Как найти первичную обмотку трансформатора мультиметром

Первое, что надо сделать, это взять листок бумаги, карандаш и мультиметр. Пользуясь всем этим, прозвонить обмотки трансформатора и зарисовать на бумаге схему. При этом должно получиться что-то очень похожее на рисунок 1.

Выводы обмоток на картинке следует пронумеровать. Возможно, что выводов получится намного меньше, в самом простейшем случае всего четыре: два вывода первичной (сетевой) обмотки и два вывода вторичной. Но такое бывает не всегда, чаще обмоток несколько больше.

Некоторые выводы, хотя они и есть, могут ни с чем не «звониться». Неужели эти обмотки оборваны? Вовсе нет, скорей всего это экранирующие обмотки, расположенные между другими обмотками. Эти концы, обычно, подключают к общему проводу – «земле» схемы.

Поэтому, желательно на полученной схеме записать сопротивления обмоток, поскольку главной целью исследования является определение сетевой обмотки. Ее сопротивление, как правило, больше, чем у других обмоток, десятки и сотни Ом. Причем, чем меньше трансформатор, тем больше сопротивление первичной обмотки: сказывается малый диаметр провода и большое количество витков. Сопротивление понижающих вторичных обмоток практически равно нулю – малое количество витков и толстый провод.

Рис. 1. Схема обмоток трансформатора (пример)

Предположим, что обмотку с наибольшим сопротивлением найти удалось, и можно считать ее сетевой. Но сразу включать ее в сеть не надо. Чтобы избежать взрывов и прочих неприятных последствий, пробное включение лучше всего произвести, включив последовательно с обмоткой, лампочку на 220В мощностью 60…100Вт, что ограничит ток через обмотку на уровне 0,27…0,45А.

Мощность лампочки должна примерно соответствовать габаритной мощности трансформатора. Если обмотка определена правильно, то лампочка не горит, в крайнем случае, чуть теплится нить накала. В этом случае можно почти смело включать обмотку в сеть, для начала лучше через предохранитель на ток не более 1…2А.

Если лампочка горит достаточно ярко, то это может оказаться обмотка на 110…127В. В этом случае следует прозвонить трансформатор еще раз и найти вторую половину обмотки. После этого соединить половины обмоток последовательно и произвести повторное включение. Если лампочка погасла, то обмотки соединены правильно. В противном случае поменять местами концы одной из найденных полуобмоток.

Итак, будем считать, что первичная обмотка найдена, трансформатор удалось включить в сеть. Следующее, что потребуется сделать, измерить ток холостого хода первичной обмотки. У исправного трансформатора он составляет не более 10…15% от номинального тока под нагрузкой. Так для трансформатора, данные которого показаны на рисунке 2, при питании от сети 220В ток холостого хода должен быть в пределах 0,07…0,1А, т.е. не более ста миллиампер.

Рис. 2. Трансформатор ТПП-281

Как измерить ток холостого хода трансформатора

Ток холостого хода следует измерить амперметром переменного тока. При этом в момент включения в сеть выводы амперметра надо замкнуть накоротко, поскольку ток при включении трансформатора может в сто и более раз превышать номинальный. Иначе амперметр может просто сгореть. Далее размыкаем выводы амперметра и смотрим результат. При этом испытании дать поработать трансформатору минут 15…30, и убедиться, что заметного нагрева обмотки не происходит.

Следующим шагом следует замерить напряжения на вторичных обмотках без нагрузки, — напряжение холостого хода. Предположим, что трансформатор имеет две вторичные обмотки, и напряжение каждой из них 24В. Почти то, что надо для рассмотренного выше усилителя. Далее проверяем нагрузочную способность каждой обмотки.

Для этого надо к каждой обмотке подключить нагрузку, в идеальном случае лабораторный реостат, и изменяя его сопротивление добиться, чтобы напряжение на обмотке упало на 10-15%%. Это можно считать оптимальной нагрузкой для данной обмотки.

Вместе с измерением напряжения производится замер тока. Если указанное снижение напряжения происходит при токе, например 1А, то это и есть номинальный ток для испытуемой обмотки. Измерения следует начинать, установив движок реостата R1 в правое по схеме положение.

Рисунок 3. Схема испытания вторичной обмотки трансформатора

Вместо реостата в качестве нагрузки можно использовать лампочки или кусок спирали от электрической плитки. Начинать измерения следует с длинного куска спирали или с подключения одной лампочки. Для увеличения нагрузки можно постепенно укорачивать спираль, касаясь ее проводом в разных точках, или увеличивая по одной количество подключенных ламп.

Для питания усилителя требуется одна обмотка со средней точкой (см. статью «Трансформаторы для УМЗЧ»). Соединяем последовательно две вторичные обмотки и измеряем напряжение. Должно получиться 48В, точка соединения обмоток будет средней точкой. Если в результате измерения на концах соединенных последовательно обмоток напряжение будет равно нулю, то концы одной из обмоток следует поменять местами.

В этом примере все получилось почти удачно. Но чаще бывает, что трансформатор приходится перематывать, оставив только первичную обмотку, что уже почти половина дела. Как рассчитать трансформатор это тема уже другой статьи, здесь было рассказано лишь о том, как определить параметры неизвестного трансформатора.

Источник: electrik.info

В современной технике трансформаторы применяют довольно часто. Эти приборы используются, чтобы увеличивать или уменьшать параметры переменного электрического тока. Трансформатор состоит из входной и нескольких (или хотя бы одной) выходных обмоток на магнитном сердечнике. Это его основные компоненты. Случается, что прибор выходит из строя и возникает необходимость в его ремонте или замене. Установить, исправен ли трансформатор, можно при помощи домашнего мультиметра собственными силами. Итак, как проверить трансформатор мультиметром?

Основы и принцип работы

Сам по себе трансформатор относится к элементарным устройствам, а принцип его действия основан на двустороннем преобразовании возбуждаемого магнитного поля. Что характерно, индуцировать магнитное поле можно исключительно при помощи переменного тока. Если приходится работать с постоянным, вначале его надо преобразовывать.

На сердечник устройства намотана первичная обмотка, на которую и подается внешнее переменное напряжение с определенными характеристиками. Следом идут она или несколько вторичных обмоток, в которых индуцируется переменное напряжение. Коэффициент передачи зависит от разницы в количестве витков и свойств сердечника.

Принцип работы и назначение

Основным назначением трансформатора является преобразование или понижение электрического напряжения. В зависимости от конструкции и назначения, трансформаторы изменяют классность токов, напряжение, или преобразуют импульс в необходимое значение.

В работу трансформатора заложен принцип образования магнитного поля при взаимодействии металлического сердечника и постоянного напряжения. При подключении напряжения в 220 В, ток движется по первичной обмотке трансформатора, образуя магнитное поле. Далее ток попадает во вторичную обмотку, число и шаг которой намного меньше. Создается сильное сопротивление, которое сглаживается за счет воздействия магнитных потоков. Таким образом, во вторичной обмотке, напряжение сильно занижается, что приводит к выходному напряжению более низкого числа.

Разновидности

Сегодня на рынке можно найти множество разновидностей трансформатора. В зависимости от выбранной производителем конструкции могут использоваться разнообразные материалы. Что касается формы, она выбирается исключительно из удобства размещения устройства в корпусе электроприбора. На расчетную мощность влияет лишь конфигурация и материал сердечника. При этом направление витков ни на что не влияет – обмотки наматываются как навстречу, так и друг от друга. Единственным исключением является идентичный выбор направления в случае, если используется несколько вторичных обмоток.

Для проверки подобного устройства достаточно обычного мультиметра, который и будет использоваться, как тестер трансформаторов тока. Никаких специальных приборов не потребуется.

Порядок проверки

Проверка трансформатора начинается с определения обмоток. Сделать это можно при помощи маркировки на устройстве. Должны быть указаны номера выводов, а также обозначения их типа, что позволяет установить больше информации по справочникам. В отдельных случаях имеются даже поясняющие рисунки. Если же трансформатор установлен в какой-то электронный прибор, то прояснить ситуацию сможет принципиальная электронная схема этого прибора, а также подробная спецификация.

Итак, когда все выводы определены, приходит черед тестера. С его помощью можно установить две наиболее частые неисправности – замыкание (на корпус или соседнюю обмотку) и обрыв обмотки. В последнем случае в режиме омметра (измерения сопротивления) перезваниваются все обмотки по очереди. Если какое-то из измерений показывает единицу, то есть бесконечное сопротивление, то налицо обрыв.

Здесь имеется важный нюанс. Проверять лучше на аналоговом приборе, так как цифровой может выдавать искаженные показания из-за высокой индукции, что особенно характерно для обмоток с большим числом витков.

Проверка

Проверка трансформатора на работоспособность и величину выходного напряжения необходимо начинать с визуального осмотра. На корпусе многих современных и элементах старого производства, нанесена принципиальная схема. В ней находится информация о контактах входа и выхода, количество витков первичной и вторичной обмотки, величины выходных напряжений. Если этой информации нет, необходимо прозвонить трансформатор.

Многие начинающие радиолюбители сталкиваются с проблемой, как прозвонить импульсный трансформатор мультиметром. Далее будут даны рекомендации на примере именно этого устройства.

Межвитковое короткое замыкание

Самый важный тест. Запрещается проводить подключение неизвестных, найденных где — то трансформаторов, без теста на короткое замыкание. Межвитковое замыкание не определяется при помощи мультиметра. Причина этого кроется в пробое двух рядом стоящих обмоток и их соединении между собой.

При прозвонке на сопротивление, оно останется неизменным (если до КЗ нет обрыва). Поэтому проверяется трансформатор визуально. Любые потемнения, вспучивания, плавления изоляции или нагар на бумаге можно считать следствием короткого замыкания. Плавление и нагар произошли из-за нагрева обмотки при нагрузке. При межвитковом замыкании первичной обмотки, ток проходит меньшее количество витков, что создает нагрузку и нагрев. Также КЗ можно определить по запаху гари.

Если внешне устройство не имеет дефектов изоляционного покрытия, можно начинать следующую проверку.

Поиск обмоток

Этот тест необходим, если элемент был изначально не подключен к электрической схеме прибора или устройства. Первичная обмотка трансформатора, имеет большее число витков, так как на нее подается высокое напряжение. Значит и сопротивление должно быть значительно больше. Вход первичной обмотки всегда располагается в верхней части устройства, клеммы вторичной в нижней. Для поиска необходимо:

Далее нужно найти выходы вторичных катушек. Делается это по тому же принципу. Если выходов более 2, то необходимо провести замер каждой пары. Полученные значения также сохраняются.

Теперь необходимо провести сверку результатов. Выводы с самым большим сопротивлением укажут на первичную обмотку входа. Остальные пары будут являться выходными контактами.

Целостность

Определение целостности необходимо для того чтобы узнать, нет ли обрыва в цепи трансформатора. Предыдущая проверка помогла выяснить, какие контакты являются входящими и выходящими. Теперь нужно определить их целостность. Для этого нужно:

Тепловой резистор необходим для отключения цепи во время перегрева. Он может выйти из строя по причине высокой нагрузки, не пропустив в цепь высокое напряжение.

Определение величины входящего напряжения

Этот тест поможет узнать, можно ли эксплуатировать элемент от бытовой электрической сети или он рассчитан на напряжения других значений. Для определения величины тока необходимо:

Если лампа не загорается, то это указывает на то, что трансформатор предназначается для работы от сети 220 вольт. Горение лампы любой величины накала, укажет на работу от токов иных величин.

Замер выходящего напряжения

После проведения всех тестов, на целостность импульсного трансформатора, можно перейти к его подключению к электрическому напряжению и замеру выходного напряжения. Для этого нужно:

Если на корпусе трансформатора нанесены обозначения величины выходящих напряжений, то при замере они должны быть больше на 5–20 %. Это делается для запаса мощности, при последующем подключении к диодному мосту.

Определение межвиткового замыкания

Другой частой поломкой трансформаторов является межвитковое замыкание. Проверить импульсный трансформатор на предмет подобной неисправности с одним лишь мультиметром практически нереально. Однако, если привлечь обоняние, внимательность и острое зрение, задача вполне может решиться.

Немного теории. Проволока на трансформаторе изолируется исключительно собственным лаковым покрытием. Если имеет место пробой изоляции, сопротивление межу соседними витками остается, в результате чего место контакта нагревается. Именно поэтому первым делом следует тщательно осмотреть прибор на предмет появления потеков, почернений, подгоревшей бумаги, вздутий и запаха гари.

Далее стараемся определить тип трансформатора. Как только это получается, по специализированным справочникам можно посмотреть сопротивление его обмоток. Далее переключаем тестер в режим мегаомметра и начинаем измерять сопротивление изоляции обмоток. В данном случае тестер импульсных трансформаторов – это обычный мультиметр.

Каждое измерение следует сравнить с указанным в справочнике. Если имеет место расхождение более чем на 50%, значит, обмотка неисправна.

Если же сопротивление обмоток по тем или иным причинам не указано, в справочнике обязательно должны быть приведены иные данные: тип и сечение провода, а также количество витков. С их помощью можно вычислить желаемый показатель самостоятельно.

Проверка бытовых понижающих устройств

Следует отметить момент проверки тестером-мультиметром классических трансформаторов понижения. Найти их можно практически во всех блоках питания, которые понижают входящее напряжение с 220 Вольт до выходящего в 5-30 Вольт.

Первым делом проверяется первичная обмотка, на которую подается напряжение в 220 Вольт. Признаки неисправности первичной обмотки:

• малейшая видимость дыма;
• запах гари;
• треск.

В этом случае следует сразу прекращать эксперимент.

Если же все нормально, можно переходить к измерению на вторичных обмотках. Прикасаться к ним можно только контактами тестера (щупами). Если полученные результаты меньше контрольных минимум на 20%, значит обмотка неисправна.

К сожалению, протестировать такой токовый блок можно только в тех случаях, если имеется полностью аналогичный и гарантированно рабочий блок, так как именно с него и будут собираться контрольные данные. Также следует помнить, что при работе с показателями порядка 10 Ом некоторые тестеры могут искажать результаты.

Измерение тока холостого хода

Если все тестирования показали, что трансформатор полностью исправен, не лишним будет провести еще одну диагностику – на ток трансформатора холостого хода. Чаще всего он равняется 0,1-0,15 от номинального показателя, то есть тока под нагрузкой.

Для проведения проверки измерительный прибор переключают в режим амперметра. Важный момент! Мультиметр к испытуемому трансформатору следует подключать замкнутым накоротко.

Это важно, потому что во время подачи электроэнергии на обмотку трансформатора сила тока возрастает до нескольких сот раз в сравнении с номинальным. После этого щупы тестера размыкаются, и на экране отображаются показатели. Именно они и отображают величину тока без нагрузки, тока холостого хода. Аналогичным образом производится измерение показателей и на вторичных обмотках.

Для измерения напряжения к трансформатору чаще всего подключают реостат. Если же его под рукой нет, в ход может пойти спираль из вольфрама или ряд лампочек.

Для увеличения нагрузки увеличивают количество лампочек или же сокращают количество витков спирали.

Как можно видеть, для проверки даже не потребуется никакой особый тестер. Подойдет вполне обычный мультиметр. Крайне желательно иметь хотя бы приблизительное понятие о принципах работы и устройстве трансформаторов, но для успешного измерения достаточно всего лишь уметь переключать прибор в режим омметра.

Источник: evosnab.ru

Простые способы вычисления мощности силового трансформатора

С мощностью понижающего трансформатора дела обстоят немного сложнее, но некоторые простые методики, все же, есть. Самый доступный способ определить эту характеристику – измерение диаметра проволоки во вторичной обмотке. Для этого понадобится штангенциркуль, калькулятор и нижеприведенная информация. Сначала измеряется диаметр проволоки. Для примера возьмем значение в 1,5 мм. Теперь нужно вычислить сечение проволоки. Для этого необходимо половину диаметра (радиус) возвести в квадрат и умножить на число «пи». Для нашего примера сечение будет около 1,76 квадратных миллиметров. Далее для расчета понадобится общепринятое значение плотности тока на квадратный миллиметр проводника. Для бытовых понижающих трансформаторов это 2,5 ампера на миллиметр квадратный. Соответственно, по второй обмотке нашего образца сможет «безболезненно» протекать ток силой около 4,3 А. Теперь берем вычисленное ранее напряжение вторичной обмотки, и умножаем его на полученный ток. В результате получим примерное значение мощности нашего трансформатора. При 12 В и 4,3 А этот параметр будет в районе 50 Вт. Мощность «безымянного» трансформатора можно определить еще несколькими способами, однако, они более сложные. Желающие смогут найти информацию о них в Сети. Мощность узнается по сечению окон трансформатора, с помощью программ расчета, а также по номинальной рабочей температуре.

Как подключить неизвестный трансформатор к сети

Прежде чем подключать трансформатор к сети,нужно определить первичную обмотку трансформатора, прозвонить его первичные и вторичные обмотки омметром.

У понижающих трансформаторов сопротивление сетевой обмотки намного больше, чем сопротивление вторичных обмоток и может отличаться в сто раз.

Первичных (сетевых) обмоток может быть несколько, либо единственная обмотка может иметь отводы, если трансформатор универсальный и рассчитан на использование при разных напряжениях сети.

В двух каркасных трансформаторах на стержневых магнитопроводах, первичные обмотки распределены по обоим каркасам.

защищен предохранителем

При пробном включении трансформаторов можно воспользоваться приведённой схемой. При неправильном определение первичного напряжения трансформатора, предохранитель FU защитит сеть от короткого замыкания, а трансформатор от повреждения.

Видео: Простой способ диагностики силового трансформатор

Когда неизвестен тип силового трансформатора, тем более мы не знаем его паспортных данных, на помощь приходит обыкновенный стрелочный тестер и не хитрое приспособление в лице лампы накаливания.

Что такое трансформатор и как его проверить

Без этого электротехнического устройства потребители электроэнергии не смогли бы заряжать автомобильные аккумуляторы, подключать энергосберегающие источники света. Электротехническое изделие понижает стационарное напряжение до требуемого уровня. Прибор изготовлен на базе электромагнитной индукции. Продается в специализированных стационарных торговых предприятиях, интернет-магазинах. Понижающий трансформатор с на 12 вольт покупают водители, дачники, владельцы загородных домов, коттеджей для устройства внутридомовой низковольтной осветительной сети.

Как подобрать предохранитель для трансформатора

Рассчитываем ток предохранителя обычным способом:

I – ток, на который рассчитан предохранитель (Ампер), P – габаритная мощность трансформатора (Ватт), U – напряжение сети (

Ближайшее значение – 0,25 Ампер.

определение первичного напряжения трансформатора

Схема измерения тока Холостого Хода (ХХ) трансформатора. Ток ХХ трансформатора обычно замеряют, чтобы исключить наличие короткозамкнутых витков или убедится в правильности подключения первичной обмотки.

При замере тока ХХ, нужно плавно поднимать напряжение питания. При этом ток должен плавно возрастать. Когда напряжение превысит 230 Вольт, ток обычно начинает возрастать более резко. Если ток начинает резко возрастать при напряжении значительно меньшем, чем 220 Вольт, значит, либо Вы неправильно выбрали первичную обмотку, либо она неисправна.

Ориентировочные токи ХХ трансформаторов в зависимости от мощности. Нужно добавить, что токи ХХ трансформаторов даже одной и той же габаритной мощности могут очень сильно отличаться. Чем более высокие значения индукции заложены в расчёт, тем больше ток ХХ.

Схема подключения, при определения количества витков на вольт.

Можно подобрать готовый трансформатор из числа унифицированных типа ТН, ТА, ТНА, ТПП и других. А если Вам необходимо намотать или перемотать трансформатор под нужное напряжение, что тогда делать?

Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор от старого телевизора, к примеру, трансформатор ТС-200 и ему подобные.

Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока, но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку.

Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт?

Для этого необходим ЛАТР, мультиметр (тестер) и прибор измеряющий переменный ток — амперметр. Наматываем по вашему усмотрению обмотку поверх имеющейся, диаметр провода любой, для удобства можем намотать и просто монтажным проводом в изоляции.

Какие функции выполняет трансформатор?

Главная функция трансформаторов состоит в понижении или повышении напряжения подаваемого на них тока. Эти устройства находят широкое применение в высоковольтных сетях, которые доставляют электричество от места его выработки до конечного потребителя.

В современном домашнем хозяйстве трудно обойтись без трансформатора тока. Данные устройства используются во всех типах техники, начиная от холодильника и заканчивая компьютером.

Еще недавно размеры и вес бытовой техники часто определялись именно параметрами трансформатора, ведь основное правило заключалось в том, что чем выше мощность преобразователя тока, тем он больше и тяжелее. Чтобы увидеть это, достаточно просто сравнить между собой два типа зарядных устройств. Трансформаторы от старого мобильного телефона и современного смартфона или планшета. В первом случае перед нами будет небольшое, но увесистое приспособление для зарядки, которое заметно греется и часто выходит из строя. Импульсные трансформаторы отличаются бесшумной работой, компактностью и высокой надежностью. Принцип их действия заключается в том, что переменное напряжение сначала поступает на выпрямитель и преобразовывается в высокочастотные импульсы, которые подаются на небольшой трансформатор.

В условиях проведения ремонта техники дома часто возникает потребность самостоятельной намотки катушки трансформатора. Для этого используют сборные сердечники, которые состоят из отдельных пластин. Детали соединяются между собой посредством замка, образовывая жесткую конструкцию. Обмотка проводом производится при помощи самодельного устройства, которое работает по принципу коловорота.

Создавая такой трансформатор, следует помнить: чем плотнее и аккуратнее намотана проволока, тем меньше проблем будет возникать с эксплуатацией такого устройства.

Витки отделяются друг от друга одинарным слоем бумаги, промазанной клеем, а первичная обмотка отделяется от вторичной промежутком из 4-5 слоев бумаги. Такая изоляция обеспечит защиту от пробоев и короткого замыкания. Правильно собранный трансформатор гарантирует стабильность работы техники, отсутствие назойливого гула и перегревов.

Формула для расчета витков трансформатора

P=U2*I2 (мощность трансформатора)

Sсерд(см2)= √ P(ва) N=50/S

I1(a)=P/220 (ток первичной обмотки)

W1=220*N (количество витков первичной обмотки)

W2=U*N (количество витков вторичной обмотки)

D1=0,02*√i1(ma) D2=0,02*√i2(ma) K=Sокна/(W1*s1+W2*s2)

50/S — это эмпирическая формула, где S — площадь сердечника трансформатора в см2 (ширину х толщину), считается, что она справедлива до мощности порядка 1кВт. Измерив площадь сердечника, прикидываем сколько надо витков намотать на 10 вольт, если это не очень трудно, не разбирая трансформатора наматываем контрольную обмотку через свободное пространство (щель).

Подключаем лабораторный автотрансформатор к первичной обмотке и подаёте на неё напряжение, последовательно включаем контрольный амперметр, постепенно повышаем напряжение ЛАТР-ом, до начала появления тока холостого хода.

Если вы планируете намотать трансформатор с достаточно «жёсткой» характеристикой, к примеру, это может быть усилитель мощности передатчика в режиме SSB, телеграфном, где происходят довольно резкие броски тока нагрузки при высоком напряжении ( 2500 -3000 в), например, тогда ток холостого хода трансформатора устанавливаем порядка 10% от максимального тока, при максимальной нагрузке трансформатора. Замерив полученное напряжение, намотанной вторичной контрольной обмотки, делаем расчет количества витков на вольт.

Как прозвонить трансформатор или как определить обмотки трансформатора.

16 Фев 2016г | Раздел: Радио для дома

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. На первых порах занятий радиоэлектроникой у начинающих радиолюбителей, да и не только у радиолюбителей, возникает очень много вопросов, связанных с прозвонкой или определением обмоток трансформатора. Это хорошо, если у трансформатора всего две обмотки. А если их несколько, да и еще у каждой обмотки несколько выводов. Тут просто караул кричи. В этой статье я расскажу Вам, как можно определить обмотки трансформатора визуальным осмотром и с помощью мультиметра.

Как Вы знаете, трансформаторы предназначены для преобразования

переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины. Самый обычный трансформатор имеет одну
первичную
и одну
вторичную
обмотки. Питающее напряжение подается на первичную обмотку, а ко вторичной обмотке подключается нагрузка. На практике же большинство трансформаторов может иметь несколько обмоток, что и вызывает затруднение в их определении.

Наиболее важные параметры силовых трансформаторов

Что же нужно знать о трансформаторе, чтобы корректно и, самое главное, безопасно использовать его в своих целях? Чаще всего это ремонт какой-либо бытовой техники или изготовление собственных поделок, питающихся невысоким напряжением. А знать о лежащем перед нами трансформаторе нужно следующее:

1. На какие выводы подавать сетевое питание (230 вольт)?
2. С каких выводов снимать пониженное напряжение?
3. Каким оно будет (12 вольт, 24 или другим)?
4. Какую мощность сможет выдать трансформатор?
5. Как не запутаться, если обмоток, а соответственно, и попарных выводов – несколько?

Все эти характеристики вполне реально вычислить даже тогда, когда нет абсолютно никакой информации о марке и модели силового трансформатора. Для выполнения работы понадобятся простейшие инструменты и расходные материалы:

• мультиметр с функциями омметра и вольтметра;
• паяльник;
• изолента или термоусадочная трубка;
• сетевая вилка с проводом;
• пара обычных проводов;
• лампа накаливания;
• штангенциркуль;
• калькулятор.

Еще понадобится какой-либо инструмент для зачистки проводов и минимальный набор для пайки – припой и канифоль.

Определение обмоток визуальным осмотром.

При визуальном осмотре трансформатора обращают внимание на его внешний защитный слой изоляции, потому как у некоторых моделей на внешнем слое изображают электрическую схему с обозначением всех обмоток и выводов; у некоторых моделей выводы обмоток только маркируют цифрами. Также можно встретить старые отечественные трансформаторы, на внешнем слое которых указывают маркировку в виде цифрового кода, по которому в справочниках для радиолюбителей есть вся информация о конкретном трансформаторе.

Если трансформатор попался без опознавательных знаков, то обращают внимание на диаметр обмоточного провода, которым намотаны обмотки. Диаметр провода можно определить по выступающим выводам концов обмоток, выпущенных для закрепления на контактных лепестках, расположенных на элементах каркаса трансформатора. Как правило, первичную обмотку мотают проводом меньшего сечения, по отношению к вторичной. Диаметр провода вторичной обмотки всегда больше.

Исключением могут быть повышающие трансформаторы, работающие в схемах преобразователей напряжения и тока. Их первичная обмотка выполнена толстым проводом, так как генерирует высокое напряжение во вторичной обмотке. Но такие трансформаторы встречаются очень редко.

При изготовлении трансформаторов первичную обмотку, как правило, мотают первой. Ее легко определить по выступающим концам выводов обмотки, расположенных ближе к магнитопроводу. Вторичную обмотку наматывают поверх первичной, и поэтому концы ее выводов расположены ближе к внешнему слою изоляции.

В некоторых моделях сетевых трансформаторов, используемых в блоках питания бытовой радиоаппаратуры, обмотки располагают на пластмассовом каркасе, разделенном на две части: в одной части находится первичная обмотка, а в другой вторичная. К выводам первичной обмотки припаивают гибкий монтажный провод, а выводы вторичной обмотки оставляют в виде обмоточного провода.

Схемы подключения трансформаторов напряжения

Общие сведения

Трансформаторами напряжения, как правило, называют разновидность трансформаторов, которые предназначены не для передачи мощности, а для гальванического разделения высоковольтной стороны от низковольтной.

Такие трансформаторы предназначены для питания измерительных и управляющих приборов. На «высокой» стороне различных трансформаторов напряжения, естественно, напряжение может быть разным, это и 6000, и 35000 вольт и даже много более, а вот на «низкой» стороне (на вторичной обмотке) оно не превышает 100 вольт.

Это очень удобно для унификации приборов управления. Если делать измерительные приборы и приборы управления, а это в основном реле, на высокое напряжение, то они, во-первых, будут очень большими, а во-вторых, очень опасными в обслуживании.

Коэффициент трансформации указан на самом трансформаторе и может выглядеть как Кu = 6000/100, либо просто 35000/100. Разделив одно число на другое, получим в первом случае этот коэффициент 60, во втором 350.

Данные трансформаторы бывают как «сухие», в которых в качестве изоляции используется электрокартон. Они применяются, обычно, для напряжений до 1000 вольт. Пример НОС-0,5. Где, Н означает напряжение, имеется ввиду трансформатор напряжения, О – однофазный, С – сухой, 0,5 – 500 вольт (0,5кВ). А так же масляные: НТМИ, НОМ, 3НОМ, НТМК, в которых масло играет роль, как изолятора, так и охладителя. И литые, если быть точным, то с литой изоляцией (3НОЛ – трехобмоточный трансформатор напряжения однофазный с литой изоляцией), в которых все обмотки и магнитопровод залиты эпоксидной смолой.

Устройство трансформаторов напряжения

Как и все трансформаторы, как это было сказано выше, данный тип трансформаторов имеют как первичные обмотки (высоковольтные), так и вторичные (низковольтные). Различают однофазные и трехфазные трансформаторы напряжения.

В каждом из них имеется магнитопровод, к которому предъявляются довольно высокие требования. Дело в том, что чем больше рассеивание магнитного потока в таком трансформаторе, тем больше погрешность измерения. Кстати. В зависимости от погрешности различают трансформаторы по классу точности различаются (0,2; 0,5; 1; 3). Чем выше число, тем больше погрешность измерений.

К примеру, трансформатор с классом точности 0,2 может допустить погрешность не выше 0,2% от измеряемой величины напряжения, а, соответственно, класса точности 3 – не более 3%.

Обозначения на схемах и натуральное исполнение бывает сильно отличаются друг от друга.

Однофазный двухобмоточный трансформатор представлен на рисунке, так, как он выглядит на самом деле.

На схемах он обозначается как:

Обратите внимание, трансформатор понижающий, во вторичной обмотке меньше витков, чем в первичной, и это отражено визуально на схеме в данном случае, хотя это и не всегда делается. Кроме того, начала и концы обмоток обозначены на схеме и на самом трансформаторе. Первичные обмотки обозначаются большими (прописными) буквами AиX. Вторичные – малыми (строчными) буквами a и x.

Существуют и трехобмоточные однофазные трансформаторы, у которых две вторичных обмотки. Одна из которых является основной, а вторая дополнительной. Дополнительная обмотка служит для контроля изоляции и имеет аббревиатуру КИЗ. Маркировка выводов этой обмотки следующая ад — начало обмотки, хд — конец обмотки.

Трехфазные трансформаторы выпускаются с двумя типами магнитопроводов: трехстержневые и пятистержневые.

Начала и концы здесь обозначаются несколько по-другому. На первичных обмотках начала обозначаются буквами A, B иC согласно фазам к которым они будут подключаться, а концы буквами X,Y и Z. Вторичные обмотки, соответственно, малыми буквами a,b,cи x,y,z.

Магнитные потоки создаваемые катушками AX, BY, CZ компенсируют друг друга при нормальных условиях работы. Но вот в случае пробоя одной из фаз на землю в стержнях магнитопровода создается слишком большой дисбаланс и часть потока будет закольцовываться через воздух, что создает сильный нагрев трансформатора из-за повышения номинального тока в обмотках. Дополнительные стержни, как раз и призваны взять на себя образовавшиеся разбалансированные потоки и не допустить перегрева трансформатора. При этом в нем наматываются дополнительные обмотки, но об этом несколько позже.

Схемы соединений обмоток трансформаторов напряжения

Самым простым способом измерения межфазного напряжения является включение однофазного двухобмоточного трансформатора напряжения по схеме представленной на рисунке слева.

При этом на концах вторичной обмотки имеем напряжение соответствующее межфазному ВС, но уменьшенное с учетом коэффициента трансформации.

Все три межфазных напряжения можно измерять при помощи двух однофазных трансформатора подключенных определенным способом.

В трехфазных трансформаторах первичные обмотки всегда подключается по схеме «звезда».

Вторичные обмотки могут подключаться как по схеме «звезда» так и по схеме «треугольник».

При верхнем подключении на точках вывода вторичной обмотки мы имеем возможность измерения межфазных напряжений. При нижнем подключении, по схеме так называемого разомкнутого треугольника, мы можем выявить факт короткого замыкания или обрыва провода в одной их фаз на высокой стороне. Выводы при этом маркируются 01 и 02, поскольку при нормальных условиях работы между этими точками нет напряжения.

Для подключения реле защиты применяются, как уже было сказано выше дополнительные обмотки в трехобмоточных трансформаторах напряжения. Пот пример подключения таких трансформаторов в трехфазную сеть. При этом концы обмоток заземляются как в первичной, так и во вторичной обмотке.

Вот еще несколько вариантов подключения однофазных трансформаторов для измерения межфазных и фазных напряжений, а так же для питания аппаратуры управления.

Более сложные варианты подключения трансформаторов напряжения, содержащих большее количество обмоток изучается в специальном курсе электротехники.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Определение обмоток по сопротивлению.

Когда предварительный анализ обмоток произведен, необходимо убедиться в правильности сделанных выводов, а заодно прозвонить обмотки на отсутствие обрыва. Для этого воспользуемся мультиметром. Если Вы не знаете как измерить сопротивление мультиметром, то прочитайте эту статью.

Вначале прозвоним обычный сетевой трансформатор, у которого всего две обмотки. Мультиметр переводим в режим «Прозвонка» и производим измерение сопротивления предполагаемых первичной и вторичной обмоток. Здесь все просто: у какой из обмоток величина сопротивления больше, та обмотка и является первичной.

Это объясняется тем, что в маломощных трансформаторах и трансформаторах средней мощности первичная обмотка может содержать 1000…5000 витков, намотанных тонким медным проводом, и при этом может достичь сопротивления до 1,5 кОм. Тогда как вторичная обмотка содержит небольшое количество витков, намотанных толстым проводом, и ее сопротивление может составлять всего несколько десятков ом.

Теперь прозвоним трансформатор, у которого несколько обмоток. Для этого воспользуемся листком бумаги, ручкой и мультиметром. На бумаге будем зарисовывать и записывать величины сопротивлений обмоток.

Делается это так: одним щупом мультиметра садимся на любой крайний вывод, а вторым щупом по очереди касаемся остальных выводов трансформатора и записываем полученное значение сопротивлений. Выводы, между которыми мультиметр покажет сопротивление, и будут являться выводами одной обмотки. Если обмотка без средних отводов, то сопротивление будет только между двумя выводами. Если же обмотка имеет один или несколько отводов, то мультиметр покажет сопротивление между всеми этими отводами.

Например. Первичная обмотка может иметь несколько отводов, когда трансформатор рассчитан на работу в сети с напряжениями 110В, 127В и 220В. Вторичная обмотка также может иметь один или несколько отводов, когда хотят от одного трансформатора получить несколько напряжений.

Идем дальше. Когда первая обмотка и ее выводы будут найдены, то переходим к поиску следующей обмотки. Щупом опять садимся на следующий свободный вывод, а другим поочередно касаемся оставшихся выводов и записываем результат. И таким образом производим измерение, пока не будут найдены все обмотки.

Например. Между выводами с номерами 1

и
2
величина сопротивления составила 21 Ом, тогда как между остальными выводами мультиметр показал бесконечность. Из этого следует, что мы нашли обмотку, у которой выводы обозначены номерами 1 и 2. Нарисуем ее так:

Теперь щупом садимся на вывод 3

, а другим щупом поочередно касаемся выводов с номерами от 4 до 10. Мультиметр показал сопротивление только между выводами
3
,
4
и
5
. Причем между выводами 3 и 4 величина сопротивления составила 6 Ом, а между парой выводов
3
,
5
и
4
,
5
получилось по 3 Ома. Отсюда делаем вывод, что эта обмотка с отводом посередине, т.е. пары 3, 5 и 4, 5 намотаны равным количеством витков, и что с этой обмотки снимается два одинаковых напряжения относительно общего вывода
5
. Рисуем так:

Производим измерение далее. Между выводами 6

и
7
величина сопротивления составила 16 Ом. Рисуем так:

Ну и между выводами 9

и
10
сопротивление составило 270 Ом. А так как среди всех обмоток эта оказалась с самой большой величиной сопротивления, то она и является первичной. Рисуем так:

Вывод 8

, к которому припаяна желто-зеленая жилка, ни как не звонился, поэтому смело утверждаем, что это экранирующая обмотка (экран), которую наматывают поверх первичной, чтобы устранить влияние ее магнитного поля на другие обмотки. Как правило, экранирующую обмотку соединяют с корпусом радиоаппаратуры.

В итоге у нас получилось четыре обмотки, из которых одна сетевая и три понижающих. Экранирующая обмотка обозначается пунктирной линией и располагается параллельно с сердечником. И вот на основе полученных результатов нарисуем электрическую схему трансформатора.

Теперь остается подать напряжение на первичную обмотку и измерить выходящие напряжения. Однако тут есть один момент, который необходимо знать, если Вы сомневаетесь в правильности определения первичной (сетевой) обмотки.

Здесь все просто: чтобы не сжечь обмотку трансформатора и ограничить через нее нежелательный ток нужно последовательно с этой обмоткой включить лампу накаливания на напряжение 220В и мощностью 40 – 100 Вт. Если обмотка определена правильно, то нить накала лампы должна не гореть или еле тлеть. Если же лампа будет гореть достаточно ярко, то есть вероятность того, что сетевая обмотка трансформатора рассчитана на питающее напряжение 110 — 127В или Вы ее прозвонили неправильно.

Расчет трансформаторов – Радиолюбительская азбука

Для питания различных устройств чаще всего используется сетевое переменное напряжение. Но так как оно обычно слишком велико для большинства устройств, его приходится понижать. Сделать это можно двумя способами: с помощью гасящего резистора (конденсатора) или с помощью трансформатора.

Единственный недостаток гасящих элементов — крайне низкий КПД источников питания на их основе. Потребляемый такими блоками питания ток от сети равен току нагрузки, т. е. если напряжение сети равно 220 В, а напряжение питания устройства равно 11 В, то только 11 /220 = 1 /20 энергии идет на питание устройства, а остальные 19/20 — на нагрев гасящего резистора или на создание переменного электростатического поля внутри гасящего конденсатора.

Поэтому «гасящие» источники питания имеет смысл использовать только в микромощных устройствах, которые потребляют столь малый ток, что его можно не учитывать. В таких устройствах гасящий элемент позволяет уменьшить габаритные размеры (трансформаторы маленькими не бывают) и их стоимость. Но нужно учитывать, что гасящие элементы не обеспечивают гальваническую развязку от сетевого напряжения, поэтому лазить пальцами во включенное устройство опасно для жизни!

Трансформатор представляет собой катушку индуктивности и работает по тому же принципу. Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку входного и выходного напряжений — сопротивление между входными и выходными проводами близко к бесконечности как на постоянном, так и на переменном токе. Это возможно потому, что «связующее звено» между входными и выходными (соответственно, первичными и вторичными) обмотками трансформатора — электромагнитное поле, а оно ток не переносит (не передает). Переменный ток, подаваемый на первичную катушку трансформатора, создает в сердечнике трансформатора переменное магнитное поле, которое движется вокруг катушки (первичной обмотки). Если на пути этого поля есть еще одна (или несколько) катушек, то в них электромагнитным полем будет наводиться переменное напряжение, величина которого зависит от силы поля (она постоянна и зависит от размера сердечника трансформатора, а этот размер неизменен) и количества витков во вторичных обмотках трансформатора, которых можно намотать сколько угодно. Выпрямив диодами напряжение, наведенное электромагнитным полем во вторичные обмотки трансформатора, его можно использовать для питания различных устройств.

Обмотки трансформатора — это катушки из проволоки, поэтому их сопротивление на постоянном токе очень невелико. Например, у 100-ваттного трансформатора сопротивление первичной (сетевой) обмотки равно 10…15 Ом. Если эту обмотку включить в сеть постоянного тока амплитудой 220 В, то выделяющаяся на ней мощность Р = U2 : R превысит 4000 Вт и обмотка мгновенно сгорит. Поэтому подавать на обмотки трансформатора постоянное напряжение нельзя! Но так как любая обмотка любого трансформатора — это, в первую очередь, катушка индуктивности, то при подаче на нее переменного напряжения ее сопротивление резко возрастает (начинает проявлять себя индуктивное сопротивление, зависящее от индуктивности катушки, и на низких частотах оно стремится к нулю, а на высоких — к бесконечности). Сопротивление первичной обмотки упомянутого выше трансформатора на переменном токе примерно равно 5 кОм, и выделяющаяся на обмотке мощность не превышает 10 Вт. Увеличив число витков первичной обмотки, можно увеличить ее индуктивность, и ток холостого хода (1ХХ; у рассматриваемого здесь трансформатора он равен U/R = 220 : 5000 = 44 мА) уменьшится еще сильней; но при этом уменьшится и сила электромагнитного поля в сердечнике, т. е. во вторичных обмотках также нужно будет намотать больше витков; проволока нынче дорогая, а размер каркаса трансформатора — слишком маленький.

Наверняка все читатели этой книги видели трансформатор, поэтому описываться его внешний вид здесь не будет. Нужно только знать, что он состоит из трех частей: пластмассового или гетинаксного каркаса, медной изолированной проволоки обмоток, намотанных на каркасе, и магнитопровода (по водопроводу течет вода, а по магнитопроводу — магнитное поле) из специальной магнитной керамики-феррита или слоя тонких железных пластин. Так как магнитопровод трансформатора изготовлен из легко намагничивающихся (и размагничивающихся) материалов, то благодаря ему индуктивность катушек трансформатора со вставленным магнитопроводом гораздо больше, чем без него (в десятки раз), благодаря этому число витков трансформатора можно уменьшить также в десятки раз. Основной параметр магнитопровода — магнитная проницаемость — показывает, во сколько раз можно уменьшить число витков катушки на этом магнитопроводе по сравнению с катушкой, у которой его вообще нет, чтобы у катушек была одинаковая индуктивность. У железных магнитопроводов она редко бывает больше 100, у ферритов — доходит до 2000.

Включать трансформатор с вынутым или не вставленным магнитопроводом в сеть категорически запрещается! В таком случае индуктивность обмоток оказывается слишком малой, через них протекает значительный ток, который может повредить трансформатор и (или) источник тока.

Основные правила изготовления «самодельного» или перемотки промышленного трансформатора:

•Провод (проволока) для обмоток должна быть изолированной — обычно используется медная «трансформаторная» проволока, также называемая «экранированной», покрытая сверху лаком в один (ПЭЛ-1) или два (ПЭЛ-2) слоя. Вторая лучше, но она толще (при том же диаметре медной жилы) и дороже. Вместо медной проволоки иногда используют алюминиевую (она легче гнется и меньше весит), но сопротивление алюминия в 1,6 раза больше, чем у меди, т. е. для получения того же тока алюминиевый провод должен быть в *Jl,6 раза толще медного. Кроме того, алюминий, в отличие от меди, очень плохо паяется.

•Чем ближе к сердечнику расположена обмотка, тем больше ее индуктивность и меньше расход проволоки (при неизменном количестве витков), поэтому первой наматываться должна первичная (сетевая) обмотка.

•Наматывать обмотки нужно в одном направлении. Если вы, например, начали мотать катушку «по часовой стрелке» («дырка» для магнитопровода «смотрит» вам в лицо), намотали 100 витков, а потом «передумали» и намотали 900 витков «против часовой стрелки», то суммарная «длина» катушки будет не 1000, а 800 витков. Оставшиеся 200 витков — «вредный балласт» и на индуктивность катушки не влияют. А вот сдвигать каждый последующий виток относительно предыдущего влево/вправо можно без всяких ограничений — нужно только стремиться, чтобы толщина получающейся катушки во всех местах была одинаковой, и там, где она меньше, наматывать больше слоев проволоки.

•Изоляция проволоки очень тонкая и далеко не идеальная. Поэтому, если вы наматываете высоковольтную обмотку (более 100 В), то периодически между слоями проволоки нужно прокладыать специальную трансформаторную бумагу или, если ее у вас нет, бумагу или пленку от «ненужных»

высоковольтных (400 В и более) «разобранных» конденсаторов. В последнем случае нужно самым тщательным образом удалить фольгу — обкладки конденсатора. «Конденсаторные» изоляторы желательно прокладывать между каждым слоем обмотки, трансформаторную бумагу — можно 1 слой на 2 слоя проволоки. Между высоковольтной и низковольтной обмотками нужно проложить слой изоляции толщиной не менее 0,5 мм. Целлофан и другие легкоплавкие пленки использовать нельзя.

• Обмотки проволокой диаметром 0,3 мм и более нужно наматывать «виток к витку», проволокой меньшего диаметра, можно и «внавал». Места на катушка трансформатора очень мало, а при намотке «внавал» оно используется очень нерационально. Но так как мотать «виток к витку» проволокой .диаметром менее 0,3 мм очень сложно, то ее можно наматывать и «внавал». Натяжение проволоки при намотке должно быть максимальным, но таким, при котором она не рвется.

• Если при намотке проволока порвалась или если нужно продолжить намотку другой проволокой, не экономьте время, разогрейте паяльник и спаяйте концы! Конечно, весьма заманчиво просто скрутить концы проволоки вместе, не спаивая их, но со временем оголенные и скрученные концы окислятся и контакт нарушится. Вам хочется по этой причине повторно перематывать трансформатор? Спаянные концы проволок обмотки нужно тщательно изолировать.

• Очистить лаковую изоляцию с концов проволоки («зачистить концы»), для того чтобы ее можно было залудить и припаять, можно с помощью остро заточенного ножа. Вообще, нож с длиной лезвия не более 10 см (желательно, складной) — незаменимый помощник радиолюбителя. Но проволоку диаметром менее 0,15 мм ножом можно только порвать. Поэтому зачищать ее приходится химическим методом: берете таблетку перекиси водорода (гидроперита), кладете на нее конец провода и разогретым паяльником быстро водите по проводу. Под воздействием высокой температуры гидроперит разлагается на воду и атомарный кислород, последний размягчает лак, который и соскабливается жалом паяльника. Вместо гидроперита можно взять таблетку аспирина, но он разлагается на довольно удушливые вещества Ацетон и другие растворители лаковую изоляцию не растворяют; обжигать лак в пламени спички или зажигалки нельзя — после обжига медь окисляется и залудить такой провод невозможно.

Силовые трансформаторы (те, которые используются для питания устройств) бывают с двумя катушками (на П-образном магнитопроводе) и с одной. «Двухкатушечные» трансформаторы используются очень редко, поэтому рассматриваться здесь не будут. «Однокатушечные» бывают с Ш-образным пластинчатым и W-образным ленточным магнитопроводом. Последний легче собрать/ разобрать, также он меньше весит; но сжать его, чтобы трансформатор не «гудел», очень сложно.

Порядок расчета трансформатора. Первым делом нужно определить его мощность: если от трансформатора отбирать слишком большую мощность, он может и перегреться. Для расчета нужно знать напряжение питания устройства

(в вольтах) и потребляемый им ток (в амперах), Р = U χ I. Если обмоток у трансформатора несколько, нужно вычислить потребляемую мощность от каждой обмотки, после чего получившиеся цифры сложить.

Основной «параметр» трансформатора — площадь поперечного сечения сердечника S. Чтобы ее узнать, нужно измерить ширину и зысоту окна (но не длину катушки!), т. е. той «дырки», в которую вставляется магнитопровод, в сантиметрах и перемножить эти цифры.

Максимально допустимая мощность нагрузки трансформатора примерно равна квадрату площади сечения, т. e. Pma)i « S2. Эта формула не совсем точная, но в большинстве случае «неточность» можно не учитывать. Она справедлива только для частоты 50 Гц.

Минимальное число витков первичной обмотки (той, на которую подается входное напряжение) равно:

где UBX — входное напряжение, В (220 В); Wlmin — минимальное число витков, штук.

При таком числе витков трансформатор во время работы греться не должен (при отключенной нагрузке). При подключенной нагрузке, потребляющей максимальную для данного трансформатора мощность, он может нагреться на

10.. .20 °С. При дальнейшем увеличении потребляемой мощности трансформатор резко разогревается.

Число витков вторичной обмотки рассчитывается по формуле:

где К — коэффициент, зависящий от мощности трансформатора (рис. 3.19);

UBUX — требующееся выходное напряжение, вольт;

Рис. 3.19. Зависимость коэффициента К от мощности трансформатора

Введение коэффициента К понадобилось из-за того, что не вся мощность первичной обмотки преобразуется в электромагнитное поле и чем меньше размеры трансформатора (габаритная мощность), тем больше потери.

Диаметр провода обмоток:

где d — диаметр провода без изоляции (изоляция занимаетчасть диаметра), мм; I — ток через обмотку, А.

Если известен диаметр проволоки обмотки, то максимально допустимый протекающий через нее ток можно узнать из формулы:

Ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора, не превышает

где Р — габаритная (максимальная) мощность трансформатора, Вт;

U — напряжение на обмотке, В (220 В).

Эта формула нужна для правильного выбора диаметра проволоки первичной обмотки. Если вторичная обмотка тоже одна, то максимальный ток через нее определяется по той же формуле. Провод можно взять толще — хуже не будет, но обмотка займет слишком много места; если намотать обмотку слишком тонким проводом, то ее активное сопротивление (ему численно равно выходное сопротивление обмотки трансформатора) станет слишком большим и под нагрузкой напряжение на обмотке будет сильно уменьшаться («просаживаться»), в итоге обмотка усиленно греется. Это как с резисторами: если через два резистора (сопротивление первого — R, а второго — в два раза больше — 2R) протекает одинаковый ток, то, если выделяющаяся на R мощность равна Р, на резисторе 2R будет выделяться мощность, в два раза большая, т. e. 2Р.

Намотанная первичная обмотка, если правильно выбран диаметр провода, должна занимать по высоте ровно половину каркаса, если она намотана «виток к витку», и чуть больше, если «внавал». Если первичная обмотка занимает больше места, у вас не останется места на вторичные обмотки, если меньше, габаритная мощность трансформатора уменьшится. Она равна:

где U,, d, — напряжение на первичной обмотке и ее диаметр;

U2, 12 — напряжение и ток вторичных обмоток.

Если трансформатор должен быть рассчитан на другую частоту, отличную от 50 Гц, то для определения числа витков первичной обмотки нужно воспользоваться формулой:

где U — напряжение на обмотке, В; f — частота, Гц; Вт — амплитудное значение магнитной индукции, для ферритов Вт = 0,2…0,3, для железа Вт » 1,0, для пермаллоя Вт и 1,2; Тл; S — сечение магнитопровода, см2.

Число витков вторичной обмотки рассчитывается по этой же формуле, но его автоматически нужно увеличивать на 5…10% — с целью компенсации потерь в магнитопроводе.

Как видно из формулы, чем выше частота входного сигнала, тем меньше витков в обмотке. То есть в более высокочастотном трансформаторе обмотки занимают гораздо меньше места. Кроме того, при увеличении частоты увеличивается габаритная мощность трансформатора — так, для ферритового кольца диаметром 40 мм габаритная мощность на частоте 50 Гц примерно равна S2 и не превышает 1…2 Вт; на частоте 20 кГц габаритная мощность того же кольца увеличивается до 500 Вт!

Причина тому — уменьшение длительности импульсов. На частоте 20 кГц длительность одного полупериода входного (выходного) напряжения в 20000 : 50 = 400 раз меньше, чем на частоте 50 Гц. Поэтому амплитуда импульсов тока в первичной и вторичных обмотках такого трансформатора может быть в 400 раз больше, чем у 50-герцового трансформатора, а это значит, что и габаритная мощность увеличивается в 400 раз.

Поэтому все современные мощные сетевые источники питания выполняются по импульсной схеме: высоковольтное сетевое напряжение выпрямляется, сглаживается и поступает на мощный высоковольтный генератор, который превращает постоянное напряжение 220 В (точнее, 310 В — при выпрямлении двухполупериодным (мостовым) выпрямителем и сглаживании конденсатором напряжение «увеличивается» в V2 раз — кстати, этот эффект активно используется в сельской местности, где напряжение в сети гораздо ниже 220 В, для питания ламп накаливания — чтобы они ярче светились) с небольшими пульсациями 50 Гц в переменное напряжение частотой 20…50 кГц. Это напряжение поступает на трансформатор и далее, как в обычном блоке питания. Несмотря на то что импульсный блок питания содержит гораздо больше деталей, чем обычный, он меньше как по размерам, так и по цене. Импульсный блок питания мощностью 300 Вт можно разместить в корпусе от телевизионного пульта дистанционного управления, и стоить он будет не более $10 (себестоимость). Обычный, 50 Гц, 300 Вт, трансформатор имеет массу около 4 кг, и на дорогую нынче медь приходится более 1 кг. Стоит такой трансформатор (и тележка для его переноски) гораздо больше $10.

Максимальная рабочая частота для большинства ферритов (железные пластинчатые и ленточные магнитопроводы можно использовать на частотах до 0,5…1 кГц) — около 100 кГц, поэтому оптимальное значение рабочей частоты

20.. .50 кГц. Недостаток импульсного источника питания — очень большие помехи на частотах от рабочей до нескольких мегагерц, поэтому при использовании их для питания УМЗЧ рабочую частоту нужно выбрать побольше, а в усилитель поставить ФНЧ с частотой среза 20 кГц (15…25 кГц), ведь если человек не слышит сигнал, частота которого равна рабочей частоте блока питания, это не значит, что усилитель этот сигнал не усиливает. А вот для питания устройства, в состав которого входит длинно-коротковолновый радиоприемник, такой блок питания использовать нельзя: с его высокочастотными помехами бороться практически невозможно.

Диаметр провода и все остальное для высокочастотных трансформаторов высчитывается по тем же формулам, что и для низкочастотных. Если вы наматываете высоковольтную катушку на ферритовом кольце, то перед намоткой кольцо нужно обернуть несколькими слоями специальной ленты или разрезанной на ленты (ширина — 3…5 мм) трансформаторной бумагой. Хотя феррит и диэлектрик (изолятор), его напряжение пробоя очень мало, а короткие замыкания в трансформаторе вам навряд ли нужны.

Источник: А. С. Колдунов, Радиолюбительская азбука. Том 2. Аналоговые устройства. — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 288 с. — (Серия «СОЛОН — РАДИОЛЮБИТЕЛЯМ» выпуск 24)

Tweet Нравится

• Предыдущая запись: Память – Цифровая техника
• Следующая запись: Бесколлекториый электродвигатель постоянного тока в народном хозяйстве

Похожие посты:

• Предотвращение чрезмерного рассеяния мощности в линейных стабилизаторах (0)
• Регуляторы мощности для паяльника еще одна схема (0)
• Чем отличается ток от напряжения? (2)
• Связь тока и напряжения (0)
• О частотах, периодах, мощности, переменных напряжениях и токах и немного о сигналах (0)
• Мощность – основные понятия (0)
• ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО РАДИОПРИЕМНИКА (0)

Как проверить трансформатор мультиметром

Начинающим радиолюбителям очень полезно уметь и знать, как проверить трансформатор мультимтером. Такие знания полезны по той причине, что позволяют сэкономить время и деньги. В большинстве линейных блоков питания львиную долю стоимости составляет трансформатор. Поэтому, если в руках оказался трансформатор с неизвестными параметрами не спешите его выбрасывать. Лучше возьмите в руки мультиметр. Также для некоторых опытов нам понадобится лампа накаливания с патроном.

С целью более осознанного выполнения дальнейших опытов и экспериментов следует понимать, как устроен и работает трансформатор трансформатора. Рассмотрим здесь это в упрощенной форме.

Простейший трансформатор представляет собой две обмотки, намотанных на сердечник или магнитопровод. Каждая обмотка представляет собой изолированные друг от друга проводники. А сердечник набирается из тонких изолированных друг от друга листов из специальной электротехнической стали. На одну из обмоток, называемую первичной, подается напряжение, а со второй, называемой вторичной, оно снимается.

При подаче переменного напряжения на первичную обмотку, поскольку электрическая цепь замкнута, то в ней создается пуль для протекания переменного электрического тока. Вокруг проводника с переменным током всегда образуется переменное магнитное поле. Магнитное поле замыкается и усиливается посредством сердечника магнитопровода и наводит во вторичной обмотке переменную электродвижущую силу ЭДС. При подключении нагрузки ко вторично обмотке в ней протекает переменный ток i2.

Этих знаний на еще не достаточно, чтобы полностью понимать, как проверить трансформатор мультиметром. Поэтому рассмотрим еще ряд полезных моментов.

Схема подключения трансформатора, как правильно его подсоединить к цепи.

Тема: как нужно соединять трансформатор с электрической цепью.

Применение силовых понижающих (реже повышающих) трансформаторов имеет большое распространение. Они являются достаточно простым и недорогим решением для функции преобразования электрической энергии, а именно напряжения и тока. Для тех, кто не особо знаком с электротехникой уточню — трансформаторы представляют собой электрическую машину, состоящую из магнитопровода определенной формы, на котором содержаться намотки изолированного провода (медного чаще всего). В зависимости от количества витков на трансформаторе и его сечения зависит напряжение и ток, который преобразуется.

Самый простой вариант трансформатора содержит на себе две обмотки. Входная обмотка называется первичной, а выходная — вторичной. Изначально каждый трансформатор рассчитывается на свою мощность, напряжение, ток, частоту. Чаще всего можно встретить обычный понижающий трансформатор, у которого входная обмотка рассчитана на напряжение 220 вольт, а вторичная на то напряжение, которое используется тем или иным устройством (наиболее ходовыми являются 3, 5, 9, 12, 24 вольта). От количества витков зависит напряжение, а от диаметра провода обмотки — сила тока.

Схема подключения трансформатора достаточно проста. На вход подается питание (переменное напряжение). Если это обычный понижающий транс, рассчитанный на стандартное сетевое напряжение, то подключаем 220 вольт. Полярность тут не имеет значения. Обычно на самом электротехническом устройстве пишется, где у него, какая обмотка, на сколько вольт она рассчитана. Входные провода (или выводы, клеммы) как правило делаются хорошо изолированными, расположенные отдельно от выходных. В принципе легко понять, какие выводы соответствуют входу.

Если вам попался силовой трансформатор, у которого нет четкого указания, надписи, где у него входные клеммы, выводы, провода, а вы точно знаете, что он на 220 вольт, то можно первичную обмотку просто вызвонить тестером, мультиметром. Итак, сначала зрительно определяем, какие выводы наиболее похожи на вход. Далее начинаем измерять сопротивление обмоток. Так как первичная обмотка рассчитана на большее напряжение (220 вольт), значит она будет иметь наибольшее сопротивление относительно всех остальных. Для примера, у большинства понижающих трансформаторов размерами примерно с кулак взрослого человека сопротивление входной, первичной обмотки будет лежать в пределах 10-1000 ом. Чем больше трансформатор, тем меньше сопротивление на его входной обмотки.

Вторичная обмотка силового понижающего трансформатора в простом варианте имеет два вывода (провода, клеммы). Она наматывается проводом большего диаметра, в сравнении с первичной обмоткой. На ее выводах будет пониженное переменное напряжение (когда на вход подадим питание). Для большинства устройств нужно постоянное низковольтное напряжение, а поскольку со вторичной обмотки выходит переменное напряжение, то ее в большинстве случаев подключают к диодному, выпрямительному мосту, который и преобразует переменное напряжение в постоянное.

Для некоторых электротехнических устройств нужно несколько различных низковольтных напряжений. В этом случае ставятся силовые понижающие трансформаторы, у которых имеется одна входная обмотка (первичная), рассчитанная на 220 или 380 вольт, и несколько выходных (вторичные). Либо может быть вторичная обмотка со средней точкой. То есть, у выходной обмотки электрической машины (транса) выходит 3 провода (один провод общий для двух одинаковых обмоток, ну и по проводу, идущие от других концов этих обмоток). У таких понижающих трансформаторов относительно общего провода будет два одинаковых низковольтных напряжения, а общее напряжение будет равно сумме этих двух напряжений.

В промышленности широко используются также напряжения величиной в 380 вольт. Следовательно, те трансформаторы, что там используются могут быть рассчитаны как на входное переменное напряжение 220 вольт, так и на 380 вольт. Если на таких трансах есть надпись (входного и выходного напряжения), значит хорошо. Если же непонятно, на какое входное напряжение рассчитан трансформатор, то — если на транс, рассчитанный на 380 вольт подать 220 вольт, на выходе мы всего лишь получим меньшее напряжение, чем он изначально должен выдавать, если же наоборот, транс рассчитан на 220 вольт, а мы на него подадим 380 вольт, то он быстро начнет греться и в скором времени просто выйдет из строя.

P.S. Трансформаторы рассчитаны на работу именно с переменным током, от постоянного они будут просто греться, не выдавая на выходе никакого напряжения. Также стоит учесть, что в большинстве случаев (когда обмотки между собой не связаны, к примеру две первичные, которые подключаются последовательно) полярность подключения к выводам трансформатора не имеет значения. Главное, чтобы вы были уверены в том, что само устройство рассчитано на то напряжение, которое вы на него собираетесь подавать и получать. Ну, и не забываем — мощность имеет значение! Подбирайте именно такой трансформатор, который без перегрузки может обеспечить ваше устройство нужным напряжением и током.