Как найти силу тока в обмотке трансформатора

Как найти силу тока в первичной обмотке?

Чтобы использовать имеющийся в запасах силовой трансформатор, необходимо как можно точнее узнать его ключевые характеристики. С решением этой задачи практически никогда не возникает затруднений, если на изделии сохранилась маркировка. Требуемые параметры легко можно найти в Сети, просто введя в строку поиска выбитые на трансформаторе буквы и цифры.
Однако довольно часто маркировки нет – надписи затираются, уничтожаются коррозией и так далее. На многих современных изделиях (особенно на дешевых) маркировка не предусмотрена вообще. Выбрасывать в таких случаях трансформатор, конечно же, не стоит. Ведь его цена на рынке может быть вполне приличной.

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 первичной и вторичной обмоток

Первичная обмотка понижающего трансформатора предназначена для подачи сетевого питания. То есть именно к ней необходимо подключать 230 вольт, которые есть в обычной бытовой розетке. В самых простых вариантах первичная обмотка может иметь всего два вывода. Однако бывают и такие, в которых выводов, например, четыре. Это значит, что изделие рассчитано на работу и от 230 В, и от 110 В. Рассматривать будем вариант попроще.
Итак, как определить выводы первичной обмотки трансформатора? Для решения этой задачи понадобится мультиметр с функцией омметра. С его помощью нужно измерить сопротивление между всеми имеющимися выводами. Где оно будет больше всего, там и есть первичная обмотка. Найденные выводы желательно сразу же пометить, например, маркером.

Определить первичную обмотку можно и другим способом. Для этого намотанную проволоку внутри трансформатора должно быть хорошо видно. В современных вариантах чаще всего так и бывает. В старых изделиях внутренности могут оказаться залитыми краской, что исключает применение описываемого метода. Визуально выделяется та обмотка, диаметр проволоки которой меньше. Она является первичной. На нее и нужно подавать сетевое питание.
Осталось вычислить вторичную обмотку, с которой снимается пониженное напряжение. Многие уже догадались, как это сделать. Во-первых, сопротивление у вторичной обмотки будет намного меньше, чем у первичной. Во-вторых, диаметр проволоки, которой она намотана – будет больше.

Задача немного усложняется, если обмоток у трансформатора несколько. Особенно такой вариант пугает новичков. Однако методика их идентификации тоже очень проста, и аналогична вышеописанному. В первую очередь, нужно найти первичную обмотку. Ее сопротивление будет в разы больше, чем у оставшихся.
В завершение темы по обмоткам трансформатора стоит сказать несколько слов о том, почему сопротивление первичной обмотки больше, чем у вторичной, а с диаметром проволоки все с точностью до наоборот. Это поможет начинающим детальнее разобраться в вопросе, что очень важно при работе с высоким напряжением.
На первичную обмотку трансформатора подается сетевое напряжение 220 В. Это значит, что при мощности, например, 50 Вт через нее потечет ток силой около 0,2 А (мощность делим на напряжение). Соответственно, большое сечение проволоки здесь не нужно. Это, конечно же, очень упрощенное объяснение, но для начинающих (и решения поставленной выше задачи) этого будет достаточно.
Во вторичной обмотке токи протекают более значительные. Возьмем самый распространенный трансформатор, который выдает 12 В. При той же мощности в 50 Вт ток, протекающий через вторичную обмотку, составит порядка 4 А. Это уже довольно большое значение, потому проводник, через который будет проходить такой ток, должен быть потолще. Соответственно, чем больше сечение проволоки, тем сопротивление ее будет меньше.
Пользуясь этой теорией и простейшим омметром можно легко вычислять, где какая обмотка у понижающего трансформатора без маркировки.

Определение напряжения вторичной обмотки

Следующим этапом идентификации «безымянного» трансформатора будет определение напряжения на его вторичной обмотке. Это позволит установить, подходит ли изделие для наших целей. Например, вы собираете блок питания на 24 В, а трансформатор выдает только 12 В. Соответственно, придется искать другой вариант.

Для определения напряжения, которое возможно снять со вторичной обмотки, на трансформатор придется подавать сетевое питание. Это уже довольно опасная операция. По неосторожности или незнанию можно получить сильный удар током, обжечься, повредить проводку в доме или сжечь сам трансформатор. Потому не лишним будет запастись несколькими рекомендациями относительно техники безопасности.
Во-первых, при тестировании подсоединять трансформатор к сети следует через лампу накаливания. Она подключается последовательно, в разрыв одного из проводов, идущих к вилке. Лампочка будет служить в роли предохранителя на случай, если вы что-то сделаете неправильно, или же исследуемый трансформатор неисправен (закорочен, сгоревший, намокший и так далее). Если она светится, значит что-то пошло не так. На лицо короткое замыкание в трансформаторе, потому вилку из розетки лучше сразу же вытянуть. Если лампа не светится, ничего не воняет и не дымит – работу можно продолжать.
Во-вторых, все соединения между выходами и вилкой должны быть тщательно заизолированы. Не стоит пренебрегать этой рекомендацией. Вы даже не заметите, как рассматривая показания мультиметра, например, возьметесь поправлять скручивающиеся провода, получите хорошенький удар током. Это опасно не только для здоровья, но и для жизни. Для изолирования используйте изоленту или термоусадочную трубку соответствующего диаметра.
Теперь сам процесс. К выводам первичной обмотки припаивается обычная вилка с проводами. Как указано выше, в цепь добавляется лампа накаливания. Все соединения изолируются. К выводам вторичной обмотки подсоединяется мультиметр в режиме вольтметра. Обратите внимание на то, чтобы он был включен на измерение переменного напряжения. Начинающие часто допускают тут ошибку. Установив ручку мультиметра на измерение постоянного напряжения, вы ничего не сожжете, однако, на дисплее не получите никаких вменяемых и полезных показаний.

Теперь можно вставлять вилку в розетку. Если все в рабочем состоянии, то прибор покажет вам выдаваемое трансформатором пониженное напряжение. Аналогично можно измерить напряжение на других обмотках, если их несколько.

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.

Заключение

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что определение характеристик трансформатора без маркировки является довольно простой задачей. Главное – соблюдать правила безопасности и быть предельно внимательным при работе с высоким напряжением.

Амперметром можно попробовавть измерить силу тока..

а сам-то пробовал?

хороший пример того, как делать нельзя:

В усилители имеются питающие напряжения +26 – 26 и +31 -31 вольт все двухполярное.Силу тока незнаю,хотел измерить своим прибором,а чтото пошло нетак.Паставил предел измерения силы тока на 10А,поставил щюпы в нужные гнезда,до контактов дотронулся,произошла искра(палучается нагрузка большая)и перегорел предогранитель.Больше непытался мерить,паэтому немагу сказать сколько сила тока.

http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=115200entry1344540

=============

to evgen 000111 прежде чем раздавать подобные советы налево и направо, было бы неплохо почитать школьный курс физики, особливо про измерение тока.

Изменено 4 ноября, 2012 пользователем Citrus-m

Активная
и реактивная составляющие тока

первичной обмотки

,A,
(3)

,A . (4)

Величина
тока намагничивания

для маломощного трансформатора
предварительно может быть принята в
пределах 35…50 % от активной составляющей

(величина

уточняется в последующем расчете).

Ток первичной обмотки находиться по
формуле

,А. (5)

Токи вторичных
обмоток определяются по формулам

,A,
(6)

,A.
(7)

4.6. Определение сечений и диаметров проводов обмоток

Предварительные
значения площадей поперечных сечений
проводов обмоток рассчитываются по
формулам

,мм²;

мм²;

мм², (8)

где
,

,

–
токи соответствующих обмоток, А;

–
среднее значение плотности тока в
обмотках, А/мм²;

,

,

–
предварительные значения площадей
поперечных сечений проводов обмоток,
мм².

По
таблице стандартных сечений и диаметров
проводов (см. прилож.1) выбираются
окончательные сечения проводов обмоток

,

,

,
мм²,
их диаметры без изоляции

,

,

,
мм²,
и диаметры с изоляцией

,

,

,
мм².

Выбор марки провода
определяется величиной рабочего
напряжения обмотки.

При
напряжении обмоток до 500 В и токах до
нескольких ампер рекомендуется применять
провода марок ПЭВ-I
(допустимая температура нагрева 105 С),
ПЭВТЛ-I
(120 С),
ПЭТВ (130 С),
ПСД (155 С),
ПСДК (180 С).

При
выборе провода следует принять рабочую
температуру (
С),
для которой рекомендуется провод марки
ПЭВ-I
до диаметров 1…2 мм и марки ПСД для
диаметров больше 2 мм.

По выбранным
сечениям проводов уточняются плотности
тока в обмотках

,А/мм²;

,
А/мм²;

,
А/мм². (9)

4.7. Определение поперечного сечения стержня сердечника

Поперечное
сечение стержня сердечника трансформатора
(по стали)

можно определить по формуле

,см
², (10)

где
–
полная мощность первичной обмотки
трансформатора, ВА;

– напряжение первичной обмотки, В;

– ток первичной обмотки, А;

– отношение массы стали

к массе меди

.

При
расчете на минимум стоимости

.

При
расчете на минимум массы трансформатора

.

– частота тока, Гц;

–
предварительное значение магнитной
индукции в стержне, Тл;

–
плотность тока в обмотках, А/мм²;

– постоянный коэффициент, который может
быть принят:

• для трансформаторов
  броневого типа С = 0,7;

• для трансформаторов
  стержневого типа с прямоугольными
  катушками – С = 0,6;

Полное
поперечное сечение стержня

(с учетом междулистовой изоляции)
запишется

,см²,
(11)

где

– коэффициент заполнения сердечника
сталью.

4.8. Определение числа витков обмоток трансформатора

Приближенные
значения действующих ЭДС в обмотках
трансформатора могут быть определены
по формулам:

,В, (12)

),B, (13)

,B, (14)

где

– падение напряжения
в соответствующей обмотке при нагрузке
в процентах от его номинального значения.

Величины
падения напряжений

зависят от многих факторов: конфигурации
магнитопровода, величины рабочего
напряжения, суммарной мощности вторичных
обмоток, частоты тока сети. Ориентировочно
их значения могут быть приняты в
соответствии с рекомендациями табл.8.

Таблица 8

Выбор падения
напряжения в обмотке при нагрузке

Частота, Гц	Конструкция магнитопровода	Величина	Суммарная полная мощность вторичных обмоток, ВА
15…50	50…150	150…300
50	Броневая	=	13,0…6,0 18,0…10,0	6,0…4,5 10,0…8,0	4,5…3,0 8,0…6,0
Стержневая	=	12,0…5,5 17,0…9,0	5,5…4,0 9,0…6,0	4,0…3,0 6,0…4,0
400	Броневая	=	8,0…4,0 8,5…5,0	4,0…1,5 5,0…2,0	1,5…1,0 2,0…1,2
Стержневая	=	5,0…2,0 6,5…3,0	2,0…1,0 3,0…1,5	1,0 1,5…1,0

Для
трехобмоточных трансформаторов активные
и индуктивные сопротивления вторичных
обмоток растут по мере их удаления от
первичной. Поэтому при расположении
обмоток на стержне в порядке W₂
– W₁
– W₃
можно допустить

=
.
Если же расположение обмоток будет в
порядке W₁
– W₂
– W₃,
то падение напряжения на второй обмотке
следует взять равным 0,9
,
а на третьей обмотке – 1,1

по отношению к значениям, указанным в
табл. 8. При выборе порядка расположения
обмоток следует учитывать заданное
расчетное условие – (минимум массы или
минимум стоимости), учитывая при этом,
что провод меньшего диаметра имеет
большую стоимость. В связи с этим при
расчете на минимум стоимости целесообразно
обмотку, имеющую наименьший диаметр,
располагать первой на стержне, а при
расчете на минимум массы первой на
стержне следует разместить обмотку,
имеющую максимальный диаметр. При выборе
расположения обмоток не следует принимать
в рассмотрение обмотку, имеющую низкое
напряжение, а следовательно, малое число
витков, так как такая обмотка не вносит
существенного влияния в выполнение
заданных расчетных условий.

Определим ЭДС одного витка по формуле

,В,
(15)

где

– частота сети, Гц;

–
предварительное значение магнитной
индукции в стержне, Тл;

–
сечение
стержня по стали, см².

Определяем
предварительно число витков в обмотках
трансформатора

;
(16)

;
(17)

.
(18)

Если
число витков обмотки низшего напряжения

получилось дробным, то его следует
округлить до целого числа

и затем произвести перерасчет чисел
витков других обмоток и магнитной
индукции по формулам:

,В;

,Тл;
(19)

;

. (20)

Напряжения на
вторичных обмотках при холостом ходе

,В;

,В.
(21)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #