего трансформатора может иметь разные формы, определяемые способом расположения стержней:

• плоскую;
• пространственную;
• симметрическую форму;
• несимметрическую.

Напомним вкратце принцип действия понижающих трансформаторов.

Переменным током, попадающим на первичную катушку, возбуждается электромагнитная индукция. Переменное электромагнитное поле распространяется по всему магнитопроводу. Во вторичной катушке силами переменных магнитных полей возбуждается ЭДС.

Величина электродвижущей силы (а значит и разница потенциалов между катушками) определяется соотношением: U2/U1 = W2/W1 = k , где U – напряжение, аW – количество витков. Коэффициент трансформации k находится в пределах от 0 до 1. Чем ближе к нулю находится значение k, тем меньшее значение выходных напряжений. Конфигурация сердечника не влияет на работу трансформатора.

Напоследок заметим, что понижающий прибор легко превратить в повышающий трансформатор. Для этого достаточно изменить способ подключения понижающего аппарата: поменять местами первичную и вторичную катушки.Разумеется, нельзя вторичную катушку рассчитанную на 12 В подключать к сети на 220 В.

Основные технические характеристики

Технические характеристики определяют возможности использования понижающего трансформатора, а также условия его эксплуатации, что выражается в следующих показателях:

• номинальное первичное напряжение;
• номинальная мощность;
• режим и условия использования;
• степень защиты по ГОСТ 14254-96;
• материал корпуса (если таковой имеется).

Как выбрать трансформатор для люстры

Люстра – это тип подвесного светильника, в конструкции которого предусмотрена установка нескольких источников света (ламп). Если раньше в качестве источников света, устанавливаемых в люстры, были только лампы накаливания, то вопрос о выборе понижающего трансформатора для таких светотехнических изделий вообще не стоял. Сегодня, в связи с внедрением энергосберегающих технологий, всё большее распространение получают люстры, оснащаемые энергоэффективными источниками света. В этом случае вопрос о выборе трансформатора становится очень актуальным.

При выборе понижающего трансформатора, предназначенного для подключения галогенных или светодиодных ламп, следует обратить внимание на:

• номинальное напряжение, на которое рассчитаны устанавливаемые источники света;
• мощность всех установленных ламп, предусмотренных к размещению в одном светильнике, должна соответствовать номинальной мощности трансформатора.

Кроме этого, при выборе преобразователя напряжения необходимо обратить внимание на его вес и габаритные размеры, позволяющие разместить устройство в корпусе светильника (люстры).

Как подключить понижающий трансформатор

С подключением подобного оборудования не должно быть проблем, даже у человека, очень далёкого от электротехники. Причиной тому является маркировка, наносимая на корпусе понижающего трансформатора и указывающая, к каким клеммам следует присоединить провода от сети электроснабжения, а к каким – нагрузку. Фазный провод подключается к клемме «L» или «220», а нулевой – к «N» или «0», что зависит от вида маркировки, выбранного производителем.

Маркировка выводов первичной и вторичной обмотки на понижающем трансформаторе электронного типа, предназначенного для подключения источников света

Как проверить понижающий трансформатор

Для того чтобы проверить исправность и работоспособность понижающего трансформатора, понадобится мультиметр (тестер) – комбинированный электроизмерительный прибор. Если на трансформаторе отсутствует маркировка, то изначально определяются концы обеих обмоток. Для этого щупы тестера прикладываются к выводным клеммам (проводам) проверяемого устройства, при этом мультиметр используется в режиме измерения сопротивления. Когда концы обмоток обозначены, определяется, какая из них первичная, а какая − вторичная. Для этого изучаются значения сопротивлений в обмотках, в первичной оно будет больше, во вторичной – меньше.

При наличии большего количества обмоток работы выполняются аналогично, с той лишь разницей, что появляется необходимость в прозвонке большего количества выводов. Для проверки работоспособности на первичную обмотку подаётся напряжение, а ко вторичной подключается нагрузка в виде источника света соответствующего класса напряжения.

Статья по теме:

В публикации рассмотрим, как правильно пользоваться мультиметром, как устроен прибор, принцип работы, какие существуют разновидности, рекомендации специалистов.

Уравнения идеального трансформатора

В таком трансформаторе силовые линии проходят через все ветки первичной, вторичной обмотки. Значит, отсутствуют вихревые потоки и потери энергии. Магнитное поле изменяется, но порождает идентичную ЭДС во всех витках, поэтому становится прямо пропорциональным их общему числу.

Энергия при поступлении из первичной цепи трансформируется в магнитное поле, далее поступает во вторичной цепи.

Формула уравнения идеального трансформатора – P1 = I1 • U1 = P2 = I2 • U2:

• R1 – коэффициент поступающей мощности из первой цепи на трансформатор;
• R2 – коэффициент преобразованной мощности с поступлением во вторичную цепь.

Если повысить напряжение на концах вторичной обмотки, то снизится уровень тока первичной цепи. Согласно уравнению – U2/U1 = N2/N1 = I1/I2 преобразование сопротивления одной цепи к сопротивлению другой возможно только при умножении величины на квадрат отношения.

Изготовление понижающего трансформатора с 220 на 12 Вольт своими руками

В настоящее время в продаже можно найти любой понижающий трансформатор, отвечающий всем требованиям, предъявляемым к данному виду технических устройств. Тем не менее, людям, имеющим творческую жилку и желающим изготавливать всё своими руками, вполне доступно собрать понижающий трансформатор своими руками. Все работы по самостоятельному изготовлению подобного изделия можно разбить на несколько этапов: подготовительный, выполнение работ и проверка работоспособности.

Подготовительный этап

На этом этапе следует:

• определиться с типом собираемого аппарата – электромагнитный или электронный;
• определить технические параметры, необходимые для дальнейшего использования, – мощность и место установки, допустимые габаритные размеры и вес;
• рассчитать параметры первичной и вторичной обмотки, в случае изготовления электромагнитной модели;
• приобрести необходимые материалы и комплектующие.

При изготовлении электронного устройства необходимы навыки работы с паяльником и начальные знания в области электроники. В этом случае изначально выбирается схема устройства, и, соответственно, под неё готовятся электронные компоненты (транзисторы, конденсаторы и прочие). В случае изготовления электромагнитной модели сначала потребуется рассчитать обмотки собираемого прибора, после чего выполнять все остальные операции.

Для определения числа витков N1 в первичной обмотке необходимо воспользоваться формулой:

N1 = (40 – 60) / S, где

• S – сечение магнитопровода (сердечника) трансформатора, измеряется в см2;
• 40–60 – это показатель (константа), определяющий тип и качество сердечника.

Сечение сердечника определяется исходя из геометрических размеров используемых заготовок: окно, ширина и толщина щёк сердечника. Сечение провода в первичной обмотке должно соответствовать току, который будет протекать в ней при эксплуатации, что определяется величиной подключаемой нагрузки, в числовом выражении это определяется как:

I1 = P / U, где

• I1 – ток, протекающий в первичной обмотке;
• P – мощность подключаемой нагрузки;
• U – напряжение на первичной обмотке.

Соответственно, зная величину протекающего по проводам тока, можно выбрать их допустимое сечение, в соответствии с требованиями, регламентированными Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Аналогичным образом определяется и сечение провода для вторичной обмотки.

Количество витков в каждой из обмоток определяется по формуле:

W = U × (V / 10), где

• W – количество витков в обмотке;
• U – напряжение в обмотке трансформатора;
• V – частота электрического тока – 50 Гц.

Определившись с количеством витков, а значит, и с размерами сердечника, а также необходимой длиной и сечением провода в обеих обмотках, можно готовить необходимые материалы для выполнения работ:

• провод для обеих обмоток;
• сердечник – можно приобрести новый или использовать от бывшей в употреблении техники (телевизор, радиоприёмник и т.д.);
• изоляционные материалы (лента, бумага и прочие).

Кроме этого, можно изготовить намоточный станок, облегчающий изготовление обмоток, в случае варианта, когда обмотки выполняются в виде катушек, размещаемых на сердечнике.

Выполнение работ

Когда все подготовительные мероприятия выполнены, можно приступать к изготовлению и сборке трансформатора, в этом случае работы выполняются следующим образом:

Проверка работоспособности

Когда трансформатор собран, а все его узлы надёжно закреплены и заизолированы, необходимо проверить его работоспособность. Для этого на первичную обмотку подаётся напряжение 220 Вольт, а к вторичной подключается нагрузка, рассчитанная на работу на напряжении 12 Вольт.

В случае успешного испытания, собранное изделие помещается в подготовленный корпус или устанавливается в предназначенном для размещения место.

Сколько стоит и где купить понижающий трансформатор 220/12 Вольт – обзор цен

Цена на трансформаторы 220 на 12 Вольт зависит от их технических характеристик, назначения и степени защиты, а также места их реализации. Данные изделия можно купить в магазинах светотехники и электротехнических изделий, торговых сетях различного оборудования и строительных материалов, а также в сети Интернет.

В следующей таблице приведена стоимость различных моделей понижающих трансформаторов при реализации их через интернет-ресурсы, по состоянию на II квартал 2022 года.

трансформатор TDM SQ0360-0010
ЯТП-0,25

GALS ET-190K

GALS ET-190T

NT-EH-060-EN Navigator

NT-EH-105-EN Navigator

Наличие различных моделей, отличающихся по техническим характеристикам, размерам и условиям эксплуатации, позволяет выбрать понижающий трансформатор в соответствии с предъявляемыми к нему требованиями в разных ценовых диапазонах.

В настоящее время купить преобразователь напряжения не составляет труда, главное − сделать правильный выбор в многообразии предложений на рынке электротехнических изделий

Трансформаторы 220-110

Во многих странах мира, например в США, других странах Северной и Центральной Америки, в стандартной электросети напряжение не 220 Вольт, как у нас, а всего лишь 110-120. Понятно, что их электроприборы в нашу сеть напрямую включать нельзя. Впрочем, если наши приборы включать в их сеть, тоже ничего хорошего не получится. Здесь нужен трансформатор 220-110

, который изменит величину напряжения до нужного значения. В США номинальное напряжение сети 120 Вольт при частоте 60 Гц. В нашей сети частота 50 Гц, и для питания американской аппаратуры на такой частоте оптимальным напряжением будет не 120, а 110 Вольт, особенно это касается электроприборов, содержащих электродвигатели, силовые трансформаторы и другие индуктивные элементы, работающие на сетевом напряжении. Устройствам же, содержащим импульсные блоки питания, такое снижение напряжения совершенно не критично, они прекрасно себя чувствуют и при 100, и при 130 Вольтах. Поэтому общепринято для питания американского оборудования у нас использовать преобразователи 220-110, понижающие напряжение с 220 до 110 Вольт. Через эти же трансформаторы 220-110, включенные «наоборот», можно питать наши электроприборы от сети 110-120 Вольт. На производстве таких трансформаторов 220-110 специализируются некоторые китайские производители. Из многих китайских брендов стоит выделить такие фирмы, как ELECA, JOHSUN, DAYTON. Самыми лучшими из китайских преобразователей 220-110 являются
трансформаторы JOHSUN
, следущими идут
трансформаторы ELECA
и потом уже
трансформаторы DAYTON
. Все трансформаторы 220-110 китайского производства достаточно дешевы, благодаря использованию сборных сердечников из штампованных пластин и алюминиевых обмоток. Но такие сердечники при работе издают характерный звук, а в алюминиевых обмотках потерь больше, чем в медных. Поэтому советуем остановить свой выбор на
трансформаторах TOROID
польского производства. Эти трансформаторы 220-110 собраны на кольцеобразном сердечнике из высококачественной трансформаторной стали. Обмотки этих трансформаторов медные с высокопрочной изоляцией.
Трансформаторы TOROID
изготавливаются как двухобмоточные (разделительные), так и однообмоточные (
автотрансформаторы
).
Разделительные трансформаторы 220-110
предпочтительны в тех случаях, когда предъявляются повышенные требования к безопасности, а в большинстве случаев подойдут более дешевые и легкие
автотрансформаторы 220-110
. Модельный ряд трансформаторов TOROID охватывает диапазон мощностей от 50 до 8000 ВА.
Преобразователи TOROID
очень удобны в использовании, устройство находится в симпатичном пластиковом (модели до 300Ва) или металлическом корпусе, на котором установлены розетки американского стандарта, поэтому дополнительно
переходник для розетки
не понадобится. Безукоризненное качество и надежность, проверенная временем — это трансформаторы TOROID.