Мотаем трансформатор своими руками: Трансформатор своими руками – инструкция как сделать в домашних условиях + схема и фото

Как намотать трансформатор? Первичная обмотка (Расчёт и перемотка трансформатора #4.1) |

Серия видеороликов состоит из следующих частей:
0. Как спаять обмоточный провод в трансформаторе.
1. Проверка трансформатора. (Расчёт и перемотка трансформатора #1)
2. Как разобрать трансформатор? (Расчёт и перемотка трансформатора #2)
3. Как рассчитать трансформатор? (Расчёт и перемотка трансформатора #3)
4-1. Как намотать трансформатор? Первичная обмотка (Расчёт и перемотка трансформатора #4.1)
4-2. Как намотать трансформатор? Вторичная обмотка 12В, 0,5А. (Расчёт и перемотка трансформатора #4.2)
4-3. Как намотать трансформатор? Вторичная обмотка 75В, 12А. (Расчёт и перемотка трансформатора #4.3)
5. Сборка перемотанного трансформатора. (Расчёт и перемотка трансформатора #5)
6. Проверка перемотанного трансформатора. (Расчёт и перемотка трансформатора #6)

В прошлый раз мы разобрали и рассчитали трансформатор. В этом выпуске поговорим о намотке катушки.
Само важное и ценное при намотке – окно, в котором размещается катушка. Его размеры не безграничны, и необходимо стараться по максимуму экономить место, и не тратить его впустую.

К примеру вы мотаете, и у вас закончился провод именно в этом месте, да, такое бывает.

Вы берёте другую катушку с обмоточным проводом, подпаиваете провода, обязательно изолируете их и продолжаете мотать. Всё замечательно, так и нужно делать, но вы уже допустили одну грубую ошибку, разместив место спайки в окне, тем самым отобрав драгоценное место у полезного витка, который мог находиться на месте спайки. Все спайки, отводы, и другие конструктивные элементы отбирающие полезное место, должны располагаться вне окна. В данном случае нужно было отмотать четверть витка, отрезать лишний кусочек провода, и сделать спайку до окна.

Теперь можно приступать к намотке. Намотка у нас начинается с проверки, влезут ли все витки обмоток в предназначенное для них окно. Проще всего это проверить — намотать весь трансформатор, но может случиться так, что обмотки действительно не влезают, и вся проделанная работа насмарку… После нескольких промахов, до любого дойдёт осознание того, что лучше предварительно прикинуть, осуществив простой расчёт, влезут обмотки или нет. Если всё ОК, мотаем, если нет, пересчитываем всё для использования более тонкого провода. У меня уже есть первичная обмотка, от неё я никуда не уйду, поэтому я пока пропущу шаг проверки, и вернусь к нему когда буду мотать вторичную обмотку.
Вот мои расчёты на трансформатор, который мне необходимо намотать.

У мня две обмотки на 12В намотаны проводом 0,5мм, а обмотка со множеством отводов намотана вот такой шиной.

Шина это провод прямоугольного сечения, имеющий огромное преимущество перед проводом круглого сечения. При намотке проводом прямоугольного сечения остаются меньше неиспользованных пустот, то есть более рационально используется площадь окна магнитопровода. Тонкие провода нет смысла делать прямоугольного сечения, так как они легко перекручиваются, и их было бы очень сложно мотать.

Итак, мне нужно отмотать 115 витков. Как я это делаю? Я себе выбираю сторону с которой я начинаю считать витки, в данном случае я буду считать со стороны начала намотки. Запоминаю я её по вот этому второму отводу. Я сматываю по 10 витков, смотав которые я ставлю метку чтобы не сбиться. Бывает, что кто-то тебя отвлечёт, и можно легко сбиться.

Я всегда использую смотанный с других трансформаторов провод для своих нужд, поэтому нужно очень аккуратно снимать изоляционную бумагу, чтобы не повредить изоляцию провода. В трансформаторе много лака, и бумага очень плохо снимается, приходится её отрывать маленькими кусочками, чтобы упростить жизнь, можно просто начать сматывать провод не снимая бумаги, она тоненькая, и когда мы будем отматывать, сам провод будет её рвать. Снимаем первые 10 витков.
После 10 витков ставим какую-то метку на бумаге. Снимаем следующие 10 витков. Продолжаем до тех пор, пока не смотаем нужное кол-во витков. Теперь необходимо отрезать провод такой длины, чтобы запустить его в предназначенное для него отверстие и при этом он выступал на 3-4см из катушки. Теперь мне нужно выпустить провод в одно из предназначенных для этого отверстий. Так как я отмотал часть обмотки, то я уже не смогу пропустить провод в предыдущее отверстие, так как получится не очень красиво, ведь последующая намотка будет перелавливать этот провод, поэтому я просверлю в щёчках катушки новое отверстие.

Обмоточный провод я буду дополнительно изолировать кембриком, поэтому сверлю отверстие диаметром сверла немного большим, чем внешний диаметр кембрика. Для того, чтобы не повредить обмотки при сверлении, их нужно защитить, для этого я использую кусочек стеклотекстолита.

В итоге у меня получился достаточно аккуратный паз, при этом обмотки все целые, я ничего не зацепил и ничего не повредил. Дальше продеваем провод, одеваем кембрик. Теперь зафиксируем скотчем отвод для того чтобы он не болтался и не мешал нам в дальнейшей работе.

С первичной обмоткой я разобрался, и теперь мне нужно изолировать первичную обмотку от вторичной. Так как между первичной обмоткой и вторичной будет большая разность потенциалов, то просто проложить один слой изоляционного материала будет недостаточно. Здесь нужна более серьёзная изоляция. Когда я разматывал этот трансформатор, я смотал изоляцию между первичной обмоткой и вторичной. Её же я и намотаю. При закреплении изоляционного материала и обмоток удобно пользоваться скотчем. Он достаточно хорошо держит, тоненький, вот его и используем.
Изоляционный материал нужно хорошо натягивать, чтобы он плотно облегал обмотки и не воровал место в окне магнитопровода. Плотно намотать изоляционную плёнку у меня не получилось,мне это не нравится и я её сейчас немного прижму. Дело в том, что она в любом случае сожмётся когда на неё будет намотан провод, тем более я буду мотать одну из обмоток толстой шиной. Но есть проблема? Дело в том, что сначала я буду мотать 12 вольтную обмотку тонким проводом, и я не смогу этот провод натягивать на столько сильно чтобы он очень хорошо стянул плёнку. А сверху этого провода я уже буду мотать обмотку толстой шиной, и её в любом случае придётся затягивать с довольно сильным усилием, так как она толстая. Получится, что если я поверх свободно натянутой изоляционной плёнки намотаю обмотку тонким проводом, то потом, когда я буду сверху тонкого провода мотать толстую шину, шинка сомнёт тонкую обмотку её диаметр намотки уменьшится и провод перекрутится, витки налезут один на другой. Поэтому здесь нужно сделать так, чтобы все обмотки были очень плотно намотаны и когда я буду мотать вторичную обмотку толстой шиной, 12 вольтной вторичной обмотке не куда будет уйти, так как она будет стоять на плотном каркасе. Для того чтобы уплотнить часть намотанного изоляционного материала, я затяну скотчем наиболее свободные участки. Как видите, даже при затягивании скотчем, уже наблюдаются перегибы. Тоже самое будет происходить и с обмоткой. Она будет перегибаться, витки будут насаживаться один на другой что не есть хорошо.

Теперь мотаем обмотки.
Всё это я покажу уже в следующих роликах. Уже скоро. Подписывайтесь на канал чтобы не пропустить.

Рубрики: Перемотка рабочего трансформатора, Радиолюбительская технология | Тэги: Как намотать трансформатор?, Радиолюбительская технология, Трансформатор | Ссылка

Мотаем тороидальный трансформатор своими руками. Правильная намотка трансформатора своими руками

Ведь потребуется учесть массу важных нюансов, среди которых много значат обрезка и укрытие. От этого зависит то, как будут чувствовать себя побеги весной и их урожайность.

Почему виноград нужно беречь зимой

Мороз, пронизывающий холод, резкие колебания температурного режима очень опасны для винограда. Растение без должной подготовки к зиме в некоторых регионах может погибнуть. Наиболее опасен холодный сезон для кустов, высаженных в открытый грунт, а не в школку. Перед суровыми зимами саженцы следует правильно спрятать, чтобы на следующий год радоваться богатому урожаю ягод и сочным, здоровым листьям, из которых можно приготовить аппетитную долму.

Важно помнить, что укрывать необходимо:

• неустойчивые сорта ягоды;
• гибридные формы;
• молодые саженцы;
• комплексно-устойчивые кусты.

Некоторые разновидности винограда являются устойчивыми к заморозкам. Однако и их нужно правильно подготовить к зиме, учитывая некоторые особенности климата в регионах.

Правильная подготовка винограда к зимовке: основные рекомендации

Заготовка лоз к зимнему периоду имеет несколько особенностей и условий. Проводить ее нужно осенью. Основное, что необходимо выполнить, – это правильная обрезка растения. Кусты потребуется подогнуть к уровню земли и основательно укрыть виноград. Допустима обрезка и в весенние месяцы.

Обратите внимание! Обрезка саженцев, произведенная осенью, является наиболее рациональной, так как это время позволяет сократить размеры насаждения и помогает сделать пригибание к земле более простым.

Весной из обрезанных лоз может выступать сок, что в свою очередь станет причиной ослабления культуры и снижения уровня урожайности.

Подготовка культуры на Урале

На Урале есть некоторые тонкости подготовки винограда к суровым зимам. В этих регионах обрезка с плодовой стрелкой и сучком замещения не допускается, поскольку климатические условия имеют массу особенностей. Уже в марте наблюдаются резкие скачки температур, что приводит к остановке развития первых почек.

Тут нужно удалять все пасынки и побеги вплоть до части, которая одревеснела. Оставить можно максимум 12 почек. В первый год кусты обрезать не рекомендуется. При этом следует оставить 4 рукава¸ поскольку выращивание этой культуры в данном районе может оказаться непредсказуемым из-за суровых условий.

Подготовка винограда к зиме на Урале

Осенние работы с лозами в средней полосе и в Подмосковье

В средней полосе с достаточными мягкими зимами лозы готовят к холодам через пару недель после листопада. Однако дожидаться заморозков не рекомендуется. В этих регионах необходимо:

1. полностью срезать молодые побеги;
2. удалить все пасынки;
3. оставить штамбы до 12 глазков, если они плодовые.

На заметку! В остальных случаях нижние ветки стоит обрезать, оставив не более 4 глазков.

В средних районах стоит снять растение с опор и осуществить пригибание к земле. Сверху создается укрытие из сухих листьев, специального материала, шифера, соломы.

Выращивание и уход за виноградом в Подмосковье предполагает правильное пригибание лоз к земле. Очень важно, чтобы они плотно не соприкасались с грунтом. На почву обычно выкладывают планки из дерева, что позволит избежать образования конденсата, появления плесени, загнивания саженцев.

Дополнительно можно обработать растение медным купоросом, чтобы защитить его от вредных микроорганизмов.

Обильное укрытие некоторым видам культуры не требуется. К числу таких сортов относятся:

• Северный ранний;
• Юбилейный Новгорода;
• Московский устойчивый.

Им будет достаточно небольшого количество лапника.

Как обрезать виноград на зиму

Чтобы хорошо сохранить виноград зимой, очень важно грамотно его обрезать осенью. В процессе с лоз удаляются части, которые прекратили плодоносить. Оставить потребуется только сучок замещения и плодовую стрелку. Не менее важно удалить:

• старые рукава;
• поврежденные части;
• больные лозы;
• невызревшие участки.

Процедуру стоит разделить на 2 подхода. Первый раз ее нужно провести после сборки урожая, чтобы удалить засохшие и слабые ветки.

Правильно обрезаем виноград на зиму

Основной этап можно начинать после сбрасывания кустом всех листьев. Очень важно успеть выполнить работу до первых морозов, при температуре воздуха не ниже -3. Все побеги выше 1.5 метров удаляются в первые дни сентября. Кусты, превысившие вторую проволоку опоры, нужно срезать на 30 см. Главное – не превысить удаление побегов более чем на 10%. Все пасынки обязательно срезаются. Нижняя часть растения должна стать основой для сучка замещения. Для этого оставляют не более 4 глазков. При формировании плодовой стрелки следует оставить 5-12 глазков.

Как укрыть виноград на зиму

Перед тем, как укрыть виноград перед мягкими зимами, культуру нужно обработать железным либо медным купоросом. В регионах с теплыми зимами растение можно не укрывать. Однако все сорта стоит обезопасить от гибели, если температура бывает -21°С и ниже.

Перед укрытием лозы пригибаются к земле и пришпиливаются к ней. Сверху они прикапываются увлажненным грунтом из междурядий.

Обратите внимание! Нельзя использовать почву из-под винограда, поскольку корни промерзнут.

Самый хороший способ укрытия лоз – воздушно-сухой метод. На пучки побегов либо дуги из проволоки следует набросить пластиковую мешковину. Можно использовать темную пленку. Затем растение закапывается землей. Периодически поросль потребуется проветривать, просушивать и охлаждать, для чего укрытие просто открывают на непродолжительное время.

Укрытие винограда на зиму

Данный метод позволяет использовать:

• листья;
• солому;
• опилки.

Однако сверху всегда укладывается пленка, краешки которой обязательно прижимаются.

На заметку! На юге растение закапывают грунтом слоем в 20-25 см.

Видео: как подготовить виноград к зиме

Ошибки в подготовке растения к зиме

Особенности подготовки винограда к зимовке в Сибири

Виноград растет практически на каждом дачном участке: у кого-то ради вкусных ягод, кто-то делает вино или просто отдыхает в тени под лозой во время летнего зноя. Однако, агротехника выращивания этого растения не так проста и требует ощутимых усилий от садовода. Если вы хотите собрать хороший урожай винограда, вам нужно знать, как подготовить виноград к зиме. Это необходимо для того, чтобы виноград не вымерз, а на следующий сезон хорошо плодоносил.

Осенняя обработка, подготовка к обрезке

Подготовка винограда к зиме, как один из основных методов ухода, включает в себя создание условий, способствующих образованию новых почек на будущий сезон. Для обеспечения всех этих условий необходимо сделать следующее:

То, как виноград перезимует, во многом зависит от того, как за ним ухаживали весь предыдущий зиме сезон. Начинать заботиться о том, чтобы виноградная лоза хорошо перенесла зимовку, нужно с самой весны, ведь невызревшее, пораженное болезнями, бактериями, вредителями или же механически растение, вряд ли на это способно.

В течение сезона проводите регулярный осмотр лозы, найдя зараженные участки немедленно их обработайте фунгицидами, а пораженную часть ветви удалите. Также не забывайте подкармливать виноград комплексными минеральными и органическими удобрениями. Не забывайте и о внекорневых подкормках, то есть об опрыскивании.

Сразу после того, как соберете урожай – необходимо приступить к обработке винограда. Опрыскайте лозу специальными средствами от различных инфекций и вредителей. Обязательно проверьте перед опрыскиванием, чтобы не оставалось гроздей или отдельных ягод, а сами виноградные ветви были не повреждены.

Если же вы обнаружите какие-либо повреждения или очаги заражения болезнями, незамедлительно удалите эту часть лозы. В противном случае заражение будет распространяться, и на следующий сезон виноград окажется больным.

Вносить удобрения и поливать почву нужно не ранее октября, так как до этого времени она остается достаточно увлажненной.

Далее, примерно в середине октября, следует обильно полить виноград, при этом сделав вокруг корневища канавки, чтобы вода задерживалась в них и не растекалась по поверхности. Это позволит влаге дойти непосредственно до корня. После полива необходимо постоянно следить за грунтом, чтобы он не утрамбовывался. Для этого почву нужно регулярно рыхлить, что позволит влаге дольше в ней оставаться.

После этого стоит перейти к подкормке винограда органическими удобрениями с примесью древесной золы. Но не увлекайтесь, достаточно простого мульчирования почвы хорошим слоем из торфа или перепревшего навоза.

Как обрезать виноград на зиму

Сохранение виноградного куста зимой зависит от вызревания древесины. Наиболее подходящие лозы обладают диаметром от 6 до 13 миллиметров. Также нужно обратить внимание на то, чтобы ее сердцевина занимала не более третей части толщины ветви. Такие лозы скапливают столько питательных веществ, сколько необходимо винограду, чтобы перезимовать успешно.

Для лучшего вызревания древесины необходимо соблюдать следующие правила:

Осенняя чеканка осуществляется в период, когда замедляется рост винограда. Для того, чтобы верно определить нужный момент, достаточно внимательно посмотреть на верхушки. Так как выпрямленные верхушки говорят о приостановившихся процессах роста, изогнутые – в фазе активного роста. Когда на верхушке будут и те, и те побеги, это означает, что пора приступать к чеканке. Производить ее следует после пятнадцатого листа на лозе.

Начинать обрезку винограда нужно в конце октября. Необходимо не только дождаться, когда ветки закончат плодоносить, после чего дать им некоторое время запастись питательными веществами, чтобы немного окрепнуть. Идеально, когда листья опадут сами, но если же этого не случилось до указанного срока, листву нужно обрезать.

Цель осенней обрезки винограда состоит в освобождении растения от лозы, которая отплодоносила, от больных, поврежденных, слишком старых веток. Их срезают, оставляя плодовую стрелку с сучком замещения, то есть плодовое звено.

После этого убирают росяные корни, то есть ту корневую часть, что растет у ствола практически на поверхности земли из основания штамба. Этот процесс называется катаровкой, необходим для того, чтобы корневище окрепло и питательные вещества не тратились на разрастание росяных.

Катаровку производят следующим образом:

• выкапывают канаву глубиной около 20 сантиметров вокруг основания ствола;
• мелкие корешки срезают до одного уровня с основным корнем;
• срезы обязательно обрабатывают раствором медного купороса;
• окучивают и поливают куст.

Зимнюю обрезку винограда нужно производить регулярно, в зависимости от размера лозы уже на 2-3 год после посадки, тем самым формируя куст.

Но если ранее этого не делалось или редко и нерегулярно, а куст уже довольно зрелый, обрезка займет больше сил и времени. Если виноградный куст состоит из нескольких многолетних лоз, нужно сформировать рукава, состоящие из плодовых звеньев.

После того, как опадут листья, обрезаем отплодоносившие, больные, старые, поврежденные рукава, после чего формируем плодовое звено. Для этого необходимо осмотреть каждый куст снизу вверх и выбрать два побега. На нижнем побеге оставить два-три глазка(почки), это и будет сучок замещения.

Следующий за ним сильный побег – плодовая стрелка, на ней оставить больше глазков. То есть, необходимо выбрать наиболее здоровые ветви, причем делать это с запасом, учитывая нестабильную погоду. Лишнюю лозу можно будет убрать при весенней обрезке.

После того, как вы обрежете виноград, места срезов нужно обработать медным купоросом. Это послужит препятствием для проникновения через срез вредоносных организмов и бактерий. После чего следует приступить к следующему этапу подготовки винограда на зиму – укрытию.

Укрытие винограда после обрезки

Сразу после того, как вы обрезали виноград, его необходимо связать и пригнуть к земле. Для этого формируйте такие виноградные побеги, которые будет легко положить на землю, они должны быть довольно гибкими. Делать это следует до наступления устойчивых заморозков, но после того, как виноградная лоза перенесет первый мороз не укрытой. Таким образом, виноград закалится и будет более устойчив к последующим понижениям и колебаниям температурного режима.

Пригните виноград к земле, прижмите его деревянными шпалерами, некоторые садоводы кладут кирпичи. Это не даст лозе выгнуться в обратную сторону и подняться с земли. Укрыть можно обычной пленкой, но таким образом вы рискуете создать внутри парниковый эффект, из-за которого внутри может развиться плесень, и начаться процессы гниения. Укрытия из сухих листьев и опилок создадут аналогичный эффект.

Под низ лозы предварительно стоит положить сухой материал, например, обрезанные части веток, чтобы виноград не лежал непосредственно на сырой земле. Сверху на лозу можно положить деревянные щиты, а их потом накрыть непромокаемым материалом, например, брезентом или рубероидом.

Можно использовать специальный укрывной материал, агроволокно. Сверху на укрытый виноград положить что-то в меру тяжелое, то же сделать и по краям, например, создать бортики из дощечек. Это не позволит ветру сорвать укрывной материал.

Укрывать на зиму нужно не каждый сорт винограда, а только те, которые плохо переносят низкие температуры. Если в вашем регионе довольно холодные зимы, то лучше подстраховаться и заняться подготовкой винограда к зиме.

Не обрезайте виноград раньше срока, это может привести к тому, что лоза и корневая система винограда не получат нужное количество питательных веществ. Но и регулярных заморозков дожидаться не стоит, так как из-за них ветви станут хрупкими, и при обрезке велика вероятность их повреждения.

Таким образом, вы поняли, что подготовка винограда к зиме – это наиболее важная стадия его выращивания, так как от этого зависят скорость развития лозы, количество ягод и их вкусовые качества.

Намотать трансформатор своими руками – процесс не столько сложный, сколько длительный, требующий постоянной концентрации внимания.

Тем, кто приступает к такой работе в первый раз, бывает трудно разобраться, какой материал использовать и как проверить готовый прибор. Пошаговая инструкция, представленная ниже, даст новичкам ответы на все вопросы.

Прежде чем приступить непосредственно к намотке, необходимо запастись всеми необходимыми для выполнения работы приспособлениями и инструментами:

Виды и способы, направления намотки обмоток трансформатора представлены на фото:

Изоляция слоев обмотки

В некоторых случаях между проводами требуется вставить прокладки для изоляции. Чаще всего для этого используют конденсаторную или кабельную бумагу.
Середину соседних трансформаторных обмоток следует изолировать сильнее. Для изоляции и выравнивания поверхности под следующий слой обмотки потребуется специальная лакоткань , которую нужно обернуть с обеих сторон бумагой. Если лакоткани не найдется, то решить проблему можно с помощью все той же бумаги, сложенной в несколько слоев.

Бумажные полосы для изоляции должны быть шире обмотки на 2-4 мм.

Для проверки , прежде всего надо определить выводы всех его обмоток. Полезные советы о том, как проверить трансформатор мультиметром на работоспособность, читайте в следующей статье.

Алгоритм действий

1. Провод с катушкой закрепить в устройстве намотке , а каркас трансформатора – в устройстве намотки. Вращения делать мягкие, умеренные, без срывов.
2. Провод с катушки опустить на каркас.
3. Между столом и проводом оставить минимум 20 см , чтобы можно было расположить на столе руку и фиксировать провод. Также на столе должны находиться все сопутствующие материалы: наждачная бумага, ножницы, бумага для изоляции, включенный паяльный инструмент, карандаш или ручка.
4. Одной рукой плавно вращать намоточное устройство, а второй – фиксировать провод. Необходимо, чтобы провод ложился ровно, виток к витку.
5. Трансформаторный каркас заизолировать , а выведенный конец провода продеть сквозь каркасное отверстие и ненадолго зафиксировать на оси намоточного устройства.
6. Намотку следует начинать без спешки: необходимо «набить руку», чтобы получалось укладывать обороты друг рядом с другом.
7. Нужно следить, чтобы угол провода и натяжение были постоянными. Мотать каждый последующий слой «до упора» не следует, т. к. провода могу соскользнуть и провалиться в каркасные «щечки».
8. Счетное устройство (если есть) установить на ноль либо внимательно считать витки устно.
9. Изолирующий материал склеить или прижать мягким кольцом из резины.
10. Каждый последующий оборот на 1-2 витка делать тоньше предыдущего.

О намотке катушек трансформатора своими руками смотрите в видео-ролике:

Соединение проводов

Если в ходе наматывания произойдет разрыв, то:

• тонкие провода (тоньше 0,1 мм) скрутить и заварить;
• концы проводов средней толщины (менее 0,3 мм) следует освободить от изоляционного материала на 1-1. 5 см, скрутить и спаять;
• концы толстых проводов (толще 0,3 мм) нужно немного зачистить и спаять без скрутки;
• место спайки (сварки) заизолировать.

Важные моменты

Если для намотки используется тонкий провод, то количество витков должно превышать несколько тысяч . Сверху обмотку необходимо защитить бумагой для изоляции или дерматином.

Если трансформатор обмотан толстым проводом, то наружная защита не требуется.

Испытание

После того, как с намоткой будет закончено, необходимо испытать трансформатор в действии , для этого следует подключить к сети его первичную обмотку.

Чтобы проверить прибор на возникновение коротких замыканий, следует последовательно подключить к источнику питания первичную обмотку и лампу.

Степень надежности изоляции проверяется посредством поочередного касания выведенным концом провода каждого выведенного конца сетевой обмотки.

Проводить испытание трансформатора следует очень внимательно и осторожно, дабы не попасть под напряжение повышающей обмотки.

Если неукоснительно следовать предложенной инструкции и не пренебрегать ни одним из пунктов , то намотка трансформатора вручную не будет представлять никаких сложностей, и справиться с ней сможет даже новичок.

Как рассчитать и намотать трансформатор своими руками? FAQ

Как рассчитать и намотать силовой низкочастотный трансформатор для блока питания УНЧ? FAQ Часть 1

Эта тема возникла в связи с написанием статьи о самодельном усилителе низкой частоты. Хотел продолжить повествование, рассказав о блоке питания и добавив ссылку на какую-нибудь популярную статью о перемотке трансформаторов, но не нашёл простого понятного описания. Что ж поделаешь, всё нужно делать самому. https://oldoctober.com/

В этом опусе я расскажу, на примере своей конструкции, как рассчитать и намотать силовой трансформатор для УНЧ. Все расчёты сделаны по упрощённой методике, так как в подавляющем большинстве случаев, радиолюбители используют уже готовые трансформаторы. Статья рассчитана на начинающих радиолюбителей.

Самые интересные ролики на Youtube

Те же, кто хочет углубиться в расчёты, может скачать очень хорошую книжку с примерами полного расчёта трансформатора, ссылка на которую есть в конце статьи. Также в конце статьи есть ссылка на несколько программ для расчёта трансформаторов.

Близкие темы.

Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей. УНЧ, часть 3.

Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?

Оглавление статьи.

1. Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?
2. Какую схему питания УНЧ выбрать?
3. Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.
4. Расчёт напряжения (постоянного тока) на выходе блока питания работающего при максимальной нагрузке.
5. Типы магнитопроводов силовых трансформаторов.
6. Как определить габаритную мощность трансформатора?
7. Где взять исходный трансформатор?
8. Как подключить неизвестный трансформатор к сети?
9. Как сфазировать обмотки трансформатора?
10. Как определить количество витков вторичной обмотки?
11. Как рассчитать диаметр провода для любой обмотки?
12. Как измерить диаметр провода?
13. Как рассчитать количество витков первичной обмотки?
14. Как разобрать и собрать трансформатор?
15. Как намотать трансформатор?
16. Как закрепить выводы обмоток трансформатора?
17. Как изменить напряжение на вторичной обмотке не разбирая трансформатор?
18. Программы для расчёта силовых трансформаторов.
19. Дополнительные материалы к статье.

Страницы 1 2 3 4

Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?

Для колонок описанных здесь, я решил собрать простой усилитель мощностью 8-10 Ватт в канале, на самых дешёвых микросхемах, которые только удалось найти на местном радиорынке. Ими оказались – TDA2030 ценой всего по 0,38$.

Предполагаемая мощность в нагрузке должна составить 8-10 Ватт в канале:

10 * 2 = 20W

КПД микросхемы TDA2030 по даташиту (datasheet) – 65%.

20 / 0,65 = 31W

Я подобрал трансформатор с витым броневым магнитопроводом, так что, КПД можно принять равным – 90%.https://oldoctober.com/

31 / 0,9 = 34W

Приблизительно оценить КПД трансформатора можно по таблице.

Мощность трансформатора (Вт)	КПД трансформатора (%)
	Броневой штампованный	Броневой витой	Стержневой витой	Кольцевой
5-10	60	65	65	70
10-50	80	90	90	90
50-150	85	93	93	95
150-300	90	95	95	96
300-1000	95	96	96	96

Значит, понадобится сетевой трансформатор мощностью около 30-40 Ватт. Такой трансформатор должен весить около килограмма или чуть больше, что, на мой взгляд, прибавит моему мини усилителю устойчивости и он не будет «бегать» за шнурами.

Если мощность трансформатора больше требуемой, то это всегда хорошо. У более мощных трансформаторов выше КПД. Например, трансформатор мощностью 3-5 Ватт может иметь КПД всего 50%, в то время как у трансформаторов мощностью 50–100 Ватт КПД обычно около 90%.

Итак, с мощностью трансформатора вроде всё более или менее ясно.

Теперь нужно определиться с выходным напряжением трансформатора.

Вернуться наверх к меню

Какую схему питания УНЧ выбрать?

Для питания микросхемы, я решил использовать двухполярное питание.

При двухполярном питании не требуется бороться с фоном и щелчками при включении. Кроме того, отпадает необходимость в разделительных конденсаторах на выходе усилителя.

Ну, и самое главное, микросхемы, рассчитанные на однополярное питание и имеющие соизмеримый уровень искажений, в несколько раз дороже.

Это схема блока питания. В нём применён двухполярный двухполупериодный выпрямитель, которому требуются трансформатор с двумя совершенно одинаковыми обмотками «III» и «IV» соединёнными последовательно. Далее все основные расчёты будут вестись только для одной из этих обмоток.

Обмотка «II» предназначена для питания электронных регуляторов громкости, тембра и стереобазы, собранных на микросхеме TDA1524. Думаю описать темброблок в одной из будущих статей.

Ток, протекающий через обмотку «II» будет крайне мал, так как микросхема TDA1524 при напряжении питания 8,5 Вольта потребляет ток всего 35мА. Так что потребление здесь ожидается менее одного Ватта и на общей картине сильно не отразится.

Вернуться наверх к меню

Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.

Этот расчёт необходимо сделать, чтобы обезопасить микросхему от пробоя.

Максимальное допустимое напряжение питания TDA2030 – ±18 Вольт постоянного тока.

Для переменного тока, это будет:

18 / 1,41 ≈ 12,8 V

Падение напряжения на диоде* выпрямителя при незначительной нагрузке – 0,6 V.

12,8 + 0,6 = 13,4 V

*Схема применённого выпрямителя построена так, что протекающий в любом направлении ток создаёт падение напряжения только на одном из диодов. При использовании одной вторичной обмотки и мостового выпрямителя, таких диодов будет два.

При повышении напряжения сети, напряжение на выходе выпрямителя увеличится. По нормативам, напряжение сети должно быть в пределах – -10… +5% от 220-ти Вольт.

Уменьшаем напряжение на вторичной обмотке трансформатора для компенсации повышения напряжения сети на 5%.

13,4 * 0.95 ≈ 12,7 V

Мы получили значение максимального допустимого напряжения переменного тока на вторичной обмотке трансформатора при питании микросхемы TDA2030 от двухполярного источника без стабилизации напряжения.

Проще говоря, это чтобы напряжение не вылезло за пределы ±18V и не спалило микруху.

Те же значения для этой линейки микросхем.

Тип микросхемы	На выходе трансформатора (~В)	Напряжение питания max (±В)
TDA2030	12,7	18
TDA2040	14	20
TDA2050	17,4	25

Вернуться наверх к меню

Расчёт напряжения (постоянного тока) на выходе блока питания работающего при максимальной нагрузке.

Этот расчёт необходимо сделать, чтобы оценить максимальную мощность на нагрузке и ограничить её путём снижения напряжения, если она выйдет за допустимые пределы для данного типа микросхемы или нагрузки.

Под нагрузкой напряжение переменного тока на вторичной обмотке понижающего трансформатора может уменьшиться.

12,7 * 0.9 ≈ 11,4V

Падение напряжения на диоде* выпрямителя резко возрастёт под нагрузкой и может достигнуть, в зависимости от типа диода, – 0.8… 1,5V.

11,4 – 1,5 = 9,9V

*Схема применённого выпрямителя построена так, что протекающий в любом направлении ток создаёт падение напряжения только на одном из диодов. При использовании одной вторичной обмотки и мостового выпрямителя, таких диодов будет два.

После выпрямителя получаем на конденсаторе фильтра напряжение постоянного тока:

9,9 * 1,41 ≈ 14V

Но, под нагрузкой, конденсатор не будет успевать заряжаться до максимально возможного напряжения. Поэтому, и в этом случае, исходное напряжение увеличивают на 10%.

14 * 0.9 = 12,6V

В реальности, действующее напряжение может быть и выше, а 12,6 Вольта, это тот уровень, на котором предположительно возникнет ограничение аудио сигнала. На картинке изображён эпюр напряжения на нагрузке, снятый при воспроизведении частоты синусоидального сигнала. Сигнал ограничен напряжением питания УНЧ.

При ограничении сигнала возникают сильные искажения, которые фактически и ограничивают выходную мощность УНЧ.

По даташиту, при напряжении питания ±12,6 Вольта и нагрузке 4 Ω, микросхема TDA2030 развивает синусоидальную мощность 9 Ватт. Этой мощности вполне хватит для моих скромных колонок и она не выйдет за пределы допуска для TDA2030.

Выходная мощность микросхем этой серии на нагрузке 4 Ω при использовании нестабилизированного блока питания с максимальным допустимым напряжением.

Тип микросхемы	Мощность на нагрузке (Вт)	Напряжение питания на выходе БП под нагр. (±В)
TDA2030	9	12,6
TDA2040	22	14
TDA2050	35	18

Получив необходимые исходные данные, можно приступать к перемотке трансформатора.

Вернуться наверх к меню

Страницы 1 2 3 4

ПЕРЕМОТКА ТРАНСФОРМАТОРА

---

   Одно из главных подручных средств в лаборатории радиолюбителя – это конечно же блок питания, а как известно, основа большинства блоков питания – силовой трансформатор напряжения. Иногда в руки попадаются отличные трансформаторы, но после проверки обмоток становится ясно, что нужное нам напряжение отсутствует по причине перегорания первички или вторички. Выход из такой ситуации один – перемотать трансформатор и мотать вторичную обмотку своими руками. В радиолюбительской технике обычно нужно иметь напряжение от 0 до 24 вольт, для питания разнообразный устройств.

   Поскольку блок питания будет работать от бытовой сети 220 вольт, то при проведении небольших расчетов становится ясно, что в среднем каждые 4-5 витков во вторичной обмотке трансформатора дают напряжение 1 вольт. Это значит, для блока питания с максимальным напряжением 24 вольт, вторичная обмотка должна содержать 5*24 итого получаем 115-120 витков. Для мощного блока питания также нужно подобрать для перемотки провод нужного сечения, в среднем диаметр провода выбирают для блока питания средней мощности составляет 1 миллиметр (от 0,7 до 1,5 мм). 

   Для создания мощного блока питания под рукой нужно иметь мощный трансформатор, отлично подойдет трансформатор от черно-белого телевизора производства советского союза. Трансформатор нужно разобрать, вынуть сердечек (железки) и отмотать все вторичные обмотки оставляя только сетевую, весь процесс занимает не более 30 минут. 

   Далее берем указанный провод и мотаем на каркас трансформатора с расчетом 5 витков 1 вольт. Таким образом можно своими руками собрать например зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, для зарядки автомобильного аккумулятора вторичная обмотка должна содержать 60-70 витков (напряжение зарядки должно быть не менее 14 вольт, сила тока 3-10 ампер), потом нужен мощный диодный мост для выпрямления переменного тока и все готово. 

   Но для зарядки автомобильного аккумулятора провод вторичной обмотки трансформатора нужно подобрать с диаметром не менее 1,5 миллиметров (от 1,5 до 3 миллиметров, чтобы иметь зарядный ток от 3 до 10 ампер). Таким же образом можно спроектировать сварочный аппарат и другие силовые приборы.

Поделитесь полезными схемами

---

БЛОК ПИТАНИЯ НА TL431    Делаем простой самодельный регулируемый блок питания на стабилизаторе TL431, с выходным напряжением 2,5 – 27 вольт.

---

---

ПРОСТАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ ДЛЯ КВАРТИРЫ     Сигнализация для квартиры своими руками – автономное питание и герконовый контактный датчик проникновения. Устройство, описанное в статье, предназначено для звуковой сигнализации о проникновении в квартиру через входную дверь.

---

СТРОБОСКОП ДЛЯ ДИСКОТЕКИ     Отражатель стробоскопа позволит направить максимум света. Изготовить его можно из алюминиевой полоски либо картона.

---

КАК СДЕЛАТЬ МАШИНКУ ДЛЯ ТАТУИРОВОК    Делаем машинку для татуировки своими руками. Само понятие наколки было сформулировано еще в 20- x годов 20 века. На сей день люди накаливают на своем теле все что угодно и платят за ниx большие деньги, но не многие знают, что сама татуировка родилась в зонаx еще 100 лет назад. И сегодня мы будем рассматривать устройство которое позволит делать татуировки профессиональным образом.

Мощный трансформатор из трех маломощных

Как-то раз понадобился мощный трансформатор с двуполярным питанием для усилителя мощности низкой частоты. Поискав в закромах ничего подобного не нашел. В продаже по месту жительства, к сожалению, тоже ничего подобного не было. Тут на глаза попались 3 одинаковых трансформатора от старых музыкальных центров. И в голову пришла отличная идея: сделать один мощный трансформатор из трех небольших.

Изготовление мощного трансформатора из трех небольших

Разбираем магнитопровод всех трансформаторов. Для этого выбиваем сначала все «I» – образные элементы расположенные в шахматном порядке, а затем все «Ш» – образные пластины.

Снимаем слои изоляции и обмотки с каркасов.

Отпиливаем у двух каркасов торец только с одной стороны. А у третьего оба торца, чтобы остались только боковые пластины.

При помощи супер клея склеиваем каркас воедино.

Обматываем первым изоляционным слоем для должной фиксации. Возможные растекания клея убираем напильником после затвердевания. Вся поверхность внутри должна быть обязательно гладкой и твердой, иначе сердечник не встанет плотно.

Замеряем внутреннее сечения будущего магнитопровода и при помощи специальных формул рассчитываем рассчитываем количество витков для первичной и вторичной обмоток.

Наматываем первую обмотку, она составляет 268 витков по расчетам (для 230 В питания). Но я догнал ее до 300, чтобы сделать некий запас и снизить ток холостого хода.

Матаем виток к витку послойно. Изолируем каждый слой.

Первичная обмотка готова. Выводы делаем через изоляционные трубки.

Изолируем в два слоя, чтобы создать надежную гальваническую развязку.

Наматываем вторичную обмотку. Для выхода «35 В-0-35 В» общее напряжение 70 Вольт, необходимо намотать 84 витка, с отводом от середину.

Делаем отвод от середины, от 42 витка.

Получилась вторичная обмотка, намотанная проводом 1,2 мм.

Собираем сердечник трансформатора. Сначала в шахматном порядке устанавливаем «Ш» – образные пластины.

А в самом конце «I» – образные.

Проверяем трансформатор. Для этого включаем для безопасности первичную обмотку в сеть через лампу накаливания.

Все работает. Замеряем напряжение на выходе вторичной обмотки. Получилось примерно 32 Вольта на каждое плече.

Вообщем идея годная, трансформатор работает, не греется, мощности хватает.

Смотрите видео

Подробности смотрите в видеоролике.

Как сделать простой высоковольтный преобразователь из 3-х деталей » трансформатор, транзистор, резистор.

Тема о различных устройствах, повышающих напряжение до величин свыше 1000 вольт весьма популярна. Эти высоковольтные преобразователи можно использовать для таких целей как электрические зажигалки, ионизаторы воздуха, источники питания для газоразрядных ламп, электрошокеры, различные светящиеся шары (внутри которых играют молнии) и т.д. И вовсе нет особой необходимости в том, чтобы собирать преобразователь высокого напряжения по какой-то сложной схеме. Допустим я сделал очень простой вариант такого устройства, которое содержало в себе всего три детали: трансформатор с ферритовым Ш-образным сердечником, полевой транзистор и резистор.

В этой схеме простого высоковольтного преобразователя, что был собран своими руками, основные силы уходят на намотку повышающего трансформатора. Сам трансформатор был снят с платы обычного компьютерного блока питания. Также такие трансформаторы можно найти в различной современной технике, где имеются блоки питания с высокочастотными преобразователям. Либо его можно просто купить на радиорынке, цена относительно низкая.

Магнитопровод такого высокочастотного трансформатора должен быть из феррита (подойдет любая марка). У меня нормально работал этот преобразователь на трансформаторе Ш-образной формы (должна подойти и П-образная форма), в то время как на круглом сердечнике схема не запускалась. Размеры трансформатора в большей степени зависят от того провода, что будет намотан на магнитопровод (диаметра, количества витков, изоляционных слоев между обмотками). Допустим свой первый трансформатор я намотал до полного его заполнения, а в итоге оказалось, что было недостаточным количество витков во вторичной обмотке. Пришлось брать трансформатор чуть больших размеров. Что касается мощности таких высокочастотных трансформаторов, то ее скорее можно назвать резиновой. То есть, электрическая мощность, которую можно получить из подобного транса, напрямую зависит от рабочей частоты тока, что подается на входные обмотки. Повышая только лишь частоту тока, оставляя размеры трансформатора прежними, можно увеличивать его общую мощность.

Если вы сняли с устройства, достали где-нибудь подходящий трансформатор с ферритовым сердечником то его нужно будет перемотать. Обычно магнитопровод этих трансов между собой склеен. Банальные попытки просто соединить сердечник путем механического воздействия (отковыривать ножом, отверткой и т.д.) в большинстве случаев приводят к раскалыванию феррита. Правильнее будет сначала имеющийся трансформатор опустить на полминуты в кипящую воду. После этого сцепление клея ослабевает и части ферритового сердечника легко отсоединяются друг от друга без повреждений.

Теперь что касается самой перемотки трансформатора под наш самодельный высоковольтный преобразователь. Итак, первичная обмотка содержит 8 витков с отводом от середины (диаметр провода около 0.8-1,5 мм). Ее проще наматывать шиной из нескольких проводов, допустим берем 6 проводов диаметром по 0.4 миллиметров каждый. Все эти провода аккуратно и равномерно наматываем на каркас трансформатора. Мотаем 4 витка. Далее выходящие концы этих проводов разделяем по 3 штуки, спаивая их между собой. В общем получается что мы имеем первичку, состоящую из двух проводов, каждый из которых имеет 4 витка, а каждый провод состоит из трех жил, соединенных параллельно между собой. Начало одной (любой) первичной обмотки соединяем с концом другой первичной обмотки. Это соединение и будет отводом от середины, образуя среднюю точку.

Для изоляционного отделения обмоток можно использовать ленту обычного скотча. Намотали первичную обмотку, нанесли изоляционный слой в несколько витков. Поверх первичной начинаем мотать вторичную, повышающую обмотку высоковольтного трансформатора. Также отделяем слоем скотча. К примеру, один слой вторичной обмотки содержит у меня по 200 витков, после чего изолирую одним витком скотча. Далее мотаю следующий слой в 200 витков. Всего вторичная обмотка должна содержать около 1600 витков провода 0,1 мм. Это получается 8 слоев по 200 витков каждый. Следим, чтобы витки различных слоев были отдалены друг от друга на некоторое расстояние (примерно 0.4 мм), что уменьшает вероятность электрического пробоя.

После завершения намотки вставляем в каркас части ферритового сердечника. Для их фиксации достаточно обмотать несколькими витками ленты скотча. Вот и все, наш высоковольтный трансформатор готов. Теперь осталось к нему припаять полевой транзистор и резистор. Подсоединяем питание. В моем случае высоковольтный преобразователь хорошо начинал работать от напряжения 5 вольт. Просто сам полевой транзистор, который я поставил, имеет пороговое напряжение 2-4 вольта. Путем подбора полевых транзисторов (имеющих другие пороговые напряжения) можно уменьшить величину питающего напряжения, к примеру, запитать схему от обычного литиевого аккумулятора, получив в итоге компактную электрическую зажигалку для газа.

Видео по этой теме:

P.S. В моем случае при напряжении питания в 5 вольт схема высоковольтного преобразователя, что сделан был своими руками, потребляла ток 0,5 и более ампер. Полевой транзистор начинал греться. Следовательно, чтобы избежать его чрезмерного перегрева к нему нужно прикрепить небольшой охлаждающий радиатор. Так что после сборки данной схемы обратите внимания на нагрев транзистора, при необходимости установите радиатор подходящих размеров.

Трансформатор питания своими руками

Переделка электронного трансформатора

Электронный трансформатор — сетевой импульсный блок питания, который предназначен для питания галогенных ламп 12 Вольт. Подробнее о данном устройстве в статье «Электронный трансформатор (ознакомление)».

Устройство имеет достаточно простую схему. Простой двухтактный автогенератор, который выполнен по полумостовой схеме, рабочая частота порядка 30кГц, но этот показатель сильно зависит от выходной нагрузки.

Схема такого блока питания очень не стабильна, не имеет никаких защит от КЗ на выходе трансформатора, пожалуй именно из-за этого, схема пока не нашла широкого применения в радиолюбительских кругах. Хотя в последнее время на разных форумах наблюдается продвижение данной темы. Люди предлагают различные варианты доработки таких трансформаторов. Я сегодня попытаюсь все эти доработки совместить в одной статье и предложить варианты не только доработки, но и умощнения ЭТ.

В основу работы схемы углубляться не будем, а сразу приступим к делу. Мы попытаемся доработать и увеличить мощность китайского ЭТ Taschibra на 105 Ватт.

Для начала хочу пояснить, по какой причине я решил взяться за умощнение и переделку таких трансформаторов. Дело в том, что недавно сосед попросил сделать ему на заказ зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, который был бы компактным и легким. Собирать не хотелось, но позже я наткнулся на интересные статьи в которых рассматривалась переделка электронного трансформатора. Это натолкнуло на мысль — почему бы не попробовать?

Таким образом, были приобретены несколько ЭТ от 50 до 150 Ватт, но опыты с переделкой не всегда завершались успешно, из всех выжил только ЭТ на 105 Ватт. Недостатком такого блока является то, что трансформатор у него не кольцевой, в связи с чем неудобно отмотать или домотать витки. Но другого выбора не было и пришлось переделать именно этот блок.

Как нам известно, эти блоки не включаются без нагрузки, это не всегда является достоинством. Я планирую получить надежное устройство, которое можно свободно применять в любых целях, не боясь, что блок питания может перегореть или выйти из строя при КЗ.

Доработка №1

Суть идеи заключается в добавлении защиты от КЗ, также устранения вышеуказанного недостатка (активация схемы без выходной нагрузки или с маломощной нагрузкой).

Глядя на сам блок, мы можем увидеть простейшую схему ИБП, я бы сказал, что схема не до конца отработана производителем. Как мы знаем, если замкнуть вторичную обмотку трансформатора, то меньше, чем за секунду схема выйдет из строя. Ток в схеме резко возрастает, ключи в миг выходят из строя, иногда и базовые ограничители. Таким образом, ремонт схемы обойдется дороже стоимости (цена такого ЭТ порядка 2,5$).

Трансформатор обратной связи состоит из трех отдельных обмоток. Две из этих обмоток питают базовые цепи ключей.

Для начала удаляем обмотку связи на трансформаторе ОС и ставим перемычку. Эта обмотка включена последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора. Затем на силовом трансформаторе мотаем всего 2 витка и один виток на кольце (трансформаторе ОС). Для намотки можно использовать провод с диаметром 0,4-0,8мм.

Далее нужно подобрать резистор для ОС, в моем случае он на 6,2 ОМ, но резистор можно подобрать с сопротивлением 3-12 Ом, чем выше сопротивление этого резистора, тем меньше ток защиты от КЗ. Резистор в моем случае использован проволочный, чего делать не советую. Мощность этого резистора подбираем 3-5 ватт (можно использовать от 1 до 10 ватт).

Во время КЗ на выходной обмотке импульсного трансформатора ток во вторичной обмотке падает (в стандартных схемах ЭТ при КЗ ток возрастает, выводя из строя ключи). Это приводит к уменьшению тока на обмотке ОС. Таким образом, прекращается генерация, сами ключи запираются.

Единственным недостатком такого решение является то, что при долговременном КЗ на выходе, схема выходит из строя, поскольку ключи греются и достаточно сильно. Не стоит подвергать выходную обмотку КЗ с длительностью более 5-8 секунд.

Схема теперь будет заводиться без нагрузки, одним словом мы получили полноценный ИБП с защитой от КЗ.

Доработка №2

Теперь постараемся, в какой-то мере сгладить сетевое напряжение от выпрямителя. Для этого будем использовать дроссели и сглаживающий конденсатор. В моем случае использован готовый дроссель с двумя независимыми обмотками. Данный дроссель был снят от ИБП DVD проигрывателя, хотя можно использовать и самодельные дросселя.

После моста следует подключить электролит с емкостью 200мкФ с напряжением не менее 400 Вольт. Емкость конденсатора подбирается исходя из мощности блока питания 1мкФ на 1 ватт мощности. Но как вы помните, наш БП рассчитан на 105 Ватт, почему же конденсатор использован на 200мкФ? Это поймете уже совсем скоро.

Доработка №3

Теперь о главном — умощнение электронного трансформатора и реально ли это? На самом деле есть только один надежный способ умощнения без особых переделок.

Для умощнения удобно использовать ЭТ с кольцевым трансформатором, поскольку нужно будет перемотать вторичную обмотку, именно по этой причине мы заменим наш трансформатор.

Сетевая обмотка растянута по всему кольцу и содержит 90 витков провода 0,5-0,65мм. Обмотка мотается на двух сложенных ферритовых кольцах, которые были сняты от ЭТ с мощностью 150 Ватт. Вторичная обмотка мотается исходя от нужд, в нашем случае она рассчитана на 12 Вольт.

Планируется увеличить мощность до 200 Ватт. Именно поэтому и нужен был электролит с запасом, о котором говорилось выше.

Конденсаторы полумоста заменяем на 0,5мкФ, в штатной схеме они имеют емкость 0,22 мкФ. Биполярные ключи MJE13007 заменяем на MJE13009. Силовая обмотка трансформатора содержит 8 витков, намотка делалась 5-ю жилами провода 0,7мм, таким образом, имеем в первичке провод с общим сечением 3,5мм.

Идем дальше. Перед и после дросселей ставим пленочные конденсаторы с емкостью 0,22-0,47мкФ с напряжением не менее 400 Вольт (я использовал именно те конденсаторы, которые были на плате ЭТ и которые пришлось заменить для увеличения мощности).

Далее заменяем диодный выпрямитель. В стандартных схемах применяются обычные выпрямительные диоды серии 1N4007. Ток диодов составляет 1 Ампер, наша схема потребляет немало тока, поэтому диоды стоит заменить на более мощные, во избежание неприятных результатов после первого включения схемы. Можно использовать буквально любые выпрямительные диоды с током 1,5-2 Ампер, обратное напряжение не менее 400 Вольт.

Все компоненты, кроме платы с генератором смонтированы на макетной плате. Ключи были укреплены на теплоотвод через изоляционные прокладки.

Продолжаем нашу переделку электронного трансформатора, дополнив схему выпрямителем и фильтром. Дросселя  намотаны на кольцах из порошкового железа (сняты от компьютерного БП), состоят из 5-8 витков. Намотку удобно сделать сразу 5-ю жилами провода с диаметром 0,4-0,6мм каждая жила.

Сглаживающий конденсатор подбираем с напряжением 25-35 Вольт, в качестве выпрямителя применен один мощный диод шоттки (диодные сборки из компьютерного блока питания). Можно использовать любые быстрые диоды с током 15-20 Ампер.

all-he.ru

Намотка простого трансформатора своими руками

Изготовить самодельный трансформатор – это стоящее дело, чтобы не тратить деньги на покупку трансформаторов.

Подбор материалов

Провод возьмем российский, у него прочнее изоляция. От старых катушек провод используется, если нет повреждения изоляции. Для изоляции подойдет бумага, пленка ФУМ. Для изоляции между обмотками лучше использовать лаковую ткань, несколько слоев изоляции. Для поверхностной наружной изоляции подходит кабельная бумага, лаковая ткань. А также можно мотать трансформатор, применяя изоленту ПВХ.

Пропитка нужна для повышения времени работы, но, она повышает паразитную емкость катушки. Для этой цели применяют лак. Для простого трансформатора можно использовать масляный лак. Покрывается каждый слой. Сразу все слои пропитать невозможно. Лак не должен быстро засохнуть до окончания намотки.

Каркас делают из стеклотекстолита или ему подобного материала.

Расчеты параметров самодельного трансформатора

На простом трансформаторе первичная обмотка имеет 440 витков для 220 вольт. Получается на каждые два витка по 1 вольту. Формула для подсчета витков по напряжению:

N = 40-60 / S, где S – площадь сечения сердечника в см2.

Константа 40-60 зависит от качества металла сердечника.

Сделаем расчет для установки обмоток на магнитопровод. В нашем случае у трансформатора окно 53 мм по высоте и 19 мм по ширине. Каркас будет текстолитовый. Две щеки внизу и вверху 53 – 1,5 х 2 = 50 мм, каркас 19 – 1,5 = 17,5 мм, окно размером 50 х 17,5 мм.

Рассчитываем необходимый диаметр проводов. Мощность сердечника трансформатора своими руками по габаритам 170 ватт. На обмотке сети ток 170 / 220 = 0,78 ампера. Плотность тока 2 ампера на мм2, стандартный диаметр провода по таблице 0,72 мм. Заводская обмотка из провода 0,5, завод сэкономил на этом.

• Обмотка простого трансформатора высокого напряжения 2,18 х 450 = 981 виток.
• Низковольтная для накала 2,18 х 5 = 11 витков.
• Низкого напряжения накальная 2,18 х 6,3 = 14 витков.

Количество витков первичной обмотки:

берем провод 0,35 мм, 50 / 0,39 х 0,9 = 115 витков на один слой. Количество слоев 981 / 115 = 8,5. Из середины слоя не рекомендуется делать вывод для обеспечения надежности.

Рассчитаем высоту каркаса с обмотками. Первичная из восьми слоев с проводом 0,74 мм, изоляцией 0,1 мм: 8 х (0,74 + 0,1) = 6,7 мм. Высоковольтную обмотку лучше экранировать от других обмоток для предотвращения помех высоких частот. Для того, чтобы мотать трансформатор, делаем обмотку экрана из одного слоя провода 0,28 мм с изоляцией из двух слоев с каждой стороны: 0,1 х 2 + 0,28 = 0,1 х 2 = 0,32 мм.

Первичная обмотка будет занимать места: 0,1 х 2 + 6,7 + 0,32 = 7,22 мм.

Повышающая обмотка из 17 слоев, толщина 0,39, изоляция 0,1 мм: 17 х (0,39 + 0,1) = 6,8 мм. Поверх обмотки делаем слои изоляции 0,1 мм.

Получается: 6,8 + 2 х 0,1 = 7 мм. Высота обмоток вместе:  7,22 + 7 = 14,22 мм. 3 мм осталось для накальных обмоток.

Можно сделать расчет внутренних сопротивлений обмоток. Для этого рассчитывается длина витка, берется длина провода в обмотке, определяется сопротивление, зная удельное сопротивление по таблице для меди.

При расчете сопротивления секции первичной обмотки получается разница около 6-ти Ом. Такое сопротивление даст падение напряжения 0,84 вольта при токе номинала 140 миллиампер. Чтобы компенсировать это падение напряжения, добавим два витка. Теперь во время нагрузки секции равны по напряжению.

Изготовление каркаса катушки трансформатора своими руками

Важны углы на деталях, и точность в размерах, что повлияет на сборку простого трансформатора.

На щечках отводим места для крепления выводных контактов обмоток, сверлим отверстия по расчетам. Когда каркас собран, то теперь скругляем острые грани, к которым будет прикасаться провод обмотки. Используем для этой цели надфиль. Провода не должны резко перегибаться, так как эмаль изоляции потрескается. Теперь проверим, вставляется ли в окно каркаса пластина. Она не должна болтаться, или туго входить. Каркас ставим на специальный станок или готовимся мотать трансформатор вручную. Толстые провода всегда мотаются руками.

Намотка трансформатора своими руками

Укладываем изоляцию первого слоя. Вставляем конец провода в отверстие выводной клеммы. Начинаем мотать провод, не забывая о его натяжении. Проверить можно так: намотанная катушка не будет проминаться от пальца. Провод растягивать нельзя, так как нарушится изоляция. Готовую катушку рекомендуется пропитать парафином, чтобы не испортить провод. Если обмотка гудит во время работы трансформатора, то изоляция провода стирается, провод изгибается и разрушается. По этой причине натяжение провода во время намотки имеет большое значение.

Витки во время намотки придвигаем друг к другу, уплотняем. Первый слой самый важный.

На слое не нужно оставлять пустое место. Наибольшее напряжение на последних витках составляет для первичной 60 + 60 / 2, 18 + 55 В. Изоляция из лака выдержит напряжение, если провод будет проваливаться в пустоту слоя, то может нарушиться изоляция. Пропитываем первый слой, затем второй и так далее. К изоляции между обмотками необходимо отнестись добросовестно. Она должна выдерживать до 1000 вольт. Вверху на изоляции рекомендуется подписать количество витков и размер провода, это пригодится при ремонте.

Слои самодельного трансформатора должны иметь правильную форму. По мере намотки катушка будет изгибаться у краев. Для этого слои нужно равнять во время намотки, не повредив изоляцию.

Вынужденные стыки провода лучше на ребре каркаса за сердечником. Соединять провод скруткой с пайкой, внакладку с пайкой. Длина контакта при соединении делается более 12 диаметров провода. Стык нужно изолировать бумагой или лаковой тканью. Пайка должна быть без острых углов.

Выводные концы обмоток делаются по-разному. Главное, чтобы была надежность и качество.

Окончание изготовления трансформатора своими руками

Припаиваем выводные концы обмоток, изолируем поверхность простого трансформатора, подписываем на нем данные характеристики и производим сборку сердечника. После этого надо проверить этот простой трансформатор своими руками.

Замеряем ток самодельного трансформатора вхолостую, он должен быть минимальным. Смотрим на нагрев. Если греется сердечник, то неправильно подобрано железо. Если нагрелись обмотки, значит, есть короткое замыкание. Если нормально, то замыкаем ненадолго вторичную обмотку, треска и сильного гудения не должно быть.

Пример как сделать самодельный трансформатор

Перейдем к изготовлению самого трансформатора. По готовому сердечнику рассчитаем мощность трансформатора, витки и провод, намотаем первичную и вторичную обмотки, соберем трансформатор полностью.

Чтобы мотать трансформатор напряжением 220 на 12 вольт нам необходимо подобрать магнитный сердечник. Подбираем магнитный сердечник Ш-образный, и каркас от старого трансформатора. Чтобы определить мощность, выдаваемую простым трансформатором, необходимо произвести предварительный расчет.

Расчет трансформатора

Рассчитываем диаметр провода первичной обмотки. Мощность трансформатора Р1 = 108 Вт:

Р1 = U1 x I1

где: I1 – ток в первичной обмотке;

тогда ток в первичной обмотке:

I1 = Р1 / U1 = 108 Вт / 220 В = 0,49 А.

Возьмем I1 = 0,5 ампера.

Из таблицы диаметр провода в зависимости от тока выбираем допустимый ток 0,56 А, диаметр 0,6 мм.

Самодельный трансформатор своими руками можно намотать без станка. На это уйдет два-три часа, не больше. Приготовим полоски бумаги для прокладки ее между слоями провода. Полоску вырезаем шириной равной расстоянию между щечками катушки трансформатора плюс еще пару миллиметров, чтобы бумага легла плотно, по краям витки не залезали друг на друга.

Длину полоски делаем с запасом два сантиметра для склеивания. По краям полоску слегка надрезаем ножницами, чтобы при изгибе бумага не рвалась.

Затем приклеиваем полоску бумаги на каркас, плотно пригладив ее.

Намотка первичной обмотки

Теперь берем провод от старой катушки, у которой провод с хорошей не потрескавшейся изоляцией. Конец провода вставляем в гибкую трубочку изоляции от старого использованного провода соответствующего подходящего диаметра. Просовываем конец обмотки в отверстие каркаса катушки (они уже имеются в старом каркасе).

Катушка мотается плотно, виток к витку. Намотав 3-4 витка, нужно прижать витки, друг к другу, чтобы намотка витков была плотной. Чтобы мотать трансформатор после намотки первого слоя, необходимо посчитать количество витков в ряду. У нас получилось 73 витка. Делаем прокладку полоской бумаги. Наматываем второй слой. Во время намотки нужно все время держать провод в натянутом состоянии, чтобы намотка получалась плотной. После второго слоя также делаем прокладку из бумаги. Если не хватает длины провода, то соединяем с ним другой провод путем спайки. Лудим лакированный провод, нагрев конец паяльником на таблетке аспирина. При этом лак хорошо снимается.

Когда намотка первичной обмотки закончена, то конец провода изолируем в трубочку и выводим наружу катушки. Между первичной и вторичной обмотками делаем обмоточную изоляцию. Можно мотать трансформатор дальше.

Вторичная обмотка

Рассчитаем диаметр провода вторичной обмотки самодельного трансформатора. Мощность вторичной обмотки примем:

Р2 = 100 ватт

Р2 = U2  x I2

где:

U2 = 18 вольт;

I2 – ток;

Допустимый ток во вторичной обмотке будет равен:

I2 = Р2 / U2 = 100 Вт / 18 В = 5,55 А.

Из таблицы диаметр в зависимости от тока: диаметр для тока 5,55 А – ближайшее значение в таблице 6,28 ампера. Для такого тока необходим диаметр провода 2 мм.

Берем провод, который мы получили при сматывании старого трансформатора. Наматываем провод вторичной обмотки по такому же принципу, как и первичную обмотку. Провод вторичной обмотки намного жестче, поэтому, чтобы он ровно ложился при намотке, периодически его необходимо осаживать ударами молотка через деревянный брусок, чтобы не повредить изоляцию. У нас получилось 3 слоя вторичной обмотки. Получился готовый намотанный каркас простого трансформатора.

Сборка трансформатора своими руками

Для ускорения сборки берем по две Ш-образные пластины. Вставляем их внутрь каркаса поочередно с двух сторон по две штуки.

Перекрывающие пластины пока не ставим. Они будут установлены позже. Если вставлять все пластины сразу всем пакетом, то между пластинами появляются зазоры и индуктивность всего сердечника падает. После сборки Ш-образных пластин самодельного трансформатора вставляем перекрывающие пластины, также по две штуки.

После сборки сердечника аккуратно обстукиваем его плоскости молотком для выравнивания пластин. При помощи стоек и шпилек будем стягивать сердечник. По правилам на шпильки надеваются бумажные гильзы для снижения потерь в сердечнике.

Концы обмоток зачищаем и лудим. Затем припаиваем к выводным планкам, которые можно прикрепить к каркасу трансформатора. Получился готовый трансформатор своими руками.

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.

elektronchic.ru

Трансформатор своими руками — пошаговая инструкция по созданию и проверке в домашних условиях (видео инструкция)

На сегодняшний период времени увеличивающие или уменьшающие трансформаторы применяются для изменения напряжения. Данное устройство является машиной с высоким уровнем КПД и используется в большинстве сферах техники. Нередко людей интересует, как создать каркас и другие части трансформатора собственноручно.

Чтобы выполнить подобную задачу не обойтись без специальных умений. Помимо этого важно быть в курсе всего технологического процесса.

Создаём трансформатор

При необходимости сделать данный прибор, важно ответить на ряд вопросов, в том числе:

• Какое непосредственно напряжение должен он пропускать?
• На какой именно частоте планируется запустить в работу устройство?
• Для каких целей требуется аппарат: для снижения или увеличения тока?

Какую мощь будет иметь?

Как только вы сможете ответить на каждый из перечисленных вопросов, приобретайте требуемые материалы. Необходимые материалы вы можете без сложностей купить в специализированных магазинах. Вам потребуются провода, изоляция ленточного типа высшего качества, сердечник.

Трансформатор собственноручно требует намотку. В этих целях  следует создать станок, изготовление которого осуществляется из доски длиною сорок сантиметров и шириною десять сантиметров. На доску необходимо прикрепить несколько брусков, посредством шурупов.

Расстояние, имеющееся между брусками не должно быть менее чем тридцать сантиметров. Затем следует просверлить отверстия восемь миллиметров диаметром. В созданные отверстия нужно вставить специальные пруты для катушки аппарата.

С одной из сторон следует создать резьбу. Закрутив обустроенную шайбу, вы получите его ручку. Габариты станка для намотки можно выбрать на собственное усмотрение. Прежде всего, правильный выбор напрямую зависит от габарита сердечника. При кольцевидной его форме намотка создаётся вручную.

Согласно схеме трансформаторного устройства, аппарат может быть оснащён разнообразным числом витков. Требуемое их количество рассчитывается, ориентируясь на мощность. К примеру, при необходимости создания прибора до 220 вольт, мощность должна достигать не менее 150 ватт.

Форма магнитного провода должна быть о-образной. Можно обустроить его из бу телевизора. При этом сечение определяется посредством определённой формулы.

Обустройство катушечного корпуса

Корпус делают из качественной картонной бумаги. Внутренняя его сторона слега больше в сравнении со стержневой частью сердечника. При применении о-образного сердечника потребуется несколько катушек. При сердечнике ш-образном достаточно использовать всего одну катушку.

Применяя сердечник круглой формы, его следует обмотать, применяя изоляцию. Затем можно осуществлять проводную намотку. Как только вы завершите с обмоткой первичной, её следует закрыть несколькими изоляционными слоями. После этого нужно накрутить очередной слой. Концы имеющихся обмоток выводятся на наружную сторону.

При применении магнитного провода корпус трансформатора собирается пошагово:

• Осуществляется выкраивание определённого размера гильзы с требуемыми отворотами.
• Создаются картонные щёчки.
• Основная часть катушки сворачивается в специальную коробочку.
• На гильзы надеваются щёчки.

Создание обмоток для увеличивающего трансформатора

Следует надеть катушку на брусок из натурального массива. В нём необходимо просверлить специальное отверстие для прутка намоточного.

К одному из серьёзных этапов относится подключение тока. Деталь вставляется внутрь станка и можно производить обмотку:

• Сверху катушки наматывается лакоткань в несколько слоёв.
• Конец имеющегося провода закрепляется на обустроенной щёчке, после чего можно приступать к вращению ручку.
• Витки укладываются максимально плотно.
• После обмотки следует обрезать провод для последующего закрепления сверху щёчки возле первого.
• На имеющиеся выводы необходимо закрепить трубку изоляционную.

Сборка трансформатора увеличивающего

При необходимости узнать, как создать собственноручно трансформатор, воспользуйтесь инструкцией. Для сборки повышающего устройства важно разобрать полностью сердечник. При применении отдельно размещённых пластин, важно определиться с пакетной толщиной, рассчитать листы.

В случае если в процессе включения аппарата будет издаваться шум, то необходимо закрепить имеющийся крепёж максимально плотно. Затем следует проверить прибор на работоспособность. В этих целях он подключается к сети, после чего должно высветиться напряжение, составляющее 12В.

Немаловажно знать, что в процессе включения аппарата, важно оставить его в работающем состоянии на пару часов. При этом трансформатор должен не перегреваться.

Инструменты

Чтобы изготовить трансформатор собственноручно, следует взять инструменты, а также определённые материалы:

• Лакоткань.
• Сердечник, для которого вполне подходит телевизор бывший в использовании.
• Плотная картонная бумага.
• Доски, а также бруски из природной древесины.
• Прут из стали.
• Пила, специальный клей.

Сделать собственными руками трансформатор, как на фото, совершенно не проблематично. Если требуется изготовление трансформатора, предназначенного для лампочек галогенных, то вполне можно использовать тоже перечисленные выше инструменты.

Не забывайте, что очень важно придерживаться технологического процесса намотки. При точном соблюдении важных правил, аппарат прослужит вам ни одно десятилетие. Данных материалов, а также инструментов вам будет вполне достаточно для собственноручного создания качественного и практичного в применении трансформатора.

На основе подобной самоделки можно сформировать трансформатор для подзарядки машинного аккумулятора, либо создать повышающий прибор для источника питания лабораторного, выжигатель по древесине, либо другое устройство, которое удовлетворит нужды мастера по дому.

Фото трансформаторов своими руками

electrikmaster.ru

Электронный трансформатор: устройство, принцип работы и переделка в блок питания своими руками

Люминесцентные и галогенные лампы постепенно уходят в прошлое, уступая место светодиодным. В светильниках, где они применялись, остались ненужные электронные трансформаторы, отвечавшие за розжиг этих ламп. Кажется, что ненужному — место на помойке. Но это не так. Из этих трансформаторов можно собрать мощные блоки питания, которые смогут питать электроинструменты, светодиодные ленты и многое другое.

Устройство электронного трансформатора

Привычные нам массивные трансформаторы не так давно стали заменяться на электронные, которые отличаются дешевизной и компактностью. Размеры электронного трансформатора настолько малы, что его встраивают в корпуса компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).

Все такие трансформаторы сделаны по одной схеме, различия между ними минимальны. В основе схемы лежит симметричный автогенератор, иначе называемый мультивибратором.

Состоят они из диодного моста, транзисторов и двух трансформаторов: согласующего и силового. Это основные части схемы, но далеко не все. Кроме них, в схему входят различные резисторы, конденсаторы и диоды.

Принципиальная схема электронного трансформатора.

В этой схеме постоянный ток из диодного моста поступает на транзисторы автогенератора, которые накачивают энергию в силовой трансформатор. Номиналы и тип всех радиодеталей подобраны так, чтобы на выходе получалось строго определённое напряжение.

Если включить такой трансформатор без нагрузки, то автогенератор не запустится и напряжения на выходе не будет.

Сборка по схеме своими руками

Электронный балласт можно купить в магазине или найти у себя в закромах, но самым интересным вариантом будет сборка электронного трансформатора своими руками. Собирается он довольно просто, а большинство необходимых деталей можно наковырять в сломанных блоках питания и в энергосберегающих лампах.

• Необходимые компоненты:Диодный мост с обратным напряжением не ниже 400 В и током не менее 3 А или четыре диода с такими же характеристиками.
• Предохранитель на 5 А.
• Симметричный динистор DB3.
• Резистор 500 кОм.
• 2 резистора 2,2 Ом, 0,5 Вт.
• 2 биполярных транзистора MJE13009.
• 3 плёночных конденсатора 600 В, 100 нФ.
• 2 тороидальных сердечника.
• Провод с лаковым покрытием 0,5 мм².
• Провод в обычной изоляции 2,5 мм².
• Радиатор для транзисторов.
• Макетная плата.

Начинается все с макетной платы, на которую вы будете устанавливать все радиокомпоненты. На рынке можно купить два вида плат — с односторонней металлизацией на коричневом стеклотекстолите.

И с двусторонней сквозной, на зелёном.

От выбора платы зависит, сколько времени и сил вы потратите на сборку проекта.

Коричневые платы — отвратительного качества. Металлизация на них выполнена настолько тонким слоем, что в некоторых местах на ней видны разрывы. Припоем она смачивается плохо, даже если использовать хороший флюс. А все, что удалось припаять — отрывается вместе с металлизацией при малейшем усилии.

Зелёные — стоят в полтора-два раза дороже, но зато с качеством все в порядке. Металлизация на них с толщиной проблем не имеет. Все отверстия в плате залужены на производстве, благодаря чему медь не окисляется и проблем при пайке не возникает.

Найти и купить эти макетки можно как в ближайшем радиомагазине, так и на алиэкспрессе. В Китае они стоят в два раза дешевле, но доставки придётся подождать.

Радиодетали выбирайте с длинными выводами, они вам пригодятся при монтаже схемы. Если вы собираетесь использовать бывшие в употреблении детали, то обязательно проверяйте их работоспособность и отсутствие внешних повреждений.

Единственная деталь, которую вам придётся сделать самим — это трансформатор.

Согласующий нужно наматывать тонким проводом. Количество витков в каждой обмотке:

• I – 7 витков.
• II – 7.
• III – 3.

Не забывайте фиксировать обмотки скотчем, иначе они расползутся.

Силовой трансформатор состоит всего из двух обмоток. Первичную наматывайте проводом 0,5мм², а вторичную – 2,5мм². Первичка и вторичка состоят из 90 и 12 витков соответственно.

Для пайки лучше не использовать «дедовские» паяльники — ими запросто можно сжечь чувствительные к температуре радиоэлементы. Возьмите лучше паяльник с регулировкой мощности, они не перегреваются, в отличие от первых.

ранзисторы заранее установите на радиаторы. Делать это на уже собранной плате — крайне неудобно. Собирать схему нужно от маленьких деталей к большим. Если вы сначала установите большие, то они будут мешаться при пайке маленьких. Учитывайте это.

При сборке смотрите на принципиальную схему, все соединения радиоэлементов должны соответствовать ей. Просуньте выводы деталей в отверстия на плате и согните их в нужном направлении. Если длины не хватает, удлиняйте их проводом. Трансформаторы после пайки приклейте к плате эпоксидной смолой.

После сборки подключите к выводам устройства нагрузку и убедитесь в том, что оно работает.

Переделка в блок питания

Случается так, что аккумуляторы электроинструмента выходят из строя, а возможности купить новый нет. В таком случае поможет адаптер в виде блока питания. Из электронного трансформатора после небольшой доработки можно собрать такой переходник.

Детали, которые понадобятся для переделки:

• Терморезистор NTC 4 Ом.
• Конденсатор 100 мкФ, 400 В.
• Конденсатор 100 мкФ, 63В.
• Плёночный конденсатор 100 нФ.
• 2 резистора 6,8 Ом, 5 Вт.
• Резистор 500 Ом, 2 Вт.
• 4 диода КД213Б.
• Радиатор для диодов.
• Тороидальный сердечник.
• Провод сечением 1,2 мм².
• Кусочек монтажной платы.

Перед работой проверьте, вдруг вы забыли какую-нибудь деталь. Если все детали на месте, начинайте переделку электронного трансформатора в блок питания.

К выходу диодного моста подпаяйте конденсатор 400 В, 100 мкФ. Для уменьшения зарядного тока конденсатора впаяйте терморезистор в разрыв силового провода. Если вы забудете это сделать, при первом же включении в сеть у вас сгорит диодный мост.

Отсоедините вторую обмотку согласующего трансформатора и замените её перемычкой. Добавьте на обоих трансформаторах по одной обмотке. На согласующем сделайте один виток, на силовом — два. Соедините обмотки между собой, впаяв в разрыв провода два параллельно соединённых резистора на 6,8 Ом.

Для изготовления дросселя намотайте на сердечник 24 витка провода 1,2 мм² и закрепите его скотчем. Затем на макетной плате соберите по схеме оставшиеся радиодетали и подключите сборку к основной схеме. Не забудьте установить диоды на радиатор, при работе под нагрузкой они сильно греются.

Закрепите всю конструкцию в любом подходящем корпусе и блок питания можно считать собранным.

После окончательной сборки включите устройство в сеть и проверьте его работу. Оно должно выдавать напряжение в 12 вольт. Если блок питания их выдаёт — вы со своей задачей справились на отлично. Если он не заработал, проверьте, вдруг вы взяли нерабочий трансформатор.

220v.guru

Намотываем тороидальный трансформатор своими руками. Правильная обмотка трансформатора

своими руками

Ведь нужно будет учесть массу важных нюансов, среди которых очень много значат обрезка и укрытие. Это зависит от того, как побеги будут чувствовать себя весной, и от их урожайности.

Почему виноград нужно защищать зимой

Мороз, пронизывающий холод, резкие перепады температур очень опасны для винограда. Растение без должной подготовки к зиме в некоторых регионах может погибнуть.Холодное время года наиболее опасно для кустов, высаженных в открытом грунте, а не в школе. Перед суровыми зимами саженцы следует как следует спрятать, чтобы насладиться богатым урожаем ягод и сочными, полезными листьями, из которых в следующем году можно приготовить вкусную долму.

Важно помнить, что вам необходимо покрыть:

• сорта ягод нестабильных;
• гибридных форм;
• саженцев;
• кусты комплексостойкие.

Некоторые сорта винограда морозоустойчивы.Однако их также нужно правильно подготовить к зиме с учетом некоторых особенностей климата в регионах.

Правильная подготовка винограда к зимовке: основные рекомендации

Сбор винограда на зимний период имеет несколько особенностей и условий. Тратить нужно осенью. Главное, правильно подрезать растение. Кусты нужно будет пригнуть до уровня земли и хорошенько укрыть виноград. Обрезка допустима и в весенние месяцы.

Примечание! Обрезка рассады осенью наиболее рациональна, так как это время позволяет уменьшить посадку в размерах и помогает легче пригнуться к земле.

Весной из срезанной лозы может выйти сок, что, в свою очередь, вызовет ослабление урожая и снижение уровня урожайности.

Заготовка культуры на Урале

На Урале есть свои тонкости подготовки винограда к суровой зиме. В этих регионах не допускается обрезка плодовой стрелкой и заменяющим сучком, так как климатические условия имеют массу особенностей.Уже в марте наблюдаются резкие скачки температуры, что приводит к прекращению развития первых бутонов.

Здесь нужно удалить всех пасынков и побегов до одревесневшей части. Можно оставить максимум 12 бутонов. Не рекомендуется обрезать кусты в первый год. Однако держите 4 руки, так как выращивание этой культуры в этой области может быть непредсказуемым из-за суровых условий.

Подготовка винограда к зиме на Урале

Осенняя работа с лозами в средней полосе и Подмосковье

В средней полосе с достаточно мягкой зимой лозы готовятся к холодной погоде через пару недель после опадания листьев.Однако ждать заморозков не рекомендуется. В этих регионах необходимо:

1. полностью обрезать молодые побеги;
2. удалить всех пасынков;
3. оставляет стебли до 12 глазков, если они плодовые.

На заметку! В остальных случаях следует обрезать нижние ветки, оставив не более 4 глазков.

В средних регионах стоит снять растение с опор и пригнуть к земле. Сверху создается укрытие из сухих листьев, специального материала, шифера, соломы.

Выращивание и уход за виноградом в Подмосковье предполагает правильное пригибание лозы к земле. Очень важно, чтобы они не соприкасались с землей. На почву обычно кладут доски, чтобы избежать образования конденсата, появления плесени и загнивания саженцев.

Дополнительно можно обработать растение медным купоросом для защиты от вредных микроорганизмов.

Для некоторых культур не требуется обильного укрытия.К этим разновидностям относятся:

• Северный ранний;
• Юбилейный Новгород;
• Москва Устойчивое.

Им хватит небольшого количества еловых веток.

Как обрезать виноград на зиму

Чтобы виноград хорошо сохранился зимой, очень важно правильно его обрезать осенью. При этом с лозы удаляются части, которые перестали плодоносить. Вам нужно только оставить заменяющий узел и фруктовую стрелку.Не менее важно удалить:

• гильзы старые;
• поврежденных деталей;
• больных лоз;
• незрелых участков.

Процедуру следует разделить на 2 подхода. Первое время это нужно делать после сбора урожая, чтобы удалить засохшие и слабые ветки.

Правильная обрезка винограда на зиму

Основной этап можно начинать после того, как куст сбросил все листья. Очень важно успеть завершить работы до первых заморозков, при температуре воздуха не ниже -3.Все побеги выше 1,5 метра удаляют в первых числах сентября. Кусты, выходящие за пределы второй опорной проволоки, необходимо обрезать на 30 см. Главное, удаление побегов не должно превышать 10%. Все пасынки обязательно будут отрезаны. Низ растения должен стать основой для замены узла. Для этого оставляется не более 4 глазков. При формировании плодовой стрелки следует оставить 5-12 глазков.

Как укрыть виноград на зиму

Перед тем, как укрыть виноград перед мягкими зимами, культуру необходимо обработать сульфатом железа или меди.В регионах с теплой зимой растение можно не укрывать. Однако все сорта следует беречь от гибели при температуре -21 ° С и ниже.

Перед укрытием лозы пригибают к земле и прикалывают к ней. Сверху их закапывают в увлажненный грунт из проходов.

Примечание! Нельзя использовать грунт из-под винограда, так как корни промерзнут.

Лучший способ укрыть лозы – это метод воздушной сушки. На пучки побегов или проволочные дуги следует накинуть пластиковую мешковину.Можно использовать темную пленку. Затем растение закапывают в землю. Периодически нарост нужно будет проветривать, сушить и охлаждать, для чего укрытие просто ненадолго открывают.

Укрытие виноград на зиму

Этот метод позволяет использовать:

Однако сверху всегда укладывается пленка, края которой обязательно прижимаются.

На заметку! На юге растение заглубляют в почву слоем 20-25 см.

Видео: как подготовить виноград к зиме

Ошибки при подготовке завода к зиме

Особенности подготовки винограда к зимовке в Сибири

Виноград растет практически на каждой даче: кто-то ради вкусных ягод делает вино или просто отдыхает в тени под виноградной лозой в летнюю жару.Однако техника выращивания этого растения не так проста и требует от садовода ощутимых усилий. Если вы хотите собрать хороший урожай винограда, вам нужно знать, как подготовить виноград к зиме. Это нужно для того, чтобы виноград не вымерз и хорошо плодоносил к следующему сезону.

Осенняя обработка, подготовка к обрезке

Подготовка винограда к зиме, как один из основных методов ухода, включает создание условий, способствующих образованию новых почек к наступающему сезону.Чтобы обеспечить все эти условия, вы должны сделать следующее:

Как виноград перезимует, во многом зависит от того, как за ним ухаживали в течение предыдущего зимнего сезона. Начать нужно заботиться о том, чтобы виноградная лоза хорошо переносила зимовку с самой весны, ведь незрелое растение, пораженное болезнями, бактериями, вредителями или механически, на это вряд ли способно.

В течение сезона проводить регулярный осмотр лоз, выявлять зараженные участки, немедленно обрабатывать их фунгицидами и удалять пораженные части веток.Также не забывайте подкармливать виноград комплексными минеральными и органическими удобрениями. Не забывайте о внекорневых подкормках, то есть опрыскивании.

Сразу после сбора урожая нужно приступить к обработке винограда. Опрыскайте лозу специальными средствами от различных инфекций и вредителей. Обязательно перед опрыскиванием проверьте, не осталось ли гроздей или отдельных ягод, а сами ветки винограда не повреждены.

Если вы обнаружите какие-либо повреждения или очаги заражения, немедленно удалите эту часть лозы.В противном случае инфекция распространится, и в следующем сезоне виноград заболеет.

Вносить удобрения и поливать почву необходимо не ранее октября, так как до этого времени она остается достаточно влажной.

Далее примерно в середине октября следует обильно полить виноград, делая при этом бороздки вокруг корневища, чтобы вода задерживалась в них и не растекалась по поверхности. Это позволит влаге проникать прямо к корню. После полива нужно постоянно следить за почвой, чтобы она не утрамбовывалась.Для этого почву необходимо регулярно рыхлить, что позволит дольше оставаться в ней влаге.

После этого стоит перейти к подкормке винограда органическими удобрениями, смешанными с древесной золой. Но не стоит увлекаться, достаточно просто замульчировать почву хорошим слоем торфа или перепревшего навоза.

Как обрезать виноград на зиму

Сохранность лозы зимой зависит от созревания древесины. Наиболее подходящие лозы имеют диаметр от 6 до 13 миллиметров.Также нужно обратить внимание на то, что его сердцевина занимает не более трети толщины ветки. Эти лозы хранят столько питательных веществ, сколько необходимо винограду для успешной перезимовки.

Для лучшего созревания древесины необходимо соблюдать следующие правила:

Осенняя чеканка проводится в то время, когда рост винограда замедляется. Чтобы правильно определить нужный момент, достаточно внимательно посмотреть на голенища. Так как выпрямленные верхушки указывают на приостановленные ростовые процессы, изогнутые – на фазу активного роста.Когда и те, и эти побеги находятся наверху, значит, пора начинать чеканку. Его следует производить после пятнадцатого листа на лозе.

Обрезку винограда нужно начинать в конце октября. Необходимо не только дождаться, пока ветки перестанут плодоносить, а потом дать им время запастись питательными веществами, чтобы немного окрепнуть. В идеале, когда листья опадают сами по себе, но если этого не произошло раньше указанного времени, листву необходимо срезать.

Цель осенней обрезки винограда – освободить растение от плодоносящих лоз, от больных, поврежденных, слишком старых ветвей. Их обрезают, оставляя плодовую стрелку с замещающим узлом, то есть плодовое звено.

После этого удаляют корни росы, то есть ту часть корня, которая растет у ствола почти на поверхности земли от основания ствола. Этот процесс называется катаровкой, он нужен для того, чтобы корневище окрепло и не тратились питательные вещества на рост росы.

Катаровка изготавливается следующим образом:

• выкопайте канаву глубиной около 20 сантиметров вокруг основания ствола;
• маленькие корни обрезаются на одном уровне с основным корнем;
• срезы необходимо обработать раствором медного купороса;
• окучить и полить куст.

Зимнюю обрезку винограда нужно проводить регулярно, в зависимости от размера лозы, уже через 2-3 года после посадки, формируя тем самым куст.

Но если этого не делали раньше или редко и нерегулярно, а куст уже достаточно спел, обрезка потребует больше времени и усилий.Если куст состоит из нескольких многолетних лоз, необходимо сформировать рукава, состоящие из звеньев плодов.

После опадания листьев срезаем плодородные, больные, старые, поврежденные рукава, после чего формируем плодовое звено. Для этого нужно осмотреть каждый куст снизу вверх и выделить два побега. На нижнем побеге оставьте два-три глазка (бутона), это будет узелок замены.

Следующим сильным побегом является фруктовая стрела, на ней нужно оставить больше глаз.То есть нужно выбирать самые здоровые ветки, и делать это с запасом, учитывая нестабильную погоду. Лишние лозы можно удалить во время весенней обрезки.

После того, как вы срежете виноград, надрезы нужно обработать медным купоросом. Это предотвратит проникновение вредных организмов и бактерий через разрез. После этого следует переходить к следующему этапу подготовки винограда к зиме – укрытию.

Покрытие винограда после обрезки

Сразу после обрезки винограда их необходимо связать и пригнуть к земле.Для этого сформируйте виноградные побеги, которые легко поставить на землю, они должны быть достаточно гибкими. Делать это нужно до наступления стойких заморозков, но после того, как лоза перенесла первые заморозки непокрытой. Таким образом, виноград затвердеет и станет более устойчивым к последующим перепадам и колебаниям температуры.

Виноград пригибают к земле, прижимают деревянными решетками, некоторые садовники кладут кирпичи. Это предотвратит прогибание лозы назад и отрыв от земли.Можно накрыть его обычной пленкой, но таким образом вы рискуете создать внутри парниковый эффект, из-за которого внутри может развиться плесень, и начнутся процессы гниения. Подобный эффект создадут укрытия из сухих листьев и опилок.

Под низ виноградной лозы следует сначала положить сухой материал, например, отрезанные части веток, чтобы виноград не ложился прямо на влажную землю. Поверх лозы можно поставить деревянные щитки, а затем накрыть их водонепроницаемым материалом, например, брезентом или рубероидом.

Можно использовать специальный укрывной материал, агроволокно. Сверху накрытый виноград положите что-нибудь умеренно тяжелое, сделайте то же самое по краям, например, создайте бортики из досок. Это предотвратит срывание укрывного материала ветром.

Не все сорта винограда нужно укрывать на зиму, а только те, которые плохо переносят низкие температуры. Если в вашем регионе довольно холодные зимы, то лучше перестраховаться и начать готовить виноград к зиме.

Не обрезайте виноград раньше срока, это может привести к тому, что лоза и корневая система винограда не получат нужного количества питательных веществ. Но и обычных заморозков ждать не стоит, так как они сделают ветки хрупкими, а при обрезке скорее всего повредятся.

Таким образом, вы поняли, что подготовка винограда к зиме – важнейший этап его выращивания, так как от этого зависят скорость развития лозы, количество ягод и их вкусовые качества.

Намотка трансформатора своими руками – процесс не столько сложный, сколько долгий, требующий постоянной концентрации внимания.

Тем, кто приступает к подобным работам впервые, бывает сложно сообразить, какой материал использовать и как проверить готовое устройство. Приведенная ниже пошаговая инструкция даст новичкам ответы на все вопросы.

Прежде чем приступить непосредственно к намотке, необходимо запастись всеми устройствами и инструментами, необходимыми для выполнения работы:

Виды и способы, направления намотки обмоток трансформатора показаны на фото:

Изоляция слоев обмотки

В некоторых случаях между проводами требуются изоляционные прокладки.Чаще всего для этого используют конденсаторную или кабельную бумагу.
Середину соседних обмоток трансформатора следует изолировать сильнее. Для утепления и выравнивания поверхности следующего слоя обмотки вам понадобится специальная лакированная ткань , обернутая бумагой с двух сторон. Если лака нет в наличии, то проблему можно решить с помощью той же бумаги, сложенной в несколько слоев.

Полоски бумаги для изоляции должны быть на 2-4 мм шире обмотки.

Для проверки в первую очередь необходимо определить выводы всех его обмоток. Полезные советы, как проверить трансформатор мультиметром на работу, читайте в следующей статье.

Алгоритм действий

1. Закрепите провод с катушкой в ​​намоточном устройстве , а корпус трансформатора находится в намоточном устройстве. Вращения должны быть мягкими, умеренными, без сбоев.
2. Опустите провод от катушки на раму.
3. Оставьте между столом и проволокой не менее 20 см , чтобы вы могли положить руку на стол и зафиксировать проволоку. Также на столе должны быть все сопутствующие материалы: наждачная бумага, ножницы, изоляционная бумага, прилагаемый паяльник, карандаш или ручка.
4. Одной рукой плавно поверните намоточное устройство, а другой зафиксируйте проволоку. Необходимо, чтобы провод лежал ровно, повернуть на поворот.
Трансформатор
5. изолируют рамку , а отведенный конец провода пропустить через отверстие рамки и ненадолго закрепить его на оси намоточного устройства.
6. Намотку надо начинать без спешки: нужно «набить руку» так, чтобы получилось складывать витки рядом друг с другом.
7. Необходимо следить за тем, чтобы угол наклона проволоки и натяжение оставались постоянными. Не накручивайте каждый последующий слой «до упора», так как провода могут соскользнуть и попасть в «щеки» каркаса.
8. Установите счетное устройство (если есть) на ноль или внимательно отсчитайте обороты устно.
9. Приклейте изоляционный материал мягким резиновым кольцом или прижмите его.
10. Каждый последующий виток на 1-2 витка тоньше предыдущего.

Смотрите видеоролик наматывания катушек трансформатора своими руками:

Подключение проводов

Если при намотке происходит обрыв, то:

• тонкие проволоки (тоньше 0,1 мм) скручиваем и завариваем;
• средние концы проводов (менее 0,3 мм) освободить от изоляционного материала на 1-1,5 см, скрутить и припаять;
• концы толстых проводов (толще 0.3 мм) нужно немного зачистить и припаять без скручивания;
• утеплить место пайки (сварки).

Важные моменты

Если для намотки используется тонкий провод, то количество витков должно превышать несколько тысяч … Сверху обмотка должна быть защищена изоляционной бумагой или кожзаменителем.

Если трансформатор обмотан толстой проволокой, никакой внешней защиты не требуется.

Тест

После того, как обмотка закончена, необходимо проверить трансформатор в действии , для этого его первичная обмотка должна быть подключена к сети.

Для проверки устройства на предмет короткого замыкания первичную обмотку и лампу следует подключить последовательно к источнику питания.

Надежность изоляции проверяется попеременным касанием выводного конца провода каждого выводного конца сетевой обмотки.

Проверка трансформатора должна проводиться очень аккуратно и аккуратно, чтобы не попасть под напряжение повышающей обмотки.

Если неукоснительно следовать инструкции и не пренебрегать ни одним из пунктов , то намотка трансформатора вручную не представит никаких трудностей, и с этим справится даже новичок.

Как намотать тороидальный трансформатор для мощного басового усилителя. Правильная намотка трансформатора своими руками Как намотать тороидальный трансформатор в домашних условиях

После того, как намотка закончена, необходимо испытать трансформатор в действии , для этого следует подключить его первичную обмотку к сети.

Для проверки устройства на короткое замыкание первичную обмотку и лампу следует подключить последовательно к источнику питания.

Надежность изоляции проверяется попеременным касанием выводного конца провода каждого выводного конца сетевой обмотки.

Проверку трансформатора нужно проводить очень внимательно и внимательно, чтобы не попасть под напряжение повышающей обмотки.

Если неукоснительно следовать инструкциям и не пренебрегать ни одним из пунктов , то намотка трансформатора вручную не представит никаких трудностей, и с этим справится даже новичок.

Бывают в жизни ситуации, когда нужен трансформатор с особыми характеристиками для конкретного случая. Например, в вашем любимом ресивере сгорела сеть tr-r, и у вас нет его на замену.Но есть и другие ненужные тр-ры от старой техники, которые валяются без дела, так что вы можете попробовать переделать их самостоятельно под определенные параметры. Далее мы расскажем, как рассчитать и изготовить трансформатор своими руками в домашних условиях, предоставив все необходимые формулы расчета и инструкции по сборке.

Расчетная часть

Итак, приступим. Для начала нужно разобраться, что это за устройство. Трансформатор состоит из двух или более электрических катушек (первичной и вторичной) и металлического сердечника, сделанного из отдельных железных пластин.Первичная обмотка создает магнитный поток в магнитной цепи, который, в свою очередь, индуцирует электрический ток во второй катушке, как показано на схеме ниже. В зависимости от соотношения количества витков в первичной и вторичной обмотках трансформатор либо увеличивает, либо уменьшает напряжение, а ток изменяется пропорционально.

Максимальная мощность, которую может выдать трансформатор, зависит от размера сердечника, поэтому при проектировании их отталкивает наличие подходящего сердечника.Расчет всех параметров начинается с определения общей мощности трансформатора и подключенной к нему нагрузки. Поэтому для начала нам нужно найти мощность вторичной цепи. Если вторичных катушек больше одной, их мощность необходимо суммировать. Формула расчета будет иметь вид:

• U2 – напряжение на вторичной обмотке;
• I2 – ток вторичной обмотки.

Получив значение, нужно рассчитать первичную обмотку с учетом трансформационных потерь, расчетный КПД составляет около 80%.

P1 = P2 / 0,8 = 1,25 * P2

Из значения мощности P1 выбирается сердечник, площадь его сечения S.

• S в сантиметрах;
• P1 в ваттах.

Теперь мы можем узнать коэффициент эффективной передачи и преобразования энергии:

• 50 – частота сети;
• S – секция железа.

Эта формула дает приблизительное значение, но для простоты расчета вполне подходит, так как деталь мы изготавливаем дома.Затем можно приступить к подсчету количества витков, это можно сделать по формуле:

Поскольку наш расчет упрощен и возможно небольшое падение напряжения под нагрузкой, увеличьте количество витков на 10% от расчетного значения. Далее нужно правильно определить ток наших обмоток, это нужно делать для каждой обмотки отдельно по такой формуле:

Определите необходимый диаметр проволоки по формуле:

На основании таблицы 1 выберите провод желаемого сечения.Если подходящего значения нет, нужно округлить до табличного диаметра.

Если расчетного диаметра нет в таблице или получено слишком большое заполнение окна, то можно взять несколько проводов меньшего сечения и получить необходимую сумму в сумме.

Чтобы узнать, подойдут ли катушки к нашему самодельному трансформатору, вам нужно рассчитать площадь окна tr-p, это пространство, образованное сердечником, в которое помещаются катушки. Уже известное количество витков умножается на сечение провода и коэффициент заполнения:

Этот расчет выполняется для всех обмоток, первичной и вторичной, после чего необходимо просуммировать площади катушек и провести сравнение с площадью окна магнитной цепи.Окно сердечника должно быть больше площади сечения катушек.

Технология изготовления

Теперь, имея расчеты и материал для сборки, можно приступать к намотке. На подготовленную картонную катушку укладываем первый слой намотки. Для этого удобно использовать электродрель, удерживая катушку в патроне с помощью специального приспособления (им может выступать болт с двумя шайбами ​​и гайка). Закрепив дрель на столе или верстаке, на малых оборотах укладываем проволоку поворотом на поворот без нахлестов.Между слоями провода кладем один слой изоляции – конденсаторную бумагу. Между первичной и вторичной обмотками необходимо сделать два слоя изоляции, чтобы избежать пробоя.

Намного проще, если вы планируете перемотать готовый трансформатор на желаемое напряжение. В этом случае достаточно посчитать количество витков вторичной обмотки при размотке, зная коэффициент трансформации:

Перед проверкой прозвоните обмотки, убедитесь, что их сопротивление не слишком низкое, на корпусе изделия нет обрывов и поломок.Первое включение необходимо проводить с особой осторожностью, лампу накаливания мощностью 40-90 Вт желательно включать последовательно с первичной обмоткой.

Контрольные работы

В данной статье дана инструкция, которая наглядно объясняет, как сделать трансформатор своими руками в домашних условиях. В качестве примера мы описали последовательность расчета и сборки броневой модели, как наиболее распространенного типа преобразователей. Его популярность обусловлена ​​простотой изготовления змеевиков, простотой сборки, ремонта и переделки.На основе этого самодельного изделия можно легко сделать тр-р для зарядки автомобильного аккумулятора, либо сделать повышающий тр-р для лабораторного блока питания, электрической дровяной печи, горячего ножа для резки пены или другого приспособления для потребности домашнего мастера.

Изготовить самодельный трансформатор – стоящее занятие, чтобы не тратить деньги на покупку трансформаторов.

Подборка материалов

Возьмем российский провод, у него более прочная изоляция. От старых катушек провод используют, если нет повреждений изоляции.Для утеплителя подойдет бумага, пленка ФУМ. Для утепления между обмотками лучше использовать лаковую ткань, несколько слоев утеплителя. Для внешней изоляции поверхности подойдет кабельная бумага, лаковая ткань. А еще можно намотать трансформатор с помощью изоленты ПВХ.

Рама изготовлена ​​из стекловолокна или аналогичного материала.

Расчеты параметров самодельного трансформатора

На простом трансформаторе первичная обмотка имеет 440 витков на 220 вольт.Получается на каждые два витка 1 вольт. Формула для подсчета витков напряжения:

N = 40-60 / S, где S – площадь поперечного сечения жилы, см 2.

Постоянная 40-60 зависит от качества металла сердечника.

Сделаем расчет для установки обмоток на магнитопровод. В нашем случае трансформатор имеет окно высотой 53 мм и шириной 19 мм. Рама будет текстолитовая. Две щеки внизу и вверху 53 – 1,5 х 2 = 50 мм, рамка 19 – 1.5 = 17,5 мм, размер окна 50 х 17,5 мм.

Рассчитываем необходимый диаметр проволоки. Мощность сердечника трансформатора своими руками 170 Вт. На сетевой обмотке ток 170/220 = 0,78 ампера. Плотность тока составляет 2 ампера на мм 2, стандартный диаметр провода по таблице 0,72 мм. Заводская обмотка из провода 0,5, на этом завод сэкономил.

• Обмотка простого высоковольтного трансформатора 2,18 х 450 = 981 виток.
• Низкое напряжение для нагрева 2.18 х 5 = 11 витков.
• Нить накала низкого напряжения 2,18 x 6,3 = 14 витков.

Число витков первичной обмотки:

берем провод 0,35 мм, 50 / 0,39 х 0,9 = 115 витков на слой. Количество слоев 981/115 = 8,5. Не рекомендуется делать выводы из середины слоя для обеспечения надежности.

Рассчитаем высоту рамы с обмотками. Первичная обмотка из восьми слоев с проводом 0,74 мм и изоляцией 0,1 мм: 8 x (0,74 + 0,1) = 6.7 мм. Лучше экранировать обмотку высокого напряжения от других обмоток, чтобы предотвратить высокочастотные помехи. Для того, чтобы намотать трансформатор, делаем обмотку экрана из одного слоя провода 0,28 мм с изоляцией из двух слоев с каждой стороны: 0,1 х 2 + 0,28 = 0,1 х 2 = 0,32 мм.

Первичная обмотка займет места: 0,1 х 2 + 6,7 + 0,32 = 7,22 мм.

Повышающая обмотка из 17 слоев, толщина 0,39, изоляция 0,1 мм: 17 x (0,39 + 0,1) = 6,8 мм. Поверх обмотки делаем слои изоляции 0.1 мм.

Получается: 6,8 + 2 х 0,1 = 7 мм. Высота обмоток вместе: 7,22 + 7 = 14,22 мм. 3 мм осталось для намотки накала.

Вы можете рассчитать внутреннее сопротивление обмоток. Для этого рассчитывается длина витка, берется длина провода в обмотке, определяется сопротивление, зная удельное сопротивление по таблице для меди.

При расчете сопротивления участка первичной обмотки получается разница около 6 Ом.Это сопротивление даст падение напряжения 0,84 В при номинальном токе 140 мА. Чтобы компенсировать это падение напряжения, мы добавляем два витка. Теперь при загрузке секции равны по напряжению.

Изготовление каркаса катушки трансформатора своими руками

Углы на деталях и точность размеров важны, что повлияет на сборку простого трансформатора.

На щеках выделяем места для крепления выходных контактов обмоток, просверливаем отверстия по расчетам.Когда каркас собран, теперь закругляем острые края, до которых будет соприкасаться обмоточный провод. Мы используем для этого файл. Провода не должны резко перегибаться, так как эмаль изоляции потрескается. Теперь проверим, вставлена ​​ли пластина в рамку окна. Он не должен свисать или сжиматься. Ставим каркас на специальный станок или готовимся к намотке трансформатора вручную. Толстые провода всегда связывают руками.

Обмотка трансформатора своими руками

Устанавливаем утеплитель первого слоя.Вставляем конец провода в отверстие выходной клеммы. Начинаем наматывать проволоку, не забывая о ее натяжении. Вы можете проверить это: намотанная катушка не соскользнет с пальца. Нельзя растягивать провод, так как будет нарушена изоляция. Готовую катушку рекомендуется пропитать парафином, чтобы не повредить провод. Если при работе трансформатора гудит обмотка, значит, стирается изоляция провода, провод гнется и разрушается. По этой причине большое значение имеет натяжение проволоки при намотке.

При намотке катушки приближаем друг к другу, запаиваем. Первый слой – самый важный.

Вам не нужно оставлять пустое место на слое. Максимальное напряжение на последних витках 60 + 60/2, 18 + 55 В на первичном. Изоляция от лака выдержит напряжение, если провод упадет в пустоту слоя, возможно нарушение изоляции. Пропитываем первый слой, потом второй и так далее. Необходимо позаботиться об изоляции между обмотками.Он должен выдерживать до 1000 вольт. Вверху изоляции рекомендуется подписать количество витков и размер провода, это пригодится при ремонте.

Слои самодельного трансформатора должны иметь правильную форму … При намотке катушка будет гнуться по краям. Для этого слои необходимо при намотке выровнять, не повреждая изоляцию.

Принудительные соединения проволоки лучше на краю рамки за сердечником. Соедините провод скручиванием пайкой, наложите пайкой.Длина контакта при подключении делается более 12 диаметров провода. Стык необходимо заизолировать бумагой или лаковой тканью. При пайке не должно быть острых углов.

Выходные концы обмоток выполнены по-разному. Главное – надежность и качество.

Отделка изготовления трансформатора своими руками

Припаиваем выходные концы обмоток, изолируем поверхность простого трансформатора, подписываем на ней эти характеристики и собираем сердечник.После этого нужно проверить этот простой трансформатор своими руками.

Замеряем ток холостого хода самодельного трансформатора, он должен быть минимальным. Смотрим на отопление. Если сердечник нагревается, значит, неправильно выбран утюг. Если обмотки нагреваются, значит короткое замыкание. Если в норме, то замыкаем вторичную обмотку, треска и сильного гула быть не должно.

Пример как сделать самодельный трансформатор

Перейдем к изготовлению самого трансформатора.По готовому сердечнику рассчитываем мощность трансформатора, витков и провода, наматываем первичную и вторичную обмотки, полностью собираем трансформатор.

Чтобы намотать трансформатор напряжением от 220 до 12 вольт, нам нужно выбрать магнитопровод. Подбираем Ш-образный магнитопровод, а каркас от старого трансформатора. Чтобы определить мощность, отдаваемую простым трансформатором, необходимо произвести предварительный расчет.

Расчет трансформатора

Рассчитываем диаметр провода первичной обмотки.Мощность трансформатора P 1 = 108 Вт:

Р 1 = U 1 x I 1

где: I 1 – ток в первичной обмотке;

тогда ток в первичной обмотке:

I 1 = P 1 / U 1 = 108 Вт / 220 В = 0,49 А.

Возьмем I 1 = 0,5 ампера.

Из таблицы диаметр провода в зависимости от силы тока выбираем допустимый ток 0,56 А, диаметр 0,6 мм.

Самодельный трансформатор своими руками можно намотать без станка. Это займет часа два-три, не больше.Подготовим полоски бумаги для прокладки между слоями проволоки. Отрежьте полоску шириной равной расстоянию между щеками катушки трансформатора плюс пару миллиметров, чтобы бумага плотно прилегала, по краям витков витки не сползали друг на друга.

Делаем длину полоски с запасом два сантиметра на склейку. Немного обрезаем ножницами полоску по краям, чтобы бумага не рвалась при сгибании.

Затем приклеиваем на каркас полоску бумаги, плотно разглаживая.

Первичная обмотка

Теперь берем провод от старой катушки, у которой провод с хорошей ненарушенной изоляцией. Вставляем конец провода в гибкую трубку изоляции от старого использованного провода соответствующего подходящего диаметра … Вставляем конец обмотки в отверстие в каркасе катушки (они уже есть в старом каркасе).

Катушка наматывается плотно, петля за петлей.Намотав 3-4 витка, нужно прижать витки друг к другу, чтобы намотка витков была плотной. Чтобы намотать трансформатор после намотки первого слоя, необходимо посчитать количество витков в ряду. Получилось 73 хода. Делаем полоску из полоски бумаги. Накручиваем второй слой. Во время намотки нужно постоянно держать провод в натянутом состоянии, чтобы намотка была плотной. После второго слоя также делаем бумажную полоску. Если длины провода не хватает, то подключаем к нему пайкой другой провод.Поковырял лакированный провод, нагревая конец паяльником на таблетке аспирина. В этом случае лак хорошо снимается.

Когда намотка первичной обмотки завершена, мы изолируем конец провода в трубку и выводим катушку наружу. Делаем обмоточную изоляцию между первичной и вторичной обмотками. Вы можете намотать трансформатор дальше.

Вторичная обмотка

Рассчитаем диаметр провода вторичной обмотки самодельного трансформатора.Берем мощность вторичной обмотки:

P 2 = 100 Вт

Р 2 = U 2 x I 2

U 2 = 18 вольт;

Допустимый ток во вторичной обмотке будет равен:

I 2 = P 2 / U 2 = 100 Вт / 18 В = 5,55 А.

Из таблицы диаметр в зависимости от тока: диаметр для силы тока 5,55 А – ближайшее значение в таблице 6,28 ампера. Для такого тока потребуется проволока диаметром 2 мм.

Берем провод, который получили при намотке старого трансформатора.Провод вторичной обмотки наматываем по тому же принципу, что и первичная обмотка. Вторичный провод намного жестче, поэтому, чтобы он при намотке лежал ровно, его нужно периодически расшивать ударами молотка через деревянный брусок, чтобы не повредить изоляцию. У нас получилось 3 слоя вторичной обмотки. В результате получился готовый намотанный каркас простого трансформатора.

Трансформатор в сборе своими руками

Для ускорения сборки берем две пластины W-образной формы.Вставляем их в рамку по одной с двух сторон по две штуки за раз.

Пока не устанавливайте пластины внахлест. Они будут установлены позже. Если вставить сразу все пластины целым пакетом, то между пластинами появляются зазоры и индуктивность всего сердечника падает. После сборки W-образных пластин самодельного трансформатора вставляем пластины внахлест, также по две штуки.

После сборки сердечника осторожно постучите по его плоскостям молотком, чтобы выровнять пластины.С помощью стоек и шпилек затянем сердечник. По правилам на штыри надевают бумажные гильзы для уменьшения потерь в сердечнике.

Очищаем концы обмоток и повозимся. Затем припаиваем к клеммным колодкам, которые можно прикрепить к каркасу трансформатора. Получился готовый трансформатор своими руками.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то упустил. Загляните, буду рад, если найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Намотка трансформатора своими руками – процедура простая, но требует значительной подготовительной работы … У некоторых людей, занимающихся изготовлением различного радиооборудования или электроинструмента, есть потребность в трансформаторах под конкретные нужды. Поскольку не всегда можно приобрести конкретный трансформатор для конкретных случаев, многие наматывают их самостоятельно. Те, кто делает трансформатор впервые своими руками, зачастую не могут решить проблемы, связанные с правильным расчетом, подбором всех деталей и технологии намотки.Важно понимать, что сборка и намотка повышающего трансформатора и понижающего трансформатора – это не одно и то же.

Обмотка тороидального устройства также существенно отличается. Поскольку большинство радиолюбителей или мастеров, которым необходимо создать устройство-трансформер для нужд своего энергетического оборудования, не всегда имеют соответствующие знания и навыки, как сделать устройство-трансформер, этот материал ориентирован именно на эту категорию людей. .

Подготовка к намотке

Первым делом необходимо произвести правильный расчет трансформатора. Рассчитайте нагрузку на трансформатор. Он рассчитывается путем суммирования всех подключенных устройств (двигателей, передатчиков и т. Д.), Которые будут получать питание от трансформатора. Например, у радиостанции 3 канала мощностью 15, 10 и 15 Вт. Суммарная мощность составит 15 + 10 + 15 = 40 Вт. Затем они вносят поправку на КПД схемы. Так у большинства передатчиков КПД около 70% (точнее будет при описании конкретной схемы), поэтому такой объект должен питаться не 40 Вт, а 40/0.7 = 57,15 Вт. Следует отметить, что трансформатор тоже имеет свой КПД. Обычно КПД трансформатора составляет 95-97%, однако для самоделок следует принять поправку и принять КПД равным 85-90% (выбирается самостоятельно). Таким образом, необходимая мощность увеличивается: 57,15 / 0,9 = 63,5 Вт. Обычно трансформаторы такой мощности весят около 1,2-1,5 кг.

Далее они определяются входными и выходными напряжениями. Для примера возьмем понижающий трансформатор на вход 220 В и выход 12 В, частота стандартная (50 Гц).Определите количество витков. Так, на одной обмотке их количество составляет 220 * 0,73 = 161 виток (с округлением до целого числа), а на нижней 12 * 0,73 = 9 витков.

После определения количества витков переходите к определению диаметра провода. Для этого вам необходимо знать текущий ток и плотность тока. Для установок до 1 кВт плотность тока выбирается в пределах 1,5 – 3 А / мм 2, сам ток примерно рассчитывается исходя из мощности. Итак, максимальный ток для выбранного примера будет около 0.5-1,5 А. Поскольку трансформатор будет работать с максимальной нагрузкой 100Вт при естественном воздушном охлаждении, плотность тока принимаем примерно 2 А / мм2. На основании этих данных определяем сечение провода 1 / 2 = 0,5 мм 2. В принципе сечения достаточно для выбора проводника, но иногда требуется и диаметр. Поскольку сечение находится по формуле pd 2/2, диаметр равен корню из 2 * 0,5 / 3,14 = 0,56 мм.

Таким же образом найдите сечение и диаметр второй обмотки (или, если их больше, то всех остальных).

Обмоточные материалы

Намотка трансформатора требует тщательного выбора используемых материалов. Итак, важны почти все детали. Вам понадобится:

1. Рама трансформатора. Необходимо изолировать сердечник от обмоток, а еще он удерживает катушки обмоток. Его изготовление осуществляется из прочного диэлектрического материала, который обязательно должен быть достаточно тонким, чтобы не занимать место в промежутках («окнах») сердечника.Часто для этих целей используются специальные картонные коробки, текстолит, волокна и т. Д. Он должен иметь минимальную толщину 0,5 м и максимум 2 мм. Каркас необходимо приклеить; для этого используются обычные клеи для столярных работ (нитроадгезивы). Формы и размеры рам определяются формой и размерами сердечника. При этом высота каркаса должна быть немного больше высоты пластин (высота намотки). Для определения ее размеров необходимо произвести предварительные замеры пластин и оценить примерную высоту намотки.
2. Core. В качестве сердечника используется магнитопровод. Лучше всего для этого подходят пластины от разобранного трансформатора, так как они изготовлены из специальных сплавов и уже рассчитаны на определенное количество витков. Самая распространенная форма магнитопровода напоминает букву «W». Однако его можно вырезать из множества доступных заготовок. Для определения размера необходимо предварительно намотать провода обмотки. Для обмотки, имеющей наибольшее количество витков, определяют длину и ширину пластин сердечника.Для этого длина обмотки берется + 2-5 см, а ширина обмотки + 1-3 см. Таким образом происходит приблизительное определение размеров сердечника.
3. Проволока. Здесь рассматриваются обмоточные и подводящие провода. Лучшим выбором для намотки катушек преобразующего устройства считаются медные провода с эмалевой изоляцией (типа «ПЭЛ» / «ПЭ»), этих проводов достаточно для намотки не только трансформаторов для радиолюбительских нужд, но и силовых трансформаторов ( например, для сварки).У них широкий выбор сечений, что позволяет приобретать провод нужного сечения. Провода, выходящие из катушек, должны иметь большее сечение и изоляцию из ПВХ или резины. Часто используются провода серии «ПВ» сечением 0,5 мм2. На вывод рекомендуется брать изолированные провода разных цветов (во избежание путаницы при подключении).
4. Прокладки изоляционные. Они необходимы для увеличения изоляции обмоточного провода.Обычно в качестве разделителей используется толстая и тонкая бумага (хорошо работает калька), которую кладут между рядами. При этом бумага должна быть полной, без разрывов и проколов. Также такой бумагой оборачивают обмотки после того, как все они будут готовы.

Способы ускорить процесс

Многие радиолюбители часто имеют специальные примитивные приспособления для намотки обмоток. Пример: примитивная намоточная машина представляет собой стол (часто подставку), на котором установлены стержни с вращающейся продольной осью… Длина оси выбирается в 1,5-2 раза больше длины рамки катушек трансформирующего устройства (берется максимальная длина), на одном из выходов из стержней ось должна иметь ручку для вращения .

На ось надевается шпульная рама, которая с двух сторон фиксируется ограничительными штифтами (они не позволяют раме перемещаться по оси).

Далее к катушке с одного из концов прикрепляется обмоточный провод и намотка осуществляется поворотом ручки оси.Такая примитивная конструкция значительно ускорит намотку и сделает ее более точной.

Процесс намотки

Обмотка трансформатора состоит из намотки обмоток. Для этого провод, который планируется использовать для обмоток, плотно наматывают на любую катушку (для упрощения процесса). Далее сама катушка либо устанавливается на указанное выше устройство, либо наматывается «вручную» (это сложно и неудобно). После этого на катушке обмотки фиксируется конец обмоточного провода, к которому припаивается выводной провод (это можно делать как в начале, так и в конце операции).Затем катушка начинает вращаться.

При этом катушка никуда не должна двигаться, а проволока должна иметь сильное натяжение для плотной упаковки.

Намотка витков провода продольно должна производиться так, чтобы витки прилегали друг к другу как можно плотнее. После того как первый ряд витков намотан по длине, его обматывают специальной изоляционной бумагой в несколько слоев, после чего наматывают следующий ряд витков. При этом ряды должны плотно прилегать друг к другу.

В процессе намотки контролируйте количество витков и остановитесь после намотки необходимого количества. Важно, чтобы полные витки подсчитывались без учета расхода провода (т.е. для второго ряда витков требуется больше провода, но количество витков намотано).

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ – прикладное промышленное электричество

Важность электробезопасности

С помощью этого урока я надеюсь избежать распространенной ошибки, обнаруживаемой в учебниках по электронике, состоящей в игнорировании или недостаточном освещении темы электробезопасности.Я предполагаю, что тот, кто читает эту книгу, хотя бы вскользь заинтересован в реальной работе с электричеством, и поэтому тема безопасности имеет первостепенное значение.

Еще одно преимущество включения подробного урока по электробезопасности – это практический контекст, который он устанавливает для основных понятий напряжения, тока, сопротивления и проектирования схем. Чем более актуальной будет техническая тема, тем больше вероятность того, что студент обратит внимание и поймет. А что может быть важнее приложения для личной безопасности? Кроме того, поскольку электрическая энергия является повседневным явлением в современной жизни, почти любой может ознакомиться с иллюстрациями, приведенными на таком уроке.Вы когда-нибудь задумывались, почему птиц не шокирует, когда они отдыхают на линиях электропередач? Читайте и узнайте!

Физиологические эффекты электричества

Большинство из нас испытали ту или иную форму электрического «шока», когда электричество заставляет наше тело испытывать боль или травму. Если нам повезет, степень этого переживания ограничится покалыванием или приступами боли из-за накопления статического электричества, проходящего через наши тела. Когда мы работаем с электрическими цепями, способными передавать большую мощность нагрузкам, поражение электрическим током становится гораздо более серьезной проблемой, а боль – наименее значимым результатом поражения электрическим током.

Поскольку электрический ток проходит через материал, любое противодействие току (сопротивлению) приводит к рассеиванию энергии, обычно в виде тепла. Это самый простой и понятный эффект воздействия электричества на живую ткань: ток заставляет ее нагреваться. Если количество выделяемого тепла достаточно, ткань может обжечься. Эффект носит физиологический характер, такой же, как повреждение, вызванное открытым пламенем или другим высокотемпературным источником тепла, за исключением того, что электричество обладает способностью сжигать ткани под кожей жертвы, даже обжигая внутренние органы.

Как электрический ток влияет на нервную систему

Еще одно воздействие электрического тока на организм, возможно, наиболее опасное, касается нервной системы. Под «нервной системой» я имею в виду сеть особых клеток в организме, называемых нервными клетками или нейронами, которые обрабатывают и проводят множество сигналов, ответственных за регуляцию многих функций организма. Мозг, спинной мозг и сенсорные / двигательные органы в теле функционируют вместе, позволяя ему чувствовать, двигаться, реагировать, думать и запоминать.

Нервные клетки взаимодействуют друг с другом, действуя как «преобразователи», создавая электрические сигналы (очень малые напряжения и токи) в ответ на ввод определенных химических соединений, называемых нейротрансмиттерами , и высвобождая эти нейротрансмиттеры при стимуляции электрическими сигналами. Если электрический ток достаточной силы проходит через живое существо (человека или другое), его эффект будет состоять в том, чтобы подавлять крошечные электрические импульсы, обычно генерируемые нейронами, перегружая нервную систему и препятствуя тому, чтобы как рефлекторные, так и волевые сигналы могли действовать. задействовать мышцы.Мышцы, вызванные внешним (шоковым) током, непроизвольно сокращаются, и жертва ничего не может с этим поделать.

Эта проблема особенно опасна, если пострадавший касается руками проводника под напряжением. Мышцы предплечья, отвечающие за сгибание пальцев, как правило, лучше развиты, чем мышцы, отвечающие за разгибание пальцев, и поэтому, если оба набора мышц будут пытаться сокращаться из-за электрического тока, проводимого через руку человека, «сгибающие» мышцы выиграют, сжимая пальцы в кулак.Если проводник, подающий ток к пострадавшему, обращен к ладони его или ее руки, это сжимающее действие заставит руку крепко ухватиться за провод, тем самым ухудшив ситуацию, обеспечивая отличный контакт с проводом. Пострадавший совершенно не сможет отпустить проволоку.

С медицинской точки зрения это состояние непроизвольного сокращения мышц называется столбняком . Электрики, знакомые с этим эффектом поражения электрическим током, часто называют обездвиженную жертву поражения электрическим током «зависшей в цепи».Вызванный током столбняк можно прервать, только отключив ток через пострадавшего.

Даже когда ток прекращается, жертва не может восстановить произвольный контроль над своими мышцами на некоторое время, поскольку химический состав нейротрансмиттера находится в беспорядке. Этот принцип был применен в устройствах «электрошокера», таких как электрошокеры, которые основаны на принципе мгновенного поражения жертвы высоковольтным импульсом, передаваемым между двумя электродами. Правильно нанесенный электрошокер временно (на несколько минут) обездвиживает жертву.

Однако электрический ток может воздействовать не только на скелетные мышцы жертвы электрошока. Мышца диафрагмы, контролирующая легкие, и сердце, которое само по себе является мышцей, также могут быть «заморожены» в состоянии столбняка электрическим током. Даже токи, слишком слабые для того, чтобы вызвать столбняк, часто способны перебивать сигналы нервных клеток настолько, что сердце не может биться должным образом, отправляя сердце в состояние, известное как фибрилляция . Фибриллирующее сердце скорее трепещет, чем бьется, и не может перекачивать кровь к жизненно важным органам тела.В любом случае смерть от удушья и / или остановки сердца обязательно наступит из-за достаточно сильного электрического тока, проходящего через тело. По иронии судьбы, медицинский персонал использует сильный разряд электрического тока, прикладываемый к груди жертвы, чтобы «подтолкнуть» фибриллирующее сердце к нормальному ритму биений.

Эта последняя деталь подводит нас к другой опасности поражения электрическим током, свойственной коммунальным энергосистемам. Хотя наше первоначальное исследование электрических цепей будет сосредоточено почти исключительно на постоянном токе (постоянный ток или электричество, которое движется в непрерывном направлении в цепи), современные энергетические системы используют переменный ток или переменный ток.Технические причины этого предпочтения переменного тока перед постоянным током в энергосистемах не имеют отношения к этому обсуждению, но особые опасности каждого вида электроэнергии очень важны для темы безопасности.

Воздействие переменного тока на организм во многом зависит от частоты. Низкочастотный (от 50 до 60 Гц) переменный ток используется в домашних хозяйствах США (60 Гц) и Европы (50 Гц); он может быть опаснее высокочастотного переменного тока и в 3-5 раз опаснее постоянного тока того же напряжения и силы тока. Низкочастотный переменный ток вызывает длительное сокращение мышц (тетанию), которое может прижать руку к источнику тока, продлевая воздействие.Постоянный ток, скорее всего, вызовет одиночное судорожное сокращение, которое часто заставляет жертву отойти от источника тока.

Переменный характер

AC имеет большую тенденцию приводить нейроны, задающие ритм сердца, в состояние фибрилляции, тогда как DC имеет тенденцию просто вызывать остановку сердца. Как только ток разряда прекращается, у «замороженного» сердца больше шансов восстановить нормальный ритм сердечных сокращений, чем у фибриллирующего сердца. Вот почему «дефибриллирующее» оборудование, используемое врачами скорой помощи, работает: разряд тока, подаваемого дефибриллятором, – это постоянный ток, который останавливает фибрилляцию и дает сердцу шанс восстановиться.

В любом случае электрические токи, достаточно высокие, чтобы вызвать непроизвольное мышечное действие, опасны, и их следует избегать любой ценой. В следующем разделе мы рассмотрим, как такие токи обычно входят в тело и выходят из него, и рассмотрим меры предосторожности против таких случаев.

• Электрический ток может вызвать глубокие и серьезные ожоги тела из-за рассеивания мощности через электрическое сопротивление тела.
• Столбняк – это состояние, при котором мышцы непроизвольно сокращаются из-за прохождения внешнего электрического тока через тело.Когда непроизвольное сокращение мышц, управляющих пальцами, приводит к тому, что жертва не может отпустить проводник под напряжением, жертва считается «замороженной в цепи».
• Диафрагма (легкие) и сердечные мышцы одинаково подвержены воздействию электрического тока. Даже токи, слишком слабые, чтобы вызвать столбняк, могут быть достаточно сильными, чтобы мешать работе нейронов кардиостимулятора, заставляя сердце трепетать, а не сильно биться.
• Постоянный ток (DC) с большей вероятностью вызовет столбняк в мышцах, чем переменный ток (AC), поэтому постоянный ток с большей вероятностью «заморозит» жертву в случае шока.Однако переменный ток с большей вероятностью вызовет фибрилляцию сердца жертвы, что является более опасным состоянием для жертвы после прекращения действия электрического тока.

Электричество требует полного пути (цепи) для непрерывного потока. Вот почему удар, полученный от статического электричества, представляет собой только мгновенный толчок: течение тока обязательно кратковременно, когда статические заряды уравниваются между двумя объектами. Подобные шоки самоограниченной продолжительности редко бывают опасными.

Без двух точек контакта на теле для входа и выхода тока, соответственно, опасность поражения электрическим током отсутствует. Вот почему птицы могут спокойно отдыхать на высоковольтных линиях электропередачи, не подвергаясь электрошоку: они контактируют с цепью только в одной точке.

Рис. 1.1

Для того, чтобы ток протекал по проводнику, должно присутствовать напряжение, которое его мотивирует. Напряжение, как вы должны помнить, всегда составляет относительно двух точек . Нет такой вещи, как напряжение «на» или «в» одной точке цепи, и поэтому птица, контактирующая с одной точкой в ​​вышеуказанной цепи, не имеет напряжения, приложенного к ее телу, чтобы установить ток через нее.Да, даже если они опираются на , две ноги , обе ступни касаются одного и того же провода, что делает их электрически общими . С точки зрения электричества, обе птичьи лапы соприкасаются с одной и той же точкой, поэтому между ними нет напряжения, которое могло бы стимулировать ток через тело птицы.

Это может привести к мысли, что невозможно получить поражение электрическим током, прикоснувшись только к одному проводу. Как птицы, если мы будем касаться только одного провода за раз, мы будем в безопасности, верно? К сожалению, это не так.В отличие от птиц, при контакте с «живым» проводом люди обычно стоят на земле. Часто одна сторона энергосистемы будет намеренно подключена к заземлению, и поэтому человек, касающийся одного провода, фактически устанавливает контакт между двумя точками в цепи (провод и заземление):

Рис. 1.2

Значок земли представляет собой набор из трех горизонтальных полос уменьшающейся ширины, расположенных в нижнем левом углу показанной схемы, а также у ступни человека, подвергающегося электрошоку.В реальной жизни заземление энергосистемы представляет собой какой-то металлический проводник, закопанный глубоко в землю для обеспечения максимального контакта с землей. Этот проводник электрически подключен к соответствующей точке соединения в цепи толстым проводом. Заземление жертвы осуществляется через ноги, которые касаются земли.

В этот момент в уме ученика обычно возникает несколько вопросов:

• Если наличие точки заземления в цепи обеспечивает легкую точку контакта для кого-то, чтобы получить электрошок, зачем вообще она в цепи? Разве схема без заземления не была бы безопаснее?
• Человек, которого шокирует, вероятно, не ходит босиком.Если резина и ткань являются изоляционными материалами, то почему их обувь не защищает их, предотвращая образование цепи?
• Насколько хорошим проводником может быть грязь ? Если вы можете быть поражены током, протекающим через землю, почему бы не использовать землю в качестве проводника в наших силовых цепях?

Отвечая на первый вопрос, наличие преднамеренной точки «заземления» в электрической цепи предназначено для обеспечения того, чтобы одна сторона была безопасной для контакта.Обратите внимание, что если бы наша жертва на приведенной выше диаграмме коснулась нижней стороны резистора, ничего бы не произошло, даже если бы их ноги все еще касались земли:

Рис. 1.3

Поскольку нижняя сторона схемы надежно соединена с землей через точку заземления в нижнем левом углу схемы, нижний проводник схемы имеет электрически общий вид , и заземление. Поскольку между электрически общими точками не может быть напряжения, на человека, контактирующего с нижним проводом, не будет напряжения, и они не получат удара током.По той же причине провод, соединяющий цепь с заземляющим стержнем / пластинами, обычно остается оголенным (без изоляции), так что любой металлический объект, о который он задевает, будет электрически общим с землей.

Заземление цепи гарантирует, что по крайней мере одна точка в цепи будет безопасна для прикосновения. Но как насчет того, чтобы оставить цепь полностью незаземленной? Разве это не сделало бы человека, касающегося только одного провода, таким же безопасным, как птица, сидящая только на одном? В идеале да. Практически нет.Посмотрите, что происходит без земли:

Рисунок 1.4

Несмотря на то, что ноги человека все еще соприкасаются с землей, любая точка в цепи должна быть безопасной для прикосновения. Поскольку не существует полного пути (цепи), образованного через тело человека от нижней стороны источника напряжения к верхней, нет возможности установить ток через человека. Однако все это может измениться из-за случайного заземления, такого как ветвь дерева, касающаяся линии электропередачи и обеспечивающая соединение с землей.Такое случайное соединение между проводником энергосистемы и землей называется замыканием на землю .

Рисунок 1.5

Замыкания на землю

Замыкания на землю могут быть вызваны многими причинами, в том числе скоплением грязи на изоляторах линий электропередач (создание пути грязной воды для тока от проводника к полюсу и к земле во время дождя), проникновением грунтовых вод в подземные проводники линии электропередачи. , и птицы, приземляющиеся на линии электропередач, перемыкая линию к полюсу своими крыльями.Учитывая множество причин замыканий на землю, они, как правило, непредсказуемы. В случае с деревьями никто не может гарантировать , какого провода могут коснуться их ветви. Если бы дерево задело верхний провод в цепи, это сделало бы верхний провод безопасным для прикосновения, а нижний опасным – как раз противоположность предыдущему сценарию, когда дерево касается нижнего провода:

Рисунок 1.6

Когда ветвь дерева соприкасается с верхним проводом, этот провод становится заземленным проводом в цепи, электрически общим с заземлением.Следовательно, между этим проводом и землей нет напряжения, а есть полное (высокое) напряжение между нижним проводом и землей. Как упоминалось ранее, ветви деревьев являются лишь одним потенциальным источником замыканий на землю в энергосистеме. Рассмотрим незаземленную энергосистему без соприкосновения деревьев с деревьями, но на этот раз с двумя людьми, касающимися отдельных проводов:

Рис. 1.7

Когда каждый человек стоит на земле, контактируя с разными точками цепи, путь для электрического тока проходит через одного человека, через землю и через другого человека.Несмотря на то, что каждый человек думает, что он в безопасности, коснувшись только одной точки в цепи, их совместные действия создают смертельный сценарий. Фактически, один человек действует как замыкание на землю, что делает его небезопасным для другого человека. Именно поэтому незаземленные энергосистемы опасны: напряжение между любой точкой цепи и землей (землей) непредсказуемо, потому что замыкание на землю может возникнуть в любой точке цепи в любое время. Единственный персонаж, который гарантированно будет в безопасности в этих сценариях, – это птица, которая вообще не связана с землей! Надежно подключив обозначенную точку цепи к заземлению («заземлив» цепь), по крайней мере, безопасность может быть обеспечена в этой точке.Это большая гарантия безопасности, чем полное отсутствие заземления.

Отвечая на второй вопрос, обувь с резиновой подошвой – действительно обеспечивает некоторую электрическую изоляцию, чтобы помочь защитить кого-то от проведения электрического тока через ступни. Однако наиболее распространенные конструкции обуви не являются электрически «безопасными», поскольку их подошва слишком тонкая и не из подходящего материала. Кроме того, любая влага, грязь или токопроводящие соли из пота тела на поверхности подошвы или проникающие через нее могут поставить под угрозу ту небольшую изоляционную ценность, которая должна была изначально иметь обувь.Есть обувь, специально предназначенная для опасных электромонтажных работ, а также толстые резиновые коврики, на которых можно стоять во время работы с цепями под напряжением, но эти специальные детали должны быть в абсолютно чистом и сухом состоянии, чтобы быть эффективными. Достаточно сказать, что обычной обуви недостаточно, чтобы гарантировать защиту от поражения электрическим током от электросети.

Исследования контактного сопротивления между частями человеческого тела и точками контакта (например, с землей) показывают широкий диапазон цифр (информацию об источнике этих данных см. В конце главы):

• Контакт для рук или ног, с резиновой изоляцией: обычно 20 МОм.
• Контакт ступни через кожаную подошву обуви (сухой): от 100 кОм до 500 кОм
• Контакт ступни через кожаную подошву обуви (мокрый): от 5 кОм до 20 кОм

Как видите, резина не только является гораздо лучшим изоляционным материалом, чем кожа, но и присутствие воды в пористом веществе, таком как кожа , значительно снижает электрическое сопротивление.

Отвечая на третий вопрос, грязь – не очень хороший проводник (по крайней мере, когда она сухая!). У него слишком плохой проводник, чтобы поддерживать постоянный ток для питания нагрузки.Однако, как мы увидим в следующем разделе, требуется очень мало тока, чтобы ранить или убить человека, поэтому даже плохой проводимости грязи достаточно, чтобы обеспечить путь для смертельного тока при наличии достаточного напряжения, как обычно находится в энергосистемах.

Некоторые шлифованные поверхности лучше изолируют, чем другие. Например, асфальт на масляной основе имеет гораздо большее сопротивление, чем большинство видов грязи или камней. Бетон, с другой стороны, имеет довольно низкое сопротивление из-за внутреннего содержания воды и электролита (проводящего химического вещества).

• Поражение электрическим током может произойти только при контакте между двумя точками цепи; когда на тело жертвы подается напряжение.
Цепи питания
• обычно имеют обозначенную точку, которая «заземлена»: прочно соединена с металлическими стержнями или пластинами, закопанными в грязь, чтобы гарантировать, что одна сторона цепи всегда находится под потенциалом земли (нулевое напряжение между этой точкой и землей).
• Замыкание на землю – это случайное соединение проводника цепи с землей (землей).
• Специальная изолированная обувь и коврики предназначены для защиты людей от ударов через заземление, но даже эти части снаряжения должны быть в чистом, сухом состоянии, чтобы быть эффективными. Обычная обувь недостаточно хороша, чтобы обеспечить защиту от ударов, изолируя ее владельца от земли.
• Хотя грязь является плохим проводником, она может проводить достаточно тока, чтобы ранить или убить человека.

Распространенная фраза в отношении электробезопасности звучит примерно так: « Убивает не напряжение, а ток ! ”Хотя в этом есть доля правды, об опасности поражения электрическим током нужно понимать больше, чем эта простая пословица.Если бы напряжение не представляло опасности, никто бы никогда не распечатал и не вывесил надписи: ОПАСНО – ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!

Принцип «убивает текущее» по сути верен. Это электрический ток, который сжигает ткани, замораживает мышцы и вызывает фибрилляцию сердца. Однако электрический ток не возникает сам по себе: должно быть доступное напряжение, чтобы побудить ток протекать через жертву. Тело человека также оказывает сопротивление току, что необходимо учитывать.

Взяв закон Ома для напряжения, тока и сопротивления и выразив его через ток для заданных напряжения и сопротивления, мы получим следующее уравнение:

[латекс] \ textbf {закон Ома} [/ латекс]

[латекс] Ток = \ frac {Напряжение} {Сопротивление} [/ латекс] [латекс] I = \ frac {E} {R} [/ латекс]

Величина тока, протекающего через тело, равна величине напряжения, приложенного между двумя точками этого тела, деленному на электрическое сопротивление, оказываемое телом между этими двумя точками.Очевидно, что чем больше напряжения доступно для протекания тока, тем легче он будет проходить через любое заданное сопротивление. Следовательно, существует опасность высокого напряжения, которое может генерировать ток, достаточный для получения травмы или смерти. И наоборот, если тело имеет более высокое сопротивление, меньший ток будет протекать при любом заданном напряжении. Насколько опасно напряжение, зависит от общего сопротивления цепи, препятствующего прохождению электрического тока.

Сопротивление тела не является фиксированной величиной.Это варьируется от человека к человеку и время от времени. Существует даже метод измерения содержания жира в организме, основанный на измерении электрического сопротивления между пальцами рук и ног. Различное процентное содержание жира в организме обеспечивает разное сопротивление: одна переменная, влияющая на электрическое сопротивление в организме человека. Чтобы методика работала точно, человек должен регулировать потребление жидкости за несколько часов до теста, что указывает на то, что гидратация тела является еще одним фактором, влияющим на электрическое сопротивление тела.

Сопротивление тела также зависит от того, как происходит контакт с кожей: от руки к руке, от руки к ноге, от ступни к ступне, от руки к локтю и т. Д. Пот, богатый солью и минералами. , являясь жидкостью, является отличным проводником электричества. То же самое и с кровью с таким же высоким содержанием проводящих химикатов. Таким образом, контакт с проводом потной рукой или открытой раной будет оказывать гораздо меньшее сопротивление току, чем контакт с чистой сухой кожей.

Измеряя электрическое сопротивление чувствительным измерителем, я измеряю примерно 1 миллион Ом (1 МОм) на руках, держась за металлические щупы измерителя между пальцами.Измеритель показывает меньшее сопротивление, когда я крепко сжимаю щупы, и большее сопротивление, когда я держу их свободно. Я сижу за компьютером и печатаю эти слова, мои руки чистые и сухие. Если бы я работал в жаркой, грязной промышленной среде, сопротивление между моими руками, вероятно, было бы намного меньше, представляя меньшее сопротивление смертельному току и большую опасность поражения электрическим током.

Насколько опасен электрический ток?

Ответ на этот вопрос также зависит от нескольких факторов.Химический состав тела человека оказывает значительное влияние на то, как электрический ток влияет на человека. Некоторые люди очень чувствительны к току, испытывая непроизвольное сокращение мышц из-за разряда статического электричества. Другие могут получить большие искры от разряда статического электричества и почти не почувствовать его, не говоря уже о мышечном спазме. Несмотря на эти различия, с помощью тестов были разработаны приблизительные руководящие принципы, которые показывают, что для проявления вредных эффектов требуется очень небольшой ток (опять же, информацию об источнике этих данных см. В конце главы).Все текущие значения даны в миллиамперах (миллиампер равен 1/1000 ампер):

ТЕЛО ВЛИЯНИЕ	МУЖЧИНЫ / ЖЕНЩИНЫ	ПРЯМОЙ ТОК (DC)	60 Гц	100 кГц
Легкое ощущение под рукой	Мужчины	1,0 мА	0,4 мА	7 мА
	Женщины	0,6 мА	0,3 мА	5 мА
Порог боли	Мужчины	5.2 мА	1,1 мА	12 мА
	Женщины	3,5 мА	0,7 мА	8 мА
Болезненный, но произвольный контроль мышц сохраняется	Мужчины	62 мА	9 мА	55 мА
	Женщины	41 мА	6 мА	37 мА
Болезненно, провода не отпускаются	Мужчины	76 мА	16 мА	75 мА
	Женщины	60 мА	15 мА	63 мА
Сильная боль, затрудненное дыхание	Мужчины	90 мА	23 мА	94 мА
	Женщины	60 мА	15 мА	63 мА
Возможна фибрилляция сердца через 3 секунды	Мужчины и женщины		500 мА	100 мА

«Гц» означает единицу измерения Гц, .Это мера того, насколько быстро изменяется переменный ток, иначе известный как частота . Таким образом, столбец цифр, обозначенный «60 Гц переменного тока», относится к току, который меняется с частотой 60 циклов (1 цикл = период времени, когда ток течет в одном направлении, а затем в другом) в секунду. Последний столбец, обозначенный «10 кГц переменного тока», относится к переменному току, который совершает десять тысяч (10 000) возвратно-поступательных циклов каждую секунду.

Имейте в виду, что эти цифры являются приблизительными, поскольку люди с разным химическим составом тела могут реагировать по-разному.Было высказано предположение, что ток через грудную клетку всего 17 мА переменного тока достаточно, чтобы вызвать фибрилляцию у человека при определенных условиях. Большинство наших данных относительно индуцированной фибрилляции получены в результате испытаний на животных. Очевидно, что проводить тесты индуцированной фибрилляции желудочков на людях непрактично, поэтому имеющиеся данные отрывочны. О, и если вам интересно, я понятия не имею, почему женщины, как правило, более восприимчивы к электрическому току, чем мужчины! Предположим, я положил руки на клеммы источника переменного напряжения с частотой 60 Гц (60 циклов в секунду).Какое напряжение необходимо для этого состояния чистой, сухой кожи, чтобы получить ток в 20 миллиампер (достаточно, чтобы я не мог отпустить источник напряжения)? Мы можем использовать закон Ома, чтобы определить это:

[латекс] E = IR [/ латекс]

[латекс] E = (20 мА) (1 M \ Omega) [/ латекс]

[латекс] \ textbf {E = 20 000 вольт или 20 кВ} [/ латекс]

Имейте в виду, что это «лучший случай» (чистая, сухая кожа) с точки зрения электробезопасности и что это значение напряжения представляет собой величину, необходимую для индукции столбняка.Чтобы вызвать болезненный шок, потребуется гораздо меньше! Кроме того, имейте в виду, что физиологические эффекты любого конкретного количества тока могут значительно отличаться от человека к человеку, и что эти расчеты являются приблизительными оценками , всего лишь .

Обрызгав пальцы водой, чтобы имитировать пот, я смог измерить сопротивление рук в руках всего 17000 Ом (17 кОм). Имейте в виду, что это касается только одного пальца каждой руки, касающегося тонкой металлической проволоки. Пересчитав напряжение, необходимое для возникновения тока в 20 мА, мы получим эту цифру:

[латекс] E = IR [/ латекс]

[латекс] E = (20 мА) (17 кОм) [/ латекс]

[латекс] \ textbf {E = 340 V} [/ латекс]

В этих реальных условиях потребуется всего 340 вольт потенциала от одной моей руки к другой, чтобы вызвать ток 20 миллиампер.Тем не менее, все еще возможно получить смертельный удар от меньшего напряжения, чем это. При условии значительно более низкого показателя сопротивления тела, увеличенного за счет контакта с кольцом (полоса золота, обернутая по окружности пальца, составляет отличную точку контакта для поражения электрическим током) или полного контакта с большим металлическим предметом, таким как труба или металл рукоятки инструмента, сопротивление корпуса может упасть до 1000 Ом (1 кОм), в результате чего даже более низкое напряжение может представлять потенциальную опасность.

[латекс] E = IR [/ латекс]

[латекс] E = (20 мА) (1 кОмега) [/ латекс]

[латекс] \ textbf {E = 20 V} [/ латекс]

Обратите внимание, что в этом состоянии 20 вольт достаточно, чтобы произвести ток в 20 миллиампер через человека; достаточно, чтобы вызвать столбняк. Помните, было высказано предположение, что сила тока всего 17 миллиампер может вызвать фибрилляцию желудочков (сердца). При сопротивлении рукопашной в 1000 Ом для создания этого опасного состояния потребуется всего 17 вольт.

[латекс] E = IR [/ латекс]
[латекс] E = (17 мА) (1 кВт) [/ латекс]
[латекс] \ textbf {E = 17 В} [/ латекс]

Семнадцать вольт – это не очень много для электрических систем. Конечно, это «наихудший» сценарий с напряжением переменного тока 60 Гц и отличной проводимостью тела, но он действительно показывает, насколько низкое напряжение может представлять серьезную угрозу при определенных условиях.

Условия, необходимые для создания сопротивления тела 1000 Ом, не должны быть такими экстремальными, как то, что было представлено (потная кожа при контакте с золотым кольцом).Сопротивление тела может уменьшаться при приложении напряжения (особенно если столбняк заставляет пострадавшего крепче держать проводник), так что при постоянном напряжении удар может усилиться после первого контакта. То, что начинается как легкий шок – ровно настолько, чтобы «заморозить» жертву, чтобы она не могла отпустить ее, может перерасти в нечто достаточно серьезное, чтобы убить ее, поскольку сопротивление их тела уменьшается, а сила тока соответственно увеличивается.

Исследования предоставили приблизительный набор цифр для электрического сопротивления точек контакта человека в различных условиях:

Ситуация	Сухой	мокрый
Проволока касалась пальцем	40 000 Ом – 1 000 000 Ом	4000 Ом – 15000 Ом
Проволока в руке	15 000 Ом – 50 000 Ом	3000 Ом – 5000 Ом
Ручные плоскогубцы по металлу	5000 Ом – 10 000 Ом	1000 Ом – 3000 Ом
Контакт ладонью	3000 Ом – 8000 Ом	1000 Ом – 2000 Ом
1.5-дюймовая металлическая труба с захватом одной рукой	1000 Ом – 3000 Ом	500 Ом – 1500 Ом
Металлическая труба 1,5 дюйма, удерживаемая двумя руками	500 Ом – 1500 кОм	250 Ом – 750 Ом
Рука погружена в проводящую жидкость		200 Ом – 500 Ом
Нога погружена в проводящую жидкость		100 Ом – 300 Ом

Обратите внимание на значения сопротивления для двух состояний с 1.5-дюймовая металлическая труба. Сопротивление, измеренное при захвате трубы двумя руками, составляет ровно половину сопротивления при захвате трубы одной рукой.

Рисунок 1.8

Двумя руками площадь контакта с телом вдвое больше, чем с одной рукой. Это важный урок: электрическое сопротивление между любыми контактирующими объектами уменьшается с увеличением площади контакта при прочих равных условиях. Если держать трубу двумя руками, ток будет иметь два параллельных маршрутов, по которым он протекает от трубы к телу (или наоборот).

Рис. 1.9.

Как мы увидим в более поздней главе, параллельных цепей всегда приводят к меньшему общему сопротивлению, чем любой отдельный путь, рассматриваемый отдельно.

В промышленности 30 вольт обычно считается консервативным пороговым значением для опасного напряжения. Осторожный человек должен рассматривать любое напряжение выше 30 вольт как опасное, не полагаясь на нормальное сопротивление тела для защиты от поражения электрическим током. Тем не менее, при работе с электричеством все же отличной идеей является держать руки чистыми и сухими и снимать все металлические украшения.Даже при более низком напряжении металлические украшения могут представлять опасность, поскольку проводят ток, достаточный для ожога кожи, при контакте между двумя точками в цепи. Металлические кольца, в частности, были причиной более чем нескольких ожогов пальцев из-за замыкания между точками в низковольтной и сильноточной цепи.

Кроме того, напряжение ниже 30 может быть опасным, если его достаточно, чтобы вызвать неприятное ощущение, которое может вызвать вздрагивание и случайное соприкосновение с более высоким напряжением или другой опасностью.Я вспоминаю, как однажды жарким летним днем ​​работал над автомобилем. На мне были шорты, моя голая нога касалась хромового бампера автомобиля, когда я затягивал контакты аккумулятора. Когда я прикоснулся металлическим ключом к положительной (незаземленной) стороне 12-вольтовой батареи, я почувствовал покалывание в том месте, где моя нога касалась бампера. Сочетание плотного контакта с металлом и моей вспотевшей кожи позволило почувствовать шок всего лишь с 12 вольт электрическим потенциалом.

К счастью, ничего страшного не произошло, но если бы двигатель работал и удар ощущался в моей руке, а не ноге, я мог бы рефлекторно толкнуть руку на пути вращающегося вентилятора или уронить металлический ключ на клеммы аккумулятора (производя большой () ток через гаечный ключ с большим количеством искр).Это иллюстрирует еще один важный урок, касающийся электробезопасности; этот электрический ток сам по себе может быть косвенной причиной травмы, заставляя вас подпрыгивать или спазмировать части вашего тела в опасную для вас сторону.

Ток, проходящий через человеческое тело, имеет значение, насколько он опасен. Ток будет влиять на все мышцы, находящиеся на его пути, а поскольку мышцы сердца и легких (диафрагмы), вероятно, являются наиболее важными для выживания, пути удара, проходящие через грудную клетку, являются наиболее опасными.Это делает путь электрического тока из рук в руки очень вероятным способом получения травм и летального исхода.

Во избежание подобных ситуаций рекомендуется работать с цепями под напряжением, находящимися под напряжением, только одной рукой, а вторую руку держать в кармане, чтобы случайно ни к чему не прикоснуться. Конечно, всегда безопаснее работать в цепи, когда она отключена, но это не всегда практично или возможно. При работе одной рукой обычно предпочитают правую руку левой по двум причинам: большинство людей правши (что обеспечивает дополнительную координацию при работе), а сердце обычно находится слева от центра в грудной полости.

Для левшей этот совет может быть не лучшим. Если такой человек недостаточно скоординирован с правой рукой, он может подвергнуть себя большей опасности, используя руку, с которой ему меньше всего комфортно, даже если электрический ток, протекающий через эту руку, может представлять большую опасность для его сердца. Относительная опасность между сотрясением одной рукой или другой, вероятно, меньше, чем опасность работы с менее чем оптимальной координацией, поэтому выбор руки для работы лучше всего оставить на усмотрение человека.

Лучшая защита от ударов цепи под напряжением – это сопротивление, а сопротивление может быть добавлено к телу с помощью изолированных инструментов, перчаток, обуви и другого снаряжения. Ток в цепи является функцией доступного напряжения, деленного на общее сопротивление на пути потока. Как мы рассмотрим более подробно позже в этой книге, сопротивления имеют аддитивный эффект, когда они сложены так, что ток течет только по одному пути:

. Рисунок 1.10

Человек, находящийся в прямом контакте с источником напряжения: ток ограничен только сопротивлением тела.

[латекс] I = \ frac {E} {R_ {boot}} [/ латекс]

Теперь мы рассмотрим эквивалентную схему для человека в изолированных перчатках и ботинках:

Рисунок 1.11

Лицо в изоляционных перчатках и сапогах;

Ток теперь ограничен сопротивлением цепи:

[латекс] I = \ frac {E} {R_ {glove} + R_ {body} + R_ {boot} +} [/ latex]

Поскольку электрический ток должен проходить через ботинок и , тело и перчатку, чтобы замкнуть цепь обратно к батарее, общая сумма ( сумма ) этих сопротивлений противодействует протеканию тока в большей степени, чем любое другое. сопротивлений рассматривается индивидуально.

Безопасность – одна из причин, по которой электрические провода обычно покрывают пластиковой или резиновой изоляцией: чтобы значительно увеличить сопротивление между проводником и тем или иным предметом, который может с ним контактировать. К сожалению, было бы непомерно дорого изолировать проводники линии электропередач из-за недостаточной изоляции для обеспечения безопасности в случае случайного контакта. Таким образом, безопасность обеспечивается за счет того, что эти стропы должны находиться достаточно далеко вне досягаемости, чтобы никто не мог случайно прикоснуться к ним.

Если возможно, отключите питание цепи перед выполнением каких-либо работ с ней.Вы должны обезопасить все источники вредной энергии, прежде чем систему можно будет считать безопасной для работы. В промышленности обеспечение безопасности цепи, устройства или системы в этом состоянии обычно называют переводом их в состояние нулевой энергии . В центре внимания этого урока, конечно же, электробезопасность. Однако многие из этих принципов применимы и к неэлектрическим системам.

• Вред для тела зависит от силы электрического тока. Более высокое напряжение позволяет производить более высокие и опасные токи.Сопротивление противостоит току, поэтому высокое сопротивление является хорошей защитой от ударов.
• Обычно считается, что любое напряжение выше 30 может создавать опасные ударные токи. Металлические украшения определенно плохо носить при работе с электрическими цепями. Кольца, ремешки для часов, ожерелья, браслеты и другие подобные украшения обеспечивают отличный электрический контакт с вашим телом и сами могут проводить ток, достаточный для возникновения ожогов кожи даже при низком напряжении.
• Низкое напряжение может быть опасным, даже если оно слишком низкое, чтобы вызвать травму электрическим током.Их может быть достаточно, чтобы напугать жертву, заставив ее отпрянуть и коснуться чего-то более опасного в непосредственной близости.
• Когда необходимо работать с «живым» контуром, лучше всего выполнять работу одной рукой, чтобы предотвратить смертельный путь электрического тока из рук в руки (через грудную клетку).
• По возможности отключите питание цепи перед выполнением каких-либо работ с ней.

При работе с оборудованием отключите все источники питания перед выполнением любых работ.В промышленности удаление этих источников питания из схемы, устройства или системы обычно известно как перевод их в состояние нулевой энергии . В центре внимания этого урока, конечно же, электробезопасность. Однако многие из этих принципов применимы и к неэлектрическим системам.

Обеспечение безопасности чего-либо в состоянии нулевой энергии означает избавление от любого вида потенциальной или накопленной энергии, включая, помимо прочего:

• Опасное напряжение
• Давление пружины
• Гидравлическое давление (жидкость)
• Пневматическое (воздушное) давление
• Подвес
• Химическая энергия (легковоспламеняющиеся или иным образом реагирующие вещества)
• Ядерная энергия (радиоактивные или делящиеся вещества)

Напряжение по своей природе является проявлением потенциальной энергии.В первой главе я даже использовал приподнятую жидкость в качестве аналогии для потенциальной энергии напряжения, имеющей способность (потенциал) производить ток (поток), но не обязательно осознавая этот потенциал, пока не будет установлен подходящий путь для потока. и сопротивление потоку преодолевается. Пара проводов с высоким напряжением между ними не выглядит и не звучит опасно, даже если они несут между собой достаточно потенциальной энергии, чтобы протолкнуть смертоносное количество тока через ваше тело. Несмотря на то, что это напряжение в настоящее время ничего не делает, у него есть потенциал, и этот потенциал необходимо нейтрализовать, прежде чем можно будет физически контактировать с этими проводами.

Все правильно спроектированные схемы имеют механизмы отключения для снятия напряжения в цепи. Иногда эти «разъединения» служат двойной цели: автоматически размыкаются в условиях чрезмерного тока, и в этом случае мы называем их «автоматическими выключателями». В других случаях выключатели-разъединители представляют собой устройства с ручным управлением без автоматической функции. В любом случае они существуют для вашей защиты и должны использоваться должным образом. Обратите внимание, что устройство отключения должно быть отдельно от обычного выключателя, используемого для включения и выключения устройства.Это предохранительный выключатель, который должен использоваться только для защиты системы в состоянии нулевого потребления энергии:

Рисунок 1.12

Когда выключатель находится в «разомкнутом» положении, как показано (нет непрерывности), цепь разомкнута, и ток не будет существовать. На нагрузке будет нулевое напряжение, а полное напряжение источника будет падать на разомкнутые контакты выключателя. Обратите внимание, что в нижнем проводе цепи нет необходимости в размыкающем выключателе. Поскольку эта сторона цепи надежно соединена с землей (землей), она электрически является общей с землей, и ее лучше оставить таким образом.Для максимальной безопасности персонала, работающего с нагрузкой этой цепи, можно установить временное заземление на верхней стороне нагрузки, чтобы исключить падение напряжения на нагрузке:

Рисунок 1.13

При наличии временного заземляющего соединения обе стороны проводки нагрузки соединяются с землей, обеспечивая нулевое состояние энергии на нагрузке.

Поскольку заземление с обеих сторон нагрузки электрически эквивалентно короткому замыканию через нагрузку с помощью провода, это еще один способ достижения той же цели максимальной безопасности:

Рисунок 1.14

В любом случае обе стороны нагрузки будут электрически общими с землей, с учетом отсутствия напряжения (потенциальной энергии) между обеими сторонами нагрузки и землей, на которой стоят люди. Этот метод временного заземления проводов в обесточенной энергосистеме очень распространен при работах по техническому обслуживанию, выполняемых в системах распределения электроэнергии высокого напряжения.

Еще одним преимуществом этой меры предосторожности является защита от возможности включения размыкающего переключателя (включения его для обеспечения непрерывности цепи), когда люди все еще контактируют с нагрузкой.Временный провод, подключенный к нагрузке, создавал бы короткое замыкание, когда выключатель был замкнут, немедленно срабатывая любые устройства защиты от перегрузки по току (автоматические выключатели или предохранители) в цепи, что снова отключало бы питание. Если это произойдет, разъединитель вполне может получить повреждение, но рабочие на нагрузке находятся в безопасности.

Здесь было бы хорошо упомянуть, что устройства максимального тока не предназначены для защиты от поражения электрическим током.Скорее, они существуют исключительно для защиты проводников от перегрева из-за чрезмерных токов. Только что описанные временные закорачивающие провода действительно могли бы вызвать «срабатывание» любых устройств перегрузки по току в цепи, если бы выключатель был замкнут, но следует понимать, что защита от поражения электрическим током не является предполагаемой функцией этих устройств. Их основная функция будет просто использоваться для защиты рабочего с установленным перемычкой.

Структурированные системы безопасности: блокировка / маркировка

Поскольку очевидно, что важно иметь возможность закрепить любые отключающие устройства в разомкнутом (выключенном) положении и убедиться, что они остаются в этом положении во время работы в цепи, существует необходимость в структурированной системе безопасности, которая должна быть введена в место.Такая система обычно используется в промышленности и называется Lock-out / Tag-out .

Процедура блокировки / маркировки работает следующим образом: все люди, работающие в защищенной цепи, имеют свой собственный замок или кодовый замок, который они устанавливают на рычаге управления устройства отключения перед работой с системой. Кроме того, они должны заполнить и подписать ярлык, который они вешают на свой замок, с описанием характера и продолжительности работы, которую они собираются выполнять в системе.Если есть несколько источников энергии, которые необходимо «заблокировать» (множественные разъединения, как электрические, так и механические источники энергии должны быть защищены, и т. Д.), Рабочий должен использовать столько своих замков, сколько необходимо для обеспечения питания от системы. до начала работы. Таким образом, система поддерживается в состоянии нулевого энергопотребления до тех пор, пока не будет снята каждая последняя блокировка со всех устройств отключения и отключения, а это означает, что каждый последний работник даст согласие, сняв свои личные блокировки. Если будет принято решение повторно активировать систему, и замок (и) одного человека все еще остается на месте после того, как все присутствующие снимают свои, метка (и) покажет, кто этот человек и что он делает.

Даже при наличии хорошей программы безопасности по блокировке / маркировке все еще необходимы усердие и меры предосторожности, основанные на здравом смысле. Это особенно актуально в промышленных условиях, когда над устройством или системой может одновременно работать множество людей. Некоторые из этих людей могут не знать о надлежащей процедуре блокировки / маркировки или могут знать о ней, но слишком самоуверенны, чтобы ей следовать. Не думайте, что все соблюдают правила безопасности!

После того, как электрическая система была заблокирована и помечена вашим личным замком, вы должны дважды проверить, действительно ли напряжение зафиксировано в нулевом состоянии.Один из способов проверить – увидеть, запустится ли машина (или что-то еще, над чем она работает), если будет задействован переключатель или кнопка start . Если он запускается, значит, вы знаете, что не смогли обеспечить от него электрическую энергию.

Кроме того, всегда должен проверять на наличие опасного напряжения с помощью измерительного прибора, прежде чем касаться каких-либо проводов в цепи. Для большей безопасности вы должны выполнить следующую процедуру проверки, использования, а затем проверки вашего глюкометра:

• Убедитесь, что ваш измеритель правильно показывает на известном источнике напряжения.
• Используйте свой измеритель, чтобы проверить цепь блокировки на наличие опасного напряжения.
• Еще раз проверьте свой измеритель на известном источнике напряжения, чтобы убедиться, что он по-прежнему показывает, как должен.

Хотя это может показаться чрезмерным или даже параноидальным, это проверенный метод предотвращения поражения электрическим током. Однажды у меня был счетчик, который не смог показать напряжение, когда он должен был, при проверке цепи, чтобы убедиться, что она «мертва». Если бы я не использовал другие средства для проверки наличия напряжения, меня бы сегодня не было в живых, чтобы написать это.Всегда есть шанс, что ваш вольтметр окажется неисправным именно тогда, когда он понадобится вам для проверки на наличие опасного состояния. Следуя этим инструкциям, вы никогда не попадете в смертельную ситуацию из-за поломки счетчика.

Наконец, электротехник прибудет к тому моменту процедуры проверки безопасности, когда будет считаться безопасным прикосновение к проводнику (проводам). Имейте в виду, что после принятия всех мер предосторожности возможно (хотя и очень маловероятно) наличие опасного напряжения.Последней мерой предосторожности, которую следует предпринять на этом этапе, является моментальный контакт проводника (проводов) тыльной стороной руки перед тем, как схватить его или металлический инструмент, соприкасающийся с ним. Почему? Если по какой-то причине между этим проводником и заземлением все еще присутствует напряжение, движение пальца в результате реакции удара (сжатие в кулак) приведет к разрыву контакта с проводником. Обратите внимание, что это абсолютно последний шаг , который должен выполнить любой электромонтер перед началом работы с энергосистемой, и не следует использовать ни при каких условиях в качестве альтернативного метода проверки опасного напряжения.Если у вас когда-либо будут основания сомневаться в надежности вашего глюкометра, воспользуйтесь другим глюкометром, чтобы получить «второе мнение».

• Состояние нулевой энергии: Когда цепь, устройство или система защищены таким образом, что отсутствует потенциальная энергия, которая могла бы нанести вред кому-либо, работающему с ними.
• Отключающие выключатели должны присутствовать в правильно спроектированной электрической системе, чтобы обеспечить удобную готовность к состоянию нулевого потребления энергии.
• К обслуживаемой нагрузке могут быть подключены временные заземляющие или закорачивающие провода для дополнительной защиты персонала, работающего с этой нагрузкой.
• Lock-out / Tag-out работает следующим образом: при работе с системой в состоянии нулевого энергопотребления рабочий помещает личный замок или кодовый замок на каждое устройство отключения энергии, имеющее отношение к его или ее задаче в этой системе. Кроме того, на каждый из этих замков навешивается тег, описывающий характер и продолжительность работы, которую необходимо выполнить, и того, кто ее выполняет.
• Всегда проверяйте, что цепь была зафиксирована в состоянии нулевого потребления энергии с помощью испытательного оборудования после «блокировки». Обязательно проверьте свой глюкометр до и после проверки цепи, чтобы убедиться, что она работает правильно.
• Когда наступает время для фактического контакта с проводником (ами) предположительно мертвой энергосистемы, сделайте это сначала тыльной стороной одной руки, чтобы в случае удара током мышечная реакция оттолкнула пальцы от проводника. .

Безопасное и эффективное использование электросчетчика – это, пожалуй, самый ценный навык, которым может овладеть электронщик, как ради собственной безопасности, так и для профессионального мастерства. Поначалу может быть сложно использовать счетчик, зная, что вы подключаете его к цепям под напряжением, которые могут содержать опасные для жизни уровни напряжения и тока.Это опасение небезосновательно, и всегда лучше действовать осторожно при использовании счетчиков. Небрежность больше, чем какой-либо другой фактор, является причиной несчастных случаев с электричеством у опытных технических специалистов.

Мультиметры

Самым распространенным электрическим испытательным оборудованием является мультиметр . Мультиметры названы так потому, что они могут измерять множество переменных: напряжение, ток, сопротивление и часто многие другие, некоторые из которых не могут быть объяснены здесь из-за их сложности.В руках обученного техника мультиметр является одновременно эффективным рабочим инструментом и защитным устройством. Однако в руках невежественного и / или неосторожного человека мультиметр может стать источником опасности при подключении к «действующей» цепи.

Существует много разных марок мультиметров, причем каждый производитель выпускает несколько моделей с разными наборами функций. Мультиметр, показанный здесь на следующих иллюстрациях, представляет собой «универсальную» конструкцию, не специфичную для какого-либо производителя, но достаточно общую, чтобы научить основным принципам использования:

Рисунок 1.15

Вы заметите, что дисплей этого измерителя имеет «цифровой» тип: числовые значения отображаются с использованием четырех цифр, как на цифровых часах. Поворотный селекторный переключатель (теперь установлен в положение Off ) имеет пять различных положений измерения, в которых он может быть установлен: два значения «V», два значения «A» и одно положение посередине с забавной «подковой». Символ на нем, представляющий «сопротивление». Символ «подкова» – это греческая буква «Омега» (Ω), которая является общим символом для электрической единицы измерения ом.

Из двух настроек «V» и двух настроек «A» вы заметите, что каждая пара разделена на уникальные маркеры либо парой горизонтальных линий (одна сплошная, одна пунктирная), либо пунктирной линией с волнистой кривой над ней. . Параллельные линии представляют «постоянный ток», а волнистая кривая – «переменный ток». «V», конечно, означает «напряжение», а «A» означает «сила тока» (ток). Измеритель использует другие методы для измерения постоянного тока внутри, чем он использует для измерения переменного тока, и поэтому он требует от пользователя выбора типа напряжения (В) или тока (А) для измерения.Хотя мы не обсуждали переменный ток (AC) в каких-либо технических деталях, это различие в настройках счетчика важно помнить.

Мультиметр Розетки

На лицевой панели мультиметра есть три разных гнезда, к которым мы можем подключить наши измерительные провода . Измерительные провода – это не что иное, как специально подготовленные провода, используемые для подключения измерителя к тестируемой цепи. Провода покрыты гибкой изоляцией с цветовой кодировкой (черной или красной), чтобы руки пользователя не касались оголенных проводов, а кончики зондов представляют собой острые жесткие кусочки проволоки:

Рисунок 1.16

Черный измерительный провод всегда подключается к черному разъему на мультиметре: тот, который отмечен «COM» для «общего». Красные измерительные провода подключаются либо к красной розетке с маркировкой напряжения и сопротивления, либо к красной розетке с маркировкой тока, в зависимости от того, какое количество вы собираетесь измерить с помощью мультиметра.

Чтобы увидеть, как это работает, давайте посмотрим на пару примеров, показывающих, как используется измеритель. Сначала мы настроим измеритель для измерения постоянного напряжения от батареи:

Рисунок 1.17

Обратите внимание, что два измерительных провода подключены к соответствующим гнездам на измерителе для измерения напряжения, а селекторный переключатель установлен на «V» постоянного тока. Теперь рассмотрим пример использования мультиметра для измерения напряжения переменного тока от бытовой электрической розетки (настенной розетки):

Рис. 1.18

Единственное отличие в настройке измерителя – это расположение селекторного переключателя: теперь он установлен на переменный ток «V». Поскольку мы все еще измеряем напряжение, измерительные провода останутся подключенными к тем же гнездам.В обоих этих примерах настоятельно рекомендуется, , чтобы вы не позволяли наконечникам щупов соприкасаться друг с другом, пока они оба находятся в контакте со своими соответствующими точками в цепи. Если это произойдет, образуется короткое замыкание, вызывающее искру и, возможно, даже шар пламени, если источник напряжения способен обеспечить достаточный ток! Следующее изображение иллюстрирует потенциальную опасность:

Рис. 1.19.

Это лишь один из способов, которым счетчик может стать источником опасности при неправильном использовании.

Измерение напряжения, пожалуй, самая распространенная функция, для которой используется мультиметр. Это, безусловно, первичное измерение, выполняемое в целях безопасности (часть процедуры блокировки / маркировки), и оно должно быть хорошо понято оператором счетчика. Поскольку напряжение между двумя точками всегда является относительным, измеритель должен быть надежно подключен к двум точкам в цепи, прежде чем он будет обеспечивать надежное измерение. Обычно это означает, что оба щупа должны быть схвачены руками пользователя и прижаты к правильным точкам контакта источника напряжения или цепи во время измерения.

Поскольку путь электрического тока из рук в руки является наиболее опасным, удерживание измерительных щупов в двух точках высоковольтной цепи таким образом всегда представляет собой потенциальную опасность . Если защитная изоляция на датчиках изношена или потрескалась, пальцы пользователя могут соприкоснуться с проводниками датчика во время испытания, что приведет к сильному удару. Это более безопасный вариант, если можно использовать только одну руку для захвата зондов. Иногда можно «защелкнуть» один наконечник щупа на контрольной точке цепи, чтобы его можно было отпустить, а другой установить на место, используя только одну руку.Для облегчения этого можно прикрепить специальные аксессуары для наконечников зонда, такие как пружинные зажимы.

Помните, что измерительные провода измерителя являются частью всего комплекта оборудования и что с ними следует обращаться так же осторожно и уважительно, как и с самим измерителем. Если вам нужен специальный аксессуар для ваших измерительных проводов, такой как пружинный зажим или другой специальный наконечник зонда, обратитесь к каталогу продукции производителя измерителя или другого производителя испытательного оборудования. Не пытайтесь проявить творческий подход и изготавливать свои собственные испытательные пробники, так как вы можете подвергнуть себя опасности в следующий раз, когда будете использовать их в цепи под напряжением.

Также следует помнить, что цифровые мультиметры обычно хорошо справляются с различением измерений переменного и постоянного тока, поскольку они настраиваются на одно или другое при проверке напряжения или тока. Как мы видели ранее, как переменное, так и постоянное напряжение и ток могут быть смертельными, поэтому при использовании мультиметра в качестве устройства проверки безопасности вы всегда должны проверять наличие как переменного, так и постоянного тока, даже если вы не ожидаете найти и то, и другое. ! Кроме того, при проверке наличия опасного напряжения вы должны обязательно проверить все пары рассматриваемых точек.

Например, предположим, что вы открыли шкаф с электропроводкой и обнаружили три больших проводника, подающих питание переменного тока на нагрузку. Автоматический выключатель, питающий эти провода (предположительно), был отключен, заблокирован и помечен. Вы дважды проверили отсутствие питания, нажав кнопку Start для нагрузки. Ничего не произошло, поэтому теперь вы переходите к третьему этапу проверки безопасности: проверке измерителя напряжения.

Сначала вы проверяете свой измеритель на известном источнике напряжения, чтобы убедиться, что он работает правильно.Любая ближайшая электрическая розетка должна обеспечивать удобный источник переменного напряжения для проверки. Вы делаете это и обнаруживаете, что счетчик показывает как следует. Затем вам нужно проверить напряжение между этими тремя проводами в шкафу. Но напряжение измеряется между двумя точками , так где же проверить?

Рисунок 1.20

Ответ – проверить все комбинации этих трех точек. Как видите, на рисунке точки обозначены буквами «A», «B» и «C», поэтому вам нужно будет взять мультиметр (установленный в режиме вольтметра) и проверить его между точками A и B, B и C, а также A и C.Если вы обнаружите напряжение между любой из этих пар, цепь не находится в состоянии нулевой энергии. Но ждать! Помните, что мультиметр не будет регистрировать напряжение постоянного тока, когда он находится в режиме переменного напряжения, и наоборот, поэтому вам необходимо проверить эти три пары точек в в каждом режиме , в общей сложности шесть проверок напряжения для завершения!

Однако, даже несмотря на всю эту проверку, мы еще не охватили все возможности. Помните, что опасное напряжение может появиться между одиночным проводом и землей (в этом случае металлический каркас шкафа будет хорошей точкой отсчета заземления) в энергосистеме.Итак, чтобы быть в полной безопасности, мы должны не только проверять между A и B, B и C, и A и C (как в режимах переменного, так и постоянного тока), но мы также должны проверять между A и землей, B и землей, и C & заземление (как в режимах переменного, так и постоянного тока)! Это дает в общей сложности двенадцать проверок напряжения для этого, казалось бы, простого сценария всего с тремя проводами. Затем, конечно, после того, как мы завершили все эти проверки, нам нужно взять мультиметр и повторно проверить его с помощью известного источника напряжения, такого как розетка, чтобы убедиться, что он по-прежнему в хорошем рабочем состоянии.

Использование мультиметра для проверки сопротивления

Использование мультиметра для проверки сопротивления – гораздо более простая задача. Измерительные провода будут оставаться подключенными к тем же розеткам, что и для проверки напряжения, но селекторный переключатель необходимо повернуть, пока он не укажет на символ сопротивления «подкова». Касаясь щупами устройства, сопротивление которого необходимо измерить, измеритель должен правильно отображать сопротивление в омах:

Рисунок 1.21

При измерении сопротивления нужно помнить, что это должно выполняться только на обесточенных компонентах ! Когда измеритель находится в режиме «сопротивления», он использует небольшую внутреннюю батарею для генерации крошечного тока через измеряемый компонент. Путем определения того, насколько сложно пропустить этот ток через компонент, можно определить и отобразить сопротивление этого компонента. Если в контуре измерителя-вывод-компонент-вывод-измеритель имеется дополнительный источник напряжения, который либо помогает, либо противодействует току измерения сопротивления, производимому измерителем, это приведет к ошибочным показаниям.В худшем случае счетчик может даже выйти из строя из-за внешнего напряжения.

Режим «Сопротивление» мультиметра

Режим «сопротивления» мультиметра очень полезен для определения целостности проводов, а также для точных измерений сопротивления. Когда между наконечниками пробников имеется хорошее, прочное соединение (моделируется путем их соприкосновения), измеритель показывает почти нулевое сопротивление. Если бы в измерительных проводах не было сопротивления, он показывал бы ровно ноль:

. Рисунок 1.22

Если выводы не соприкасаются друг с другом или не касаются противоположных концов разорванного провода, измеритель покажет бесконечное сопротивление (обычно путем отображения пунктирных линий или сокращения «O.L.», что означает «разомкнутый контур»):

Рисунок 1.23

Измерение тока с помощью мультиметра

Безусловно, наиболее опасным и сложным применением мультиметра является измерение тока. Причина этого довольно проста: для того, чтобы измеритель мог измерять ток, измеряемый ток должен проходить с по на счетчике.Это означает, что измеритель должен быть частью цепи тока, а не просто подключаться к какой-либо стороне, как в случае измерения напряжения. Чтобы сделать счетчик частью пути тока цепи, исходная цепь должна быть «разорвана», а счетчик соединен через две точки разомкнутого разрыва. Чтобы настроить измеритель на это, селекторный переключатель должен указывать на переменный или постоянный ток «A», а красный измерительный провод должен быть вставлен в красную розетку с маркировкой «A». На следующем рисунке показан измеритель, полностью готовый к измерению тока, и проверяемая цепь:

Рисунок 1.24

Сейчас цепь разомкнута при подготовке к подключению счетчика:

Рисунок 1.25

Следующий шаг – вставить измеритель в линию со схемой, подключив два наконечника щупа к разомкнутым концам цепи, черный щуп к отрицательной (-) клемме 9-вольтовой батареи и красный щуп к свободному концу провода, ведущему к лампе:

Рисунок 1.26

Этот пример показывает очень безопасную схему для работы. 9 вольт вряд ли представляют опасность поражения электрическим током, поэтому не стоит бояться разомкнуть эту цепь (не голыми руками, не меньше!) И подключить счетчик параллельно с током.Однако с цепями более высокой мощности это действительно может быть опасным занятием. Даже если напряжение в цепи было низким, нормальный ток мог быть достаточно высоким, чтобы возникла опасная искра в момент установления последнего подключения датчика измерителя.

Другая потенциальная опасность использования мультиметра в режиме измерения тока («амперметр») заключается в том, что он не может правильно вернуть его в конфигурацию измерения напряжения перед измерением напряжения с его помощью. Причины этого зависят от конструкции и работы амперметра.При измерении тока в цепи путем размещения измерителя непосредственно на пути тока, лучше всего, чтобы измеритель оказывал небольшое сопротивление току или не оказывал никакого сопротивления. В противном случае дополнительное сопротивление изменит работу схемы. Таким образом, мультиметр спроектирован так, чтобы сопротивление между наконечниками измерительного щупа было практически нулевым, когда красный щуп был вставлен в красное гнездо «А» (для измерения тока). В режиме измерения напряжения (красный провод вставлен в красное гнездо «V») между наконечниками измерительных щупов имеется большое количество мегаомов сопротивления, потому что вольтметры имеют сопротивление, близкое к бесконечному (так что они не работают). t потребляет значительный ток из тестируемой цепи).

При переключении мультиметра из режима измерения тока в режим измерения напряжения легко повернуть селекторный переключатель из положения «A» в положение «V» и забыть, соответственно, переключить положение разъема красного измерительного провода с «A» на положение «V». «V». В результате – если счетчик затем подключить к источнику значительного напряжения – произойдет короткое замыкание счетчика!

Рисунок 1.27

Чтобы предотвратить это, у большинства мультиметров есть функция предупреждения, с помощью которой они издают звуковой сигнал, если когда-либо в гнездо «A» вставлен провод, а селекторный переключатель установлен в положение «V».Однако какими бы удобными ни были эти функции, они по-прежнему не заменяют ясного мышления и осторожности при использовании мультиметра.

Все качественные мультиметры содержат внутри предохранители, которые спроектированы так, чтобы «перегорать» в случае чрезмерного тока через них, как в случае, показанном на последнем изображении. Как и все устройства максимальной токовой защиты, эти предохранители в первую очередь предназначены для защиты оборудования (в данном случае самого счетчика) от чрезмерного повреждения и только во вторую очередь для защиты пользователя от повреждений.Мультиметр можно использовать для проверки собственного предохранителя, установив селекторный переключатель в положение сопротивления и создав соединение между двумя красными гнездами следующим образом:

Рисунок 1.28.

. Исправный предохранитель будет указывать на очень низкое сопротивление, в то время как перегоревший предохранитель всегда будет показывать «O.L.» (или любое другое указание, которое используется в этой модели мультиметра для обозначения отсутствия непрерывности). Фактическое количество Ом, отображаемое для исправного предохранителя, не имеет большого значения, если оно является произвольно низким.

Итак, теперь, когда мы увидели, как использовать мультиметр для измерения напряжения, сопротивления и тока, что еще нужно знать? Множество! Ценность и возможности этого универсального испытательного прибора станут более очевидными по мере того, как вы приобретете навыки и познакомитесь с ним.Ничто не заменит регулярные занятия со сложными инструментами, такими как эти, поэтому не стесняйтесь экспериментировать с безопасными схемами с батарейным питанием.

• Измеритель, способный проверять напряжение, ток и сопротивление, называется мультиметром .
• Поскольку напряжение между двумя точками всегда относительное, измеритель напряжения («вольтметр») должен быть подключен к двум точкам в цепи, чтобы получить хорошие показания. Будьте осторожны, не касайтесь оголенных наконечников щупов вместе при измерении напряжения, так как это приведет к короткому замыканию!
• Не забывайте всегда проверять напряжение переменного и постоянного тока при использовании мультиметра для проверки наличия опасного напряжения в цепи.Убедитесь, что вы проверяете напряжение между всеми комбинациями пар проводников, в том числе между отдельными проводниками и землей!
• В режиме измерения напряжения («вольтметр») мультиметры имеют очень высокое сопротивление между выводами.
• Никогда не пытайтесь измерить сопротивление или целостность цепи с помощью мультиметра в цепи, которая находится под напряжением. В лучшем случае показания сопротивления, полученные от глюкометра, будут неточными, а в худшем случае глюкометр может быть поврежден, а вы можете получить травму.
• Измерители тока («амперметры») всегда включены в цепь, поэтому электроны должны проходить через через счетчик .
• В режиме измерения тока («амперметр») мультиметры практически не имеют сопротивления между выводами. Это сделано для того, чтобы электроны могли проходить через счетчик с наименьшими трудностями. Если бы это было не так, измеритель добавлял бы дополнительное сопротивление в цепи, тем самым влияя на ток.

Как мы видели ранее, энергосистема без надежного соединения с землей непредсказуема с точки зрения безопасности.Невозможно гарантировать, какое или как мало будет напряжения между любой точкой цепи и землей. Заземлив одну сторону источника напряжения энергосистемы, по крайней мере, одна точка в цепи может быть электрически соединена с землей и, следовательно, не представляет опасности поражения электрическим током. В простой двухпроводной системе электропитания проводник, подключенный к земле, называется нейтраль , а другой провод называется hot , также известный как live или active :

. Рисунок 1.29 Двухпроводная система электропитания

Что касается источника напряжения и нагрузки, заземление не имеет никакого значения. Он существует исключительно ради личной безопасности, гарантируя, что по крайней мере одна точка в цепи будет безопасна для прикосновения (нулевое напряжение относительно земли). «Горячая» сторона цепи, названная в честь ее потенциальной опасности поражения электрическим током, будет опасна прикасаться, если напряжение не будет обеспечено путем надлежащего отключения от источника (в идеале, с использованием процедуры систематической блокировки / маркировки).

Этот дисбаланс опасностей между двумя проводниками в простой силовой цепи важно понимать. Следующая серия иллюстраций основана на распространенных бытовых системах электропроводки (для простоты с использованием источников постоянного напряжения, а не переменного тока).

Если мы посмотрим на простой бытовой электроприбор, такой как тостер с проводящим металлическим корпусом, мы увидим, что при правильной работе не должно быть опасности поражения электрическим током. Провода, передающие питание на нагревательные элементы тостера, изолированы от соприкосновения с металлическим корпусом (и друг с другом) резиной или пластиком.

Рисунок 1.30 Отсутствие напряжения между корпусом и землей

Однако, если один из проводов внутри тостера случайно войдет в контакт с металлическим корпусом, корпус станет электрически общим для провода, и прикосновение к корпусу будет столь же опасным, как прикосновение к оголенному проводу. Представляет ли это опасность поражения электрическим током, зависит от , к которому случайно прикоснется провод :

Рисунок 1.31 случайное контактное напряжение между корпусом и землей

Если «горячий» провод касается корпуса, это подвергает опасности пользователя тостера.С другой стороны, если нейтральный провод касается корпуса, опасности поражения электрическим током нет:

Рисунок 1.32 Случайное отсутствие напряжения между корпусом и землей

Чтобы гарантировать, что первый отказ менее вероятен, чем второй, инженеры стараются проектировать устройства таким образом, чтобы свести к минимуму контакт горячего проводника с корпусом. В идеале, конечно, вы не хотите, чтобы какой-либо из проводов случайно соприкасался с токопроводящим корпусом прибора, но обычно есть способы спроектировать расположение частей, чтобы сделать случайный контакт менее вероятным для одного провода, чем для другого.

Однако эта профилактическая мера эффективна только в том случае, если может быть гарантирована полярность вилки питания. Если вилку можно перевернуть, то проводник с большей вероятностью соприкоснется с корпусом вполне может быть «горячим»:

Рисунок 1.33 Напряжение между корпусом и землей

Устройства, разработанные таким образом, обычно поставляются с «поляризованными» вилками, причем один контакт вилки немного уже, чем другой. Розетки питания также имеют такую ​​же конструкцию, причем один слот уже другой.Следовательно, вилку нельзя вставить «задом наперед», и можно гарантировать идентичность проводника внутри устройства. Помните, что это никак не влияет на основные функции устройства: это делается исключительно ради безопасности пользователя.

Некоторые инженеры решают проблему безопасности, просто делая внешний корпус прибора непроводящим. Такие приборы называются с двойной изоляцией , поскольку изолирующий кожух служит вторым слоем изоляции над и за пределами самих проводов.Если провод внутри устройства случайно войдет в контакт с корпусом, это не представляет опасности для пользователя устройства.

Другие инженеры решают проблему безопасности, поддерживая проводящий корпус, но используя третий провод для надежного соединения этого корпуса с землей:

Рис. 1.34 Нулевое напряжение корпуса заземления между корпусом и землей

Третий контакт на шнуре питания обеспечивает прямое электрическое соединение корпуса устройства с землей, делая две точки электрически общими друг с другом.Если они электрически общие, то между ними не может быть падения напряжения. По крайней мере, так оно и должно работать. Если горячий провод случайно коснется металлического корпуса прибора, он вызовет прямое короткое замыкание обратно на источник напряжения через заземляющий провод, сработав любые устройства защиты от сверхтоков. Пользователь устройства останется в безопасности.

Вот почему так важно никогда не отрезать третий контакт вилки питания, когда пытаетесь вставить его в розетку с двумя контактами.Если это будет сделано, не будет заземления корпуса прибора для обеспечения безопасности пользователя (ей). Устройство по-прежнему будет функционировать должным образом, но в случае внутренней неисправности, приводящей к контакту горячей проволоки с корпусом, результаты могут быть смертельными. Если необходимо использовать двухконтактную розетку , можно установить двухконтактный переходник розетки с заземляющим проводом, прикрепленным к заземляющему винту крышки. Это обеспечит безопасность заземленного прибора, подключенного к розетке этого типа.

Однако электрически безопасное проектирование не обязательно заканчивается нагрузкой. Последнюю защиту от поражения электрическим током можно установить на стороне источника питания цепи, а не на самом приборе. Эта мера защиты называется , обнаружение замыкания на землю , и работает она так:

В правильно работающем приборе (показанном выше) ток, измеренный через проводник под напряжением, должен быть точно равен току через нейтральный проводник, потому что существует только один путь для прохождения электронов в цепи.При отсутствии неисправности внутри устройства нет соединения между проводниками цепи и человеком, касающимся корпуса, и, следовательно, нет удара.

Если, однако, горячая проволока случайно коснется металлического корпуса, через человека, прикоснувшегося к корпусу, пройдет ток. Наличие ударного тока будет проявляться в виде разницы в и тока между двумя силовыми проводниками в розетке:

Рисунок 1.35 Разница в токе между двумя силовыми проводниками в розетке

Эта разница в токе между «горячим» и «нейтральным» проводниками будет существовать только в том случае, если есть ток через заземление, что означает, что в системе есть неисправность.Следовательно, такая разница тока может использоваться как способ обнаружения неисправного состояния. Если устройство настроено для измерения этой разницы в токах между двумя силовыми проводниками, обнаружение дисбаланса тока можно использовать для запуска размыкания выключателя, тем самым отключая питание и предотвращая серьезный удар:

Рисунок 1.36 Прерыватели тока замыкания на землю

Такие устройства называются прерывателями тока замыкания на землю или сокращенно GFCI. За пределами Северной Америки GFCI также известен как предохранительный выключатель, устройство защитного отключения (RCD), RCBO или RCD / MCB в сочетании с миниатюрным автоматическим выключателем или выключателем утечки на землю (ELCB).Они достаточно компактны, чтобы их можно было встроить в розетку. Эти розетки легко идентифицировать по их характерным кнопкам «Тест» и «Сброс». Большим преимуществом использования этого подхода для обеспечения безопасности является то, что он работает независимо от конструкции устройства. Конечно, использование прибора с двойной изоляцией или заземлением в дополнение к розетке GFCI было бы еще лучше, но приятно знать, что можно что-то сделать для повышения безопасности, помимо конструкции и состояния прибора.

Прерыватель цепи дугового замыкания (AFCI) , автоматический выключатель, предназначенный для предотвращения пожаров, предназначен для размыкания при прерывистых резистивных коротких замыканиях. Например, нормальный выключатель на 15 А предназначен для быстрого размыкания цепи при нагрузке, значительно превышающей номинальную 15 А, или медленнее, немного превышающей номинальную. Хотя это защищает от прямого короткого замыкания и нескольких секунд перегрузки, соответственно, он не защищает от дуги – аналогично дуговой сварке. Дуга представляет собой сильно изменяющуюся нагрузку, периодически достигающую максимума более 70 А, разомкнутую цепь с переходами через ноль переменного тока.Хотя среднего тока недостаточно для срабатывания стандартного выключателя, его достаточно, чтобы разжечь пожар. Эта дуга может быть создана из-за металлического короткого замыкания, которое сжигает металл, оставляя резистивную распыляющую плазму ионизированных газов.

AFCI содержит электронную схему для обнаружения этого прерывистого резистивного короткого замыкания. Он защищает как от дуги от горячего к нейтральному, так и от горячего к заземлению. AFCI не защищает от опасности поражения электрическим током, как GFCI. Таким образом, GFCI по-прежнему необходимо устанавливать на кухне, в ванной и на открытом воздухе.Поскольку AFCI часто срабатывает при запуске больших двигателей и, в более общем смысле, щеточных двигателей, его установка ограничена электрическими цепями в спальнях в соответствии с Национальным электротехническим кодексом США. Использование AFCI должно уменьшить количество электрических пожаров. Однако неприятные срабатывания при работе приборов с двигателями в цепях AFCI представляют собой проблему.

• В энергосистемах одна сторона источника напряжения часто подключается к заземлению для обеспечения безопасности в этой точке.
• «Заземленный» провод в энергосистеме называется нейтральным проводником , , а незаземленный провод – , горячим проводом .
• Заземление в энергосистемах существует для личной безопасности, а не для работы нагрузки (ей).
• Электробезопасность прибора или других нагрузок может быть улучшена за счет хорошей инженерии: поляризованные вилки, двойная изоляция и трехконтактные вилки с «заземлением» – все это способы повышения безопасности на стороне нагрузки.
• Прерыватели тока замыкания на землю (GFCI) работают, считывая разницу в токе между двумя проводниками, подающими питание на нагрузку.Никакой разницы в токе быть не должно. Любая разница означает, что ток должен входить в нагрузку или выходить из нее каким-либо образом, кроме двух основных проводников, что нехорошо. Значительная разница в токе автоматически откроет размыкающий механизм выключателя, полностью отключив питание.

Обычно допустимая токовая нагрузка проводника является пределом конструкции схемы, который нельзя намеренно превышать, но есть приложение, в котором ожидается превышение допустимой токовой нагрузки: в случае предохранителей .

Что такое предохранитель?

A плавкий предохранитель представляет собой устройство электробезопасности, построенное вокруг проводящей полосы, которая предназначена для плавления и разделения в случае чрезмерного тока. Предохранители всегда подключаются последовательно с компонентом (ами), который должен быть защищен от перегрузки по току, так что, когда плавкий предохранитель перегорает (размыкается), он размыкает всю цепь и останавливает ток через компонент (ы). Плавкий предохранитель, включенный в одну ветвь параллельной цепи, конечно, не повлияет на ток, протекающий через любую из других ветвей.

Обычно тонкий кусок плавкой проволоки помещается в защитную оболочку, чтобы свести к минимуму опасность возникновения дугового разряда в случае прорыва проволоки с большой силой, как это может произойти в случае сильных перегрузок по току. В случае небольших автомобильных предохранителей оболочка прозрачна, так что плавкий элемент может быть визуально осмотрен. В бытовой электропроводке обычно используются ввинчиваемые предохранители со стеклянным корпусом и тонкой узкой полосой из металлической фольги посередине. Фотография, на которой показаны оба типа предохранителей, представлена ​​здесь:

Рисунок 1.37 Типы предохранителей

Предохранители картриджного типа популярны в автомобилях и в промышленности, если они изготовлены из материалов оболочки, отличных от стекла. Поскольку предохранители рассчитаны на «отказ» срабатывания при превышении их номинального тока, они обычно предназначены для легкой замены в цепи. Это означает, что они будут вставлены в какой-либо тип держателя, а не припаиваться или прикрепляться болтами к проводникам цепи. Ниже приведена фотография, на которой изображена пара предохранителей со стеклянным картриджем в держателе с несколькими предохранителями:

Рисунок 1.38 Стеклянный патрон предохранителей Держатель нескольких предохранителей

Предохранители удерживаются пружинными металлическими зажимами, причем сами зажимы постоянно соединены с проводниками цепи. Основной материал держателя предохранителя (или блока предохранителей , как их иногда называют) выбран как хороший изолятор.

Другой тип держателя предохранителей патронного типа обычно используется для установки в панелях управления оборудованием, где желательно скрыть все точки электрического контакта от контакта с человеком.В отличие от только что показанного блока предохранителей, где все металлические зажимы открыты, этот тип держателя предохранителя полностью закрывает предохранитель в изолирующем корпусе:

Рисунок 1.39 Держатель предохранителя закрывает изолирующий корпус

Наиболее распространенным устройством защиты от перегрузки по току в сильноточных цепях сегодня является автоматический выключатель .

Что такое автоматический выключатель?

Автоматические выключатели – это специально разработанные переключатели, которые автоматически размыкаются для отключения тока в случае перегрузки по току.Малые автоматические выключатели, например, используемые в жилых, коммерческих и легких промышленных предприятиях, имеют термическое управление. Они содержат биметаллическую полосу , , , (тонкую полосу из двух металлов, соединенных встречно-спиной), несущую ток цепи, которая изгибается при нагревании. Когда биметаллическая полоса создает достаточную силу (из-за чрезмерного нагрева ленты), срабатывает механизм отключения, и прерыватель размыкается. Автоматические выключатели большего размера автоматически активируются силой магнитного поля, создаваемого токонесущими проводниками внутри выключателя, или могут срабатывать для отключения от внешних устройств, контролирующих ток цепи (эти устройства называются защитными реле ).

Поскольку автоматические выключатели не выходят из строя в условиях перегрузки по току – скорее, они просто размыкаются и могут быть повторно включены путем перемещения рычага – они с большей вероятностью будут обнаружены подключенными к цепи более надежным образом, чем предохранители. Фотография маленького автоматического выключателя представлена ​​здесь:

Рисунок 1.40. Малый автоматический выключатель

Снаружи он выглядит не более чем выключателем. Действительно, его можно было использовать как таковое. Однако его истинная функция – работать как устройство защиты от перегрузки по току.

Следует отметить, что в некоторых автомобилях используются недорогие устройства, известные как плавкие вставки , для защиты от перегрузки по току в цепи зарядки аккумулятора из-за стоимости предохранителя и держателя надлежащего номинала. Плавкая вставка – это примитивный предохранитель, представляющий собой не что иное, как короткий кусок провода с резиновой изоляцией, предназначенный для плавления в случае перегрузки по току, без какой-либо твердой оболочки. Такие грубые и потенциально опасные устройства никогда не используются в промышленности или даже в жилых помещениях, в основном из-за встречающихся более высоких уровней напряжения и тока.По мнению автора, их применение даже в автомобильных схемах вызывает сомнения.

Обозначение на электрической схеме для предохранителя представляет собой S-образную кривую:

Рисунок 1.41 S-образная кривая

Номинальные характеристики предохранителя

Предохранители

, как и следовало ожидать, в основном рассчитаны на ток: ампер. Хотя их работа зависит от самовыделения тепла в условиях чрезмерного тока за счет собственного электрического сопротивления предохранителя, они спроектированы так, чтобы вносить незначительное дополнительное сопротивление в цепи, которые они защищают.Это в значительной степени достигается за счет того, что плавкий провод делается как можно короче. Точно так же, как допустимая токовая нагрузка обычного провода не связана с его длиной (сплошной медный провод 10 калибра выдержит ток 40 ампер на открытом воздухе, независимо от длины или короткого отрезка), плавкий провод из определенного материала и калибра будет дуть при определенном токе независимо от того, как долго он длится. Поскольку длина не является фактором в текущем рейтинге, чем короче она может быть сделана, тем меньшее сопротивление будет между концом и концом.

Однако разработчик предохранителя также должен учитывать, что происходит после срабатывания предохранителя: оплавленные концы сплошного провода будут разделены воздушным зазором с полным напряжением питания между концами.Если предохранитель недостаточно длинный в цепи высокого напряжения, искра может перескочить с одного из концов расплавленного провода на другой, снова замкнув цепь:

Рисунок 1.42 Принципиальная схема конструктора предохранителей Рисунок 1.43 Принципиальная схема конструктора предохранителей

Следовательно, предохранители рассчитываются с точки зрения их допустимого напряжения, а также уровня тока, при котором они сработают.

Некоторые большие промышленные предохранители имеют заменяемые проволочные элементы для снижения затрат. Корпус предохранителя представляет собой непрозрачный картридж многоразового использования, защищающий провод предохранителя от воздействия и экранирующий окружающие предметы от провода предохранителя.

Номинальный ток предохранителя – это нечто большее, чем просто цифра. Если через предохранитель на 30 ампер пропускается ток в 35 ампер, он может внезапно перегореть или с задержкой перед перегоранием, в зависимости от других аспектов его конструкции. Некоторые предохранители предназначены для очень быстрого срабатывания, в то время как другие рассчитаны на более скромное время «открытия» или даже на замедленное срабатывание в зависимости от области применения. Последние предохранители иногда называют плавкими предохранителями с задержкой срабатывания из-за их преднамеренных характеристик задержки срабатывания.

Классическим примером применения плавкого предохранителя с задержкой срабатывания является защита электродвигателя, где бросков тока , до десяти раз превышающих нормальный рабочий ток, обычно возникают каждый раз, когда двигатель запускается с полной остановки. Если бы в таком приложении использовались быстродействующие предохранители, двигатель никогда бы не запустился, потому что при нормальных уровнях пускового тока плавкий предохранитель (и) немедленно перегорел бы! Конструкция плавкого предохранителя с задержкой срабатывания такова, что элемент плавкого предохранителя имеет большую массу (но не большую допустимую нагрузку), чем эквивалентный быстродействующий плавкий предохранитель, что означает, что он будет нагреваться медленнее (но до той же конечной температуры) при любом заданном количестве. тока.

На другом конце спектра действия предохранителей находятся так называемые полупроводниковые предохранители , предназначенные для очень быстрого размыкания в случае перегрузки по току. Полупроводниковые устройства, такие как транзисторы, как правило, особенно нетерпимы к условиям перегрузки по току и, как таковые, требуют быстродействующей защиты от сверхтоков в мощных приложениях.

Предохранители всегда должны размещаться на «горячей» стороне нагрузки в заземленных системах. Это сделано для того, чтобы нагрузка была полностью обесточена во всех отношениях после срабатывания предохранителя.Чтобы увидеть разницу между плавлением «горячей» стороны и «нейтральной» стороны нагрузки, сравните эти две схемы:

Рисунок 1.44 Принципиальная схема конструктора предохранителей Рисунок 1.45 Принципиальная схема конструктора предохранителей

В любом случае предохранитель успешно прервал ток в нагрузке, но нижняя цепь не может прервать потенциально опасное напряжение с обеих сторон нагрузки на землю, где может стоять человек. . Первая схема намного безопаснее.

Как было сказано ранее, предохранители – не единственный используемый тип устройства защиты от сверхтоков.Устройства, похожие на выключатели, называемые автоматическими выключателями , , , , часто (и чаще) используются для размыкания цепей с чрезмерным током, их популярность связана с тем, что они не разрушают себя в процессе размыкания цепи, как предохранители. В любом случае, размещение устройства защиты от сверхтоков в цепи будет соответствовать тем же общим рекомендациям, перечисленным выше: а именно, «предохранить» сторону источника питания , а не , подключенную к земле.

Хотя размещение защиты от перегрузки по току в цепи может определять относительную опасность поражения электрическим током в этой цепи при различных условиях, следует понимать, что такие устройства никогда не предназначались для защиты от поражения электрическим током.Ни предохранители, ни автоматические выключатели не предназначены для срабатывания в случае поражения электрическим током; скорее, они предназначены для открытия только в условиях потенциального перегрева проводника. Устройства максимального тока в первую очередь защищают проводники цепи от повреждения из-за перегрева (и опасности возгорания, связанной с чрезмерно горячими проводниками), и, во вторую очередь, защищают определенные части оборудования, такие как нагрузки и генераторы (некоторые быстродействующие предохранители предназначены для защиты особенно чувствительных электронных устройств. к скачкам тока).Поскольку уровни тока, необходимые для поражения электрическим током или поражения электрическим током, намного ниже, чем нормальные уровни тока обычных силовых нагрузок, состояние перегрузки по току не указывает на возникновение удара током. Существуют и другие устройства, предназначенные для обнаружения определенных условий удара (детекторы замыкания на землю являются наиболее популярными), но эти устройства строго служат этой единственной цели и не связаны с защитой проводов от перегрева.

• Предохранитель представляет собой небольшой тонкий проводник, предназначенный для плавления и разделения на две части с целью разрыва цепи в случае чрезмерного тока.
• Автоматический выключатель – это специально разработанный переключатель, который автоматически размыкается для прерывания тока цепи в случае перегрузки по току. Они могут срабатывать (размыкаться) термически, магнитными полями или внешними устройствами, называемыми «реле защиты», в зависимости от конструкции выключателя, его размера и области применения.
Предохранители
• в первую очередь рассчитаны на максимальный ток, но также рассчитаны на то, какое падение напряжения они будут безопасно выдерживать после прерывания цепи.
Предохранители
• могут быть сконструированы так, чтобы срабатывать быстро, медленно или где-то между ними при одинаковом максимальном уровне тока.
• Лучшее место для установки предохранителя в заземленной энергосистеме – на пути незаземленного проводника к нагрузке. Таким образом, при сгорании предохранителя к нагрузке останется только заземленный (безопасный) провод, что сделает безопаснее для людей находиться рядом.

Самая маленькая катушка Тесла. Трансформатор Тесла своими руками, простейшая схема

Ответ

Lorem Ipsum – это просто фиктивный текст для полиграфической и наборной индустрии.Lorem Ipsum был стандартным фиктивным текстом в отрасли с 1500-х годов, когда неизвестный типограф взял камбуз и скремблировал его, чтобы сделать книгу образцов шрифта. Он сохранился не только пять веков. , но также и прыжок в электронный набор, который остался практически неизменным.Он был популяризирован в 1960-х годах с выпуском листов Letraset, содержащих отрывки Lorem Ipsum, а в последнее время – с помощью программного обеспечения для настольных издательских систем, такого как Aldus PageMaker, включая версии Lorem Ipsum.

Сегодня я расскажу о миниатюрной катушке транзистора Тесла, эту схему еще называют кешером.

Устройство создает высокочастотное поле высокого напряжения, в котором без проводов загораются различные газонаполненные лампы (например, люминесцентные лампы). Также на конце вторичной обмотки образуется красивая высоковольтная искра, к которой можно прикоснуться, не опасаясь получить удар током!

Сначала нужно намотать высоковольтную катушку (L2), для каркаса можно использовать что угодно в виде трубки диаметром 3-10 см, например канализационные трубы, еще понадобится медь проволока в эмали толщиной 0.1-0,3 мм можно достать из различных электронных устройств или купить на радиорынке …

После того, как вы приобрели провод, нужно намотать его на виток рамы, чтобы повернуть без нахлестов и значительных зазоров, около 1000 витков, не менее 600. Далее нужно заизолировать и закрепить обмотку, можно конечно обмотать катушку изолентой или изолентой, но выглядит не очень, рекомендую отполировать обмотку в несколько слоев.

Первичная обмотка (L1) сделана из более толстого провода 0.6мм и более, 5-12 витков, рамка для него выбирается не менее чем на 5мм толще вторичной обмотки.

Теперь соберем простую схему, транзистор может быть практически любой NPN, и PNP, нужно будет только поменять полярность блока питания, в моем случае это импортный BUT11AF (он был выбран потому что был ближе всех к столу :-), из россиян хорошо подходят КТ819, КТ805.
Источник питания кахара – любой блок питания 12-30В с током 0.3А.

И так параметры моей катушки Тесла:
Вторичная – ~ 700 витков с проводом 0,15мм на рамке 4см.
Первичное устройство – 5 витков с проводом 1,5 мм на рамке 5 см.
Блок питания – 1,2-24В с током до 1А.

Теперь по поводу настройки, ставим на катушку какую-то лампу, чтобы точно знали, когда кешер заработал, устанавливаем резисторы в среднее положение, включаем питание, переключаем резистор с плюса на базу , если ничего не происходит, нужно пометить выводы первичной обмотки местами и повторить операцию, все должно заработать, теперь можно крутить резистор от минуса к базе, растягивать / сжимать первичные обмотки, выбирать их количество и т. д. .

В начале двадцатого века электротехника развивалась бешеными темпами. Промышленность и быт получили такое количество электротехнических новшеств, что этого хватило для их дальнейшего развития еще на двести лет. И если мы попытаемся выяснить, кому мы обязаны таким революционным скачком в области приручения электрической энергии, то в учебниках физики назовут дюжину имен, которые, безусловно, повлияли на ход эволюции. Но ни один из учебников толком не может объяснить, почему до сих пор умалчиваются достижения Николы Теслы и кем на самом деле был этот загадочный человек.

Кто вы, мистер Тесла?

Тесла – новая цивилизация. Ученый был невыгоден правящей элите, да и сейчас невыгоден. Он настолько опередил свое время, что до сих пор его изобретения и эксперименты не всегда находят объяснение с точки зрения современной науки. Он заставил ночное небо сиять над всем Нью-Йорком, над Атлантическим океаном и над Антарктидой, он превратил ночь в белый день, в это время волосы и кончики пальцев прохожих сияли необычным плазменным светом, метровым светом. из-под копыт коней высекали длинные искры.

Они боялись Теслы, он мог легко положить конец монополии на продажу энергии, и, если бы он захотел, он мог сместить всех Рокфеллеров и Ротшильдов вместе с трона. Но он упорно продолжал эксперименты, пока не умер при загадочных обстоятельствах, а его архивы были украдены, а их местонахождение до сих пор неизвестно.

Принцип работы аппарата

Современные ученые могут судить о гениальности Николы Теслы только по десятку изобретений, не подпадающих под действие масонской инквизиции.Если вдуматься в суть его экспериментов, то можно только представить, какую массу энергии этот человек мог легко контролировать. Все современные электростанции, вместе взятые, не способны производить такой электрический потенциал, которым обладал один ученый, имея в своем распоряжении самые примитивные устройства, одно из которых мы соберем сегодня.

Трансформатор Теслы своими руками, простейшая схема и потрясающий эффект от его использования, дадут лишь представление о том, какими приемами манипулировал ученый, и, честно говоря, в очередной раз запутают современную науку.С точки зрения электротехники в нашем примитивном понимании трансформатор Теслы – это первичная и вторичная обмотки, простейшая схема, которая обеспечивает питание первичной обмотки на резонансной частоте вторичной обмотки, но выходное напряжение увеличивается в сотни раз. В это сложно поверить, но каждый может убедиться в этом сам.

Устройство для получения токов высокой частоты и высокого потенциала было запатентовано Теслой в 1896 году.Устройство выглядит невероятно просто и состоит из:

• первичной обмотки из проволоки сечением не менее 6 мм², примерно 5-7 витков;
• вторичная обмотка, намотанная на диэлектрик – провод диаметром до 0,3 мм, 700-1000 витков;
• разрядник;
• конденсатор;
• Излучатель искрового накала.

Основное отличие трансформатора Тесла от всех других устройств в том, что в нем не используются ферросплавы в качестве сердечника, а мощность устройства, независимо от мощности источника питания, ограничивается только электрической прочностью воздуха.Суть и принцип работы устройства в создании колебательного контура, который может быть реализован несколькими способами:

Соберем устройство для получения энергии эфира наиболее простым способом – на полупроводниковых транзисторах. Для этого нам потребуется запастись простейшим набором материалов и инструментов:

Схемы трансформатора Тесла

Устройство собрано по одной из прилагаемых схем, номиналы могут отличаться, так как КПД устройства зависит от них.Сначала на пластиковый сердечник наматываем около тысячи витков тонкой эмалированной проволоки, получаем вторичную обмотку. Катушки покрываются лаком или оклеиваются скотчем. Количество витков первичной обмотки подбирается опытным путем, но в среднем оно составляет 5-7 витков. Далее устройство подключается по схеме.

Для получения эффектных разрядов достаточно поэкспериментировать с формой вывода, излучателем искрового свечения, а о том, что прибор уже работает при включении, можно судить по горящим неоновым лампам, расположенным в радиусе в полуметре от прибора, самостоятельно включив радиолампы и, конечно же, плазменными вспышками и застежками-молниями на торце радиатора.

Игрушка? Ничего подобного. По этому принципу Тесла собирался построить глобальную систему беспроводной передачи энергии с использованием энергии эфира. Для реализации такой схемы необходимы два мощных трансформатора, установленных на разных концах земли, работающих на одной резонансной частоте.

В этом случае полностью отпадает необходимость в медных проводах, электростанциях, счетах за услуги монопольных поставщиков электроэнергии, так как любой человек в любой точке мира может пользоваться электричеством совершенно бесплатно.Естественно, такая система никогда не окупится, так как за электричество платить не нужно. А если так, то инвесторы не спешат выстраиваться в очередь на реализацию патента Николы Тесла № 645 576.

Катушка Тесла имеет две катушки L1 и L2, которые посылают большой импульс тока на катушку L1. Катушки Тесла не имеют сердечника. На первичную обмотку намотано более 10 витков. Вторичная обмотка на тысячу витков. Также добавлен конденсатор, чтобы минимизировать искровые потери.

Катушка

Тесла обеспечивает большой коэффициент трансформации.Это превышает отношение количества витков второй катушки к первой. Разность выходных потенциалов катушки Тесла составляет более нескольких миллионов вольт. Это создает такие разряды электрического тока, что эффект впечатляет. Длина разрядов несколько метров.

Принцип катушки Тесла

Чтобы понять, как работает катушка Тесла, нужно запомнить правило электроники: лучше один раз увидеть, чем сто услышать. Схема катушки Тесла проста.Эта простейшая катушка Тесла создает стримеры.

Пурпурный стример выходит из высоковольтного конца катушки Тесла. Вокруг него есть странное поле, которое заставляет светиться люминесцентная лампа, которая не подключена и находится в этом поле.

Streamer – это потеря энергии в катушке Тесла. Никола Тесла попытался избавиться от стримеров, подключив их к конденсатору. Без конденсатора нет стримера, и лампа горит ярче.

Катушку Тесла можно назвать игрушкой, демонстрирующей интересный эффект.Она поражает людей своими мощными искрами. Конструировать трансформатор – это весело. Одно устройство сочетает в себе разные физические эффекты. Люди не понимают, как работает катушка.

Катушка Тесла имеет две обмотки. Первый подходит для переменного напряжения, создающего магнитное поле. Энергия передается второй катушке. Трансформатор имеет аналогичный эффект.

Вторая катушка и форма C s дают колебания, которые суммируют заряд. Некоторое время энергия сохраняется в разности потенциалов.Чем больше мы вкладываем энергии, тем больше будет разность потенциалов на выходе.

Основные свойства катушки Тесла:

• Частота вторичного контура.
• Соотношение обеих катушек.
• Фактор качества.

Коэффициент связи определяет скорость передачи энергии от одной обмотки к вторичной. Показатель качества дает время для экономии энергии схемой.

Сходство с качелями

Для лучшего понимания скопления, большой разности потенциалов контура, представьте себе раскачивание оператора.Тот же колебательный контур, и человек служит первичной катушкой. Ход качания – это электрический ток во второй обмотке, а подъем – это разность потенциалов.

Оператор качается, передает энергию. Несколько раз они сильно ускорялись и очень высоко поднимались, они сконцентрировали в себе много энергии. Такой же эффект происходит с катушкой Тесла, возникает переизбыток энергии, происходит пробой и видна красивая коса.

Нужно раскачивать качели в соответствии с тактом.Резонансная частота – это количество колебаний в секунду.

Длина пути поворота определяется коэффициентом сцепления. Если раскачивать качели, то они быстро раскачиваются, отступайте ровно на длину руки человека. Этот коэффициент равен единице. В нашем случае катушка Тесла с повышенным коэффициентом такая же.

Человек толкает качели, но не держит, то коэффициент сцепления мал, качели еще дальше отодвигаются. Чтобы раскачать их, нужно больше времени, но и силы для этого не требуется.Коэффициент связи тем больше, чем быстрее в цепи накапливается энергия. Разность потенциалов на выходе меньше.

Добротность противоположна трению в примере качелей. Когда трение велико, добротность мала. Это означает, что добротность и коэффициент согласованы для самой большой высоты поворота или самой большой косы. В трансформаторе второй обмотки катушки Тесла добротность является переменной величиной. Эти два значения трудно согласовать, оно выбрано в результате экспериментов.

Основные катушки Тесла

Тесла изготовил катушку одного типа, с искровым разрядником. Существенно улучшилась база элементов, появилось много типов катушек, по их подобию еще называют катушками Тесла. Виды также называют по-английски аббревиатурами. Их называют сокращениями на русском языке без перевода.

• Катушка Тесла с искровым разрядником. Это первоначальная обычная конструкция. При малой мощности это два провода. Высокая мощность – ротационные разрядники, комплексные.Эти трансформаторы хороши, если вам нужен мощный стример.
• Трансформатор на радиолампе. Он работает плавно и дает утолщенные полосы. Такие катушки используются для высоких частот Тесла, они похожи на факелы.
• Полупроводниковая катушка. Это транзисторы. Трансформаторы находятся в постоянной работе. Виды разные. Эта катушка проста в эксплуатации.
• Катушки резонанса в количестве двух штук. Полупроводники – это ключ к успеху. Эти катушки сложнее всего настроить.Длина стримеров меньше, чем у ОПН, они менее управляемы.

Чтобы иметь возможность контролировать вид, мы создали прерыватель. Это устройство тормозили, чтобы было время зарядить конденсаторы, чтобы снизить температуру клеммы. Таким образом, длина разрядов была увеличена. В настоящее время доступны и другие варианты (воспроизведение музыки).

Основные элементы катушки Тесла

В разных конструкциях основные черты и детали общие.

• Тороид – имеет 3 варианта, первый – уменьшение резонанса.
  Второй – это накопление энергии разряда. Чем больше тороид, тем больше энергии содержится. Тороид высвобождает энергию, увеличивает ее. Это явление будет полезно, если использовать прерыватель.
  Третий – создание поля со статическим электричеством, отражающимся от второй обмотки катушки. Этот вариант выполняется самой второй катушкой. Тороид ей помогает. Из-за отталкивания стримера полем он не попадает на короткий путь до второй обмотки.Катушки с импульсной накачкой и прерывателями выгодны от применения тороида. Внешний диаметр тороида в два раза больше диаметра второй обмотки.
  Тороиды могут быть изготовлены из гофры и других материалов.
• Вторичная катушка – основная составляющая Тесла.
  Длина в пять раз превышает диаметр мотка.
  Диаметр провода рассчитан, на вторую обмотку умещается 1000 витков, витки намотаны плотно.
  Катушка покрыта лаком для защиты от повреждений.Может быть покрыт тонким слоем.
  Каркас изготовлен из труб ПВХ для канализации, которые продаются в строительных магазинах.
• Кольцо защиты – служит для ввода стримера в первую обмотку, не повредив ее. Кольцо размещено на катушке Тесла, стример длиннее второй обмотки. Он похож на катушку из медного провода, толще, чем провод первой обмотки, и заземлен кабелем на землю.
• Первичная обмотка – из медных трубок, используемых в кондиционерах.Он имеет низкое сопротивление, поэтому через него легко протекает большой ток. Толщина трубы не рассчитывается, берут примерно 5-6 мм. Провод для первичной обмотки используется с большим размером сечения.
  Расстояние от вторичной обмотки выбирается исходя из наличия необходимого коэффициента связи.
  Обмотка настраивается, когда определена первая петля. Место, перемещая его, регулирует значение частоты первичного.
  Эти обмотки выполнены в форме цилиндра, конуса.

• Заземление Важный компонент.
  Стримеры ударяются о землю, замыкая ток.
  При недостаточном заземлении стримеры задели катушку.

Катушки питаются от земли.

Есть возможность подключения питания от другого трансформатора. Этот способ называется «магнезиальный».

Биполярные катушки

Тесла создают разряд между концами вторичной обмотки.Это вызывает замыкание по току без заземления.

Для трансформатора заземление используется как заземление с большим предметом, проводящим электрический ток – это противовес. Таких конструкций немного, они опасны, так как между землей большая разность потенциалов. На них негативно сказывается емкость от противовеса и окружающих предметов.

Это правило распространяется на вторичные обмотки, длина которых в 5 раз больше диаметра, и мощность до 20 кВА.

Как сделать что-то зрелищное по изобретениям Теслы? Увидев его идеи и изобретения, катушка Тесла будет изготовлена ​​своими руками.

Это трансформатор высокого напряжения. Можно коснуться искры, лампочки.

Для изготовления нам понадобится медная проволока в эмали диаметром 0,15 мм. Подойдет все от 0,1 до 0,3 мм. Вам нужно около двухсот метров. Его можно получить от различных устройств, например, от трансформаторов, или купить на рынке, так будет лучше.Вам также понадобятся каркасы. Во-первых, это каркас вторичной обмотки. Идеальный вариант – 5-метровая канализационная труба, но подойдет все, что диаметром от 4 до 7 см, длиной 15-30 см.

Для первичной катушки вам понадобится шпулька на пару сантиметров больше первой. Также вам понадобится несколько радиодеталей. Это транзистор Д13007 или его аналоги, небольшая плата, несколько резисторов, 5,75 кОм 0,25 Вт.

Намотываем провод на каркас около 1000 витков без нахлеста, без больших зазоров, аккуратно.Это можно сделать за 2 часа. Когда намотка закончена, намазываем обмотку лаком в несколько слоев, либо другим материалом, чтобы она не пришла в негодность.

Намотаем первую катушку. Он наматывается еще на каркас и наматывается проволокой порядка 1 мм. Здесь подойдет провод, около 10 витков.

Если сделать трансформатор простого типа, то его состав – две катушки без сердечника. На первой обмотке около десяти витков толстого провода, на второй – не менее тысячи витков.При изготовлении катушка Тесла своими руками имеет коэффициент в десять раз больший, чем количество витков второй и первой обмоток.

Выходное напряжение трансформатора достигнет миллионов вольт. Это дает красивый вид на несколько метров.

Катушку Тесла намотать своими руками сложно. Еще сложнее создать вид ролика для привлечения аудитории.

Для начала нужно определиться с блоком питания в несколько киловольт, закрепить его на конденсаторе.При превышении емкости изменяется значение параметров диодного моста. Далее для создания эффекта выбирается разрядник.

• Два провода скреплены оголенными концами, повернутыми в сторону.
• Зазор устанавливается на основе пробоя до немного большего напряжения этой разности потенциалов. Для переменного тока разность потенциалов будет выше определенной.
• Блок питания катушки Тесла своими руками.
• Вторичная обмотка на 200 витков намотана на трубу из изоляционного материала.Если все сделать по правилам, то слив будет хороший, с ветками.
• Заземление второй катушки.

Получается катушка Тесла своими руками, которую можно изготовить в домашних условиях, владея базовыми знаниями в области электричества.

Безопасность

Вторичная обмотка находится под напряжением, которое может убить человека. Ток пробоя достигает сотен ампер. Человек может выдержать до 10 ампер, поэтому не забывайте о мерах защиты.

Расчет катушки Тесла

Можно без расчетов сделать слишком большой трансформатор, но искровые разряды сильно нагревают воздух, создают гром. Электрическое поле разрушает электрические устройства, поэтому трансформатор должен располагаться подальше.

Для расчета длины и мощности дуги расстояние между проводами электродов в см делится на 4,25, затем возводится в квадрат и получается мощность (Вт).

Чтобы определить расстояние, квадратный корень из мощности умножается на 4.25. Обмотка, производящая дуговый разряд длиной 1,5 метра, должна получать мощность 1246 Вт. Обмотка мощностью 1 кВт генерирует искру длиной 1,37 м.

Бифилярная катушка Тесла

Этот метод намотки провода обеспечивает большее распределение емкости, чем при стандартной намотке.

Такие катушки вызывают приближение поворотов. Уклон конический, а не плоский, в середине змеевика или с уклоном.

Текущая емкость не меняется. Из-за сближения секций при колебаниях увеличивается разность потенциалов между витками.Следовательно, сопротивление емкости на высокой частоте уменьшается в несколько раз, а емкость увеличивается.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то упустил. Загляните, буду рад, если найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Тесла – единица измерения электромагнитной индукции, названная в честь известного физика-практика Николы Тесла. Этот ученый прославился своим участием в «нынешней войне», исследованиями в области электричества и электромагнитной индукции.Именно благодаря ему теперь в бытовых целях используется именно переменный ток крупных производственных предприятий.

Кроме того, Никола Тесла известен созданием трансформатора своего имени, известного своими довольно интересными визуальными и физическими характеристиками.

Тайна Николаса Теслы

Ранние годы Николы Теслы не предвещали ничего странного: он учился, получил аттестат зрелости, после чего окончил Технический университет Граца.Все изменилось в 1880 году. После смерти отца Никола был вынужден переехать в Прагу, где устроился инженером в одну из государственных телефонных компаний. В 1882 году молодой Николай выдвинул теорию вращающегося магнитного поля.

Интересно, что одновременно законы электромагнитной индукции и вращающегося поля интересовали другого физика, итальянца Дж. Феррариса. Практически одновременно они начинают работать над электродвигателем, использующим энергию этого поля.В 1882 году Тесла оставил телефонную компанию и пошел работать в компанию Эдисона, а с 1883 года Никола работал в Страсбурге, занимаясь асинхронным двигателем в свободное время от основных задач. В 1883 году двигатель был закончен, и его работа была продемонстрирована ученому совету.

По окончании работ на станции в Страсбурге Тесла вернулся в Париж, но, поскольку руководство компании не выплатило ему причитающуюся премию за проделанную работу, он уволился и переехал на постоянное место жительства в США.Существует ряд версий о том, что молодого ученого попросили переехать в Российскую империю, что, однако, кажется довольно спорным вопросом истории. В Российской Империи в то время не было достаточно развитых производств, где был бы полезен опыт молодого инженера-электрика.

Летом 1884 года, по прибытии в Нью-Йорк, Тесла снова устроился на работу в компанию, принадлежащую Томасу Эдисону. Но уже в 1885 году между Эдисоном и молодым инженером Тесла на почве спора возникает конфликт, в результате которого Никола покидает компанию.Следует отметить, что в очередной раз поводом для ссоры послужили обещанные Эдисоном финансовые средства на работы по усовершенствованию двигателей постоянного тока, но эти деньги так и не были выплачены. Речь шла о довольно значительной сумме в 50 тысяч долларов США.

После увольнения Тесла открыл собственную компанию, в ходе развития которой снова пересек путь Томаса Эдисона, который был сторонником развития электрических сетей постоянного тока, в то время как Тесла предвидел преимущества переменного тока. В ходе конкуренции между этими направлениями началась так называемая «война течений», которая закончилась только в 2007 году.

Тем не менее компания Теслы динамично развивалась, а сам ученый выдвигал все новые теории и представлял научному сообществу новые устройства и изобретения. Так, в 1917 году Тесла предложил первое в мире радарное устройство для обнаружения подводных лодок. Но основной темой исследования Никола по-прежнему оставался закон электромагнитной индукции.

8 января 1943 года Никола Тесла скончался в отеле New Yorker. На этом эпоха его изобретений закончилась. В ХХ веке едва ли найдется физик, равный ему по ловкости ума и видению мира.Законы физики не названы в честь Теслы, поскольку изученная им теория электромагнитного резонанса была открыта еще до него. Тесла более известен как физик-практик, создатель, изобретавший новые устройства и продвигавший их использование.

Деятельность Н. Тесла до сих пор окутана загадками и тайнами, среди прочего ему приписывают взрыв на реке Тунгуска, известный как Тунгусский метеорит, который не оставил после себя следов. Тайна Николы Теслы – это землетрясение в Нью-Йорке, мифические «Лучи смерти» и, конечно же, эксперимент в Филадельфии и исчезновение эсминца «Элдридж».

Легенды о секрете Теслы будоражат воображение, хотя часто от них остаются только слухи и рассказы очевидцев.

Трансформатор Тесла

Никола Тесла известен своими исследованиями в области высокочастотных резонансных трансформаторов, классическим примером которых является трансформатор Тесла.

Патент на него был получен Никола в 1896 году, в котором трансформатор был описан как устройство для производства высокочастотных и высокопотенциальных токов.В этом аппарате использовались резонансные стоячие электромагнитные волны в двух катушках.

Первичный – включает в себя небольшое количество витков и служит рабочим элементом искровой цепи, которая также содержит конденсатор. Вторичная обмотка представляет собой прямую катушку, состоящую из большого количества витков обмотки. Если частота колебаний обеих цепей совпадает, то между концами катушки образуется высокое переменное напряжение. Этот эффект до сих пор используется в антеннах и усилителях.

В процессе работы катушки возникают довольно интересные вторичные эффекты, в том числе визуально различимые разряды четырех типов:

1. Стримеры, похожие на молнию, представляют собой разряды, состоящие из частиц ионизированного газа, стекающих на землю, но не попадающих в нее. ;
2. Искры – искровые разряды в виде молнии, уходящей в землю, лучи ярких искровых каналов, быстро меняющих цвет и направление;
3. Дуговые разряды – возникают при большой мощности трансформатора между ним и заземленным предметом, находящимся в непосредственной близости от устройства;
4. Корона – разряды в виде свечения ионизированного воздуха вокруг работающего трансформатора.

Следует отметить, что большинство световых эффектов возникает только при большой мощности работающего устройства. Обычный спутник высокочастотного трансформатора Теслы – стримеры.

Катушка Тесла своими руками

Любители коллекционируют такие катушки из-за интересных оптических и физических характеристик этого устройства. Так, во время работы трансформатора стримеры светятся, кроме того, вокруг устройства создается ощутимое магнитное поле.

Для самостоятельной сборки маломощного трансформатора потребуются навыки работы с паяльником, инструментом и некоторыми материалами: резистор

• , 22 кОм;
• транзистор типа 2Н2222А или аналог;
• аккумулятор типа «Крона»;
• медно-эмалевый провод сечением 0.5 м2, примерно 200 см;
• медный эмалевый провод сечением 0,5 мм, длиной около 15 см;
• ПВХ или другая непроводящая обмотка.

На ПВХ трубку необходимо намотать 800-1000 витков провода равномерно, без нахлеста, это будет вторичная цепь трансформатора. Для удобства наматывания конец провода лучше закрепить скотчем. Сама катушка закреплена в вертикальном положении на основании из печатной платы или ламината.

На этой же базе установлен разъем от аккумулятора типа «Крона» и выключатель. Нижний провод от вторичной обмотки катушки припаян к среднему контакту транзистора, также закреплен на базе, и туда же припаян резистор. Первичная катушка намотана из десятка витков второго провода поверх вторичной.

Верхний провод первичной обмотки припаян к свободному контакту резистора, нижний конец провода ² к правому контакту транзистора.Затем концы проводов подключаются к выключателю и аккумулятору.

Эта мини-катушка Тесла чрезвычайно маломощна – ее поля достаточно, чтобы зажечь лампу рядом с ней. Но в то же время следует отметить, что высокочастотные резонансные трансформаторы, особенно большой мощности, являются довольно опасными устройствами. Их работа может повлиять как на незащищенные электроприборы, так и на состояние человека.

Законы электромагнитной индукции, исследованные Фарадеем и разработанные Николой Тесла, до сих пор нерушимы.Несмотря на завесу тайны и загадки, окружавшую всю сознательную жизнь этого ученого, его эксперименты в большей степени привели к развитию физики и эволюции электрических систем переменного тока.

Следует отметить, что если бы Тесла не был таким настойчивым или уступил бы Эдисону, теперь на просторах мира работали бы не атомные электростанции и гидроэлектростанции, а мини-электростанции, питавшие небольшие территории. Не нужно напоминать, что передача постоянного тока на большие расстояния чрезвычайно сложна и требует большого сечения проводов.

Тесла также известен своим участием в полумифическом эксперименте в Филадельфии; Именно с его именем и исследованиями связано исчезновение эсминца «Элдридж».

«Война токов», начавшаяся в начале 20 века между Эдисоном и Теслой, продолжилась и после их смерти. Так, в некоторых европейских странах до 60-х годов во внутренних сетях использовался постоянный ток. Последний пользователь DC в США отключился только в 2007 году.Следует отметить, что именно благодаря этой борьбе появились поезда Westinghouse и электрический стул. Эдисон лоббировал его, чтобы показать опасность переменного электрического тока. Но, несмотря на опасность для людей, законы физики обмануть невозможно; именно переменный ток имеет ряд преимуществ при его передаче на большие расстояния.

Что такое Тесла? Это единица измерения электромагнитной индукции, получившая свое название в честь величайшего физика 20 века, посвятившего свою жизнь изучению явлений магнетизма.

Видео

Никола Тесла – гениальный изобретатель всех времен. Он практически создал весь современный мир. Без его изобретений мы бы давно не знали об электрическом токе, который известен нам сейчас.
Одно из самых ярких и удивительных изобретений Теслы – его катушка или трансформатор. Что прекрасно демонстрирует передачу энергии на расстояние.
Чтобы экспериментировать, радовать и удивлять своих друзей, вы можете собрать простой, но работоспособный прототип дома.Для этого не требуется большого количества дефицитных деталей и много времени.

Для изготовления катушки Тесла вам потребуется:

• Банк с компакт-дисков.
• Отрезок полипропиленовой трубки.
• Переключатель.
• Транзистор 2н2222 (можно использовать отечественные типа кт815, кт817, кт805 и др.).
• Резистор 20-60 кОм.
• Провода.
• Проволока 0,08-0,3 мм.
• Батарея 9 В или другой источник 6-15 В.

Инструменты: канцелярский нож, пистолет для горячего клея, шило, ножницы и, возможно, другой инструмент, который есть почти в каждом доме.

Изготовление катушки Тесла своими руками

Прежде всего, нам нужно отрезать кусок полипропиленовой трубки длиной примерно 12-20 сантиметров. Диаметр трубы любой, бери то, что есть под рукой.

Возьмем тонкую проволоку. Закрепляем один конец изолентой и начинаем плотно наматывать, поворачиваем на поворот, пока не закроем всю трубку, оставив от края 1 сантиметр. По мере наматывания фиксируем и второй конец провода изолентой. Можно использовать горячий клей, но в этом случае придется немного подождать.

Берем корпус из дисков и проделываем три отверстия для провода. Смотрите фото.

Вырезаем паз для переключателя, которым будем включать и выключать нашу катушку Тесла.

Чтобы он выглядел лучше, я покрасил коробку аэрозольной краской.

Вставляем выключатель. Катушку, намотанную на трубку, приклеиваем горячим клеем в середину банки.

Продеваем нижний конец проволоки через отверстие.

Берем проволоку более толстую. Из него сделаем силовую катушку.

Оборачиваем трубку проволокой. Мы не приближаемся, на некотором расстоянии. Катушка 4-5 витков.

Продеваем оба конца получившейся катушки в отверстия.
Далее собираем схему:

Транзистор приклеил горячим клеем к содовой крышке, которую предварительно приклеил на горячий клей. В общем, фиксируем этим клеем все элементы, включая провода и аккумулятор.

Далее делаем электрод. Возьмите пинг-понг, мяч для гольфа или другой маленький мяч и оберните его алюминиевой фольгой. Ножницами срежьте лишнее.

Как построить понижающие трансформаторы с помощью расчетов

Понижающий трансформатор – это устройство, которое понижает более высокий потенциал переменного тока до более низкого потенциала переменного тока в соответствии с его коэффициентом намотки и спецификациями.

В этой статье мы собираемся обсудить, как спроектировать и построить базовый понижающий трансформатор, который обычно применяется в источниках питания от сети.

Введение

Это, вероятно, поможет любителям электроники разработать и построить свои собственные трансформаторы, основанные на их конкретных требованиях. На следующих страницах представлен упрощенный метод компоновки, позволяющий получить удовлетворительно разработанные трансформаторы. С другой стороны, процесс проектирования может стать предметом экспериментов.

Таблицы, представленные в этой статье, сокращают расчеты обрезки, которые помогают проектировщику найти подходящий размер проволоки или даже сердцевины для ламинирования.Здесь представлены исключительно относящиеся к делу данные и расчеты, чтобы проектировщик не был сбит с толку нежелательными деталями.

Здесь мы конкретно обсудим трансформаторы, которые имеют 2 или более обмоток изолированного медного провода вокруг железного сердечника. Это одна первичная обмотка и одна или несколько вторичных обмоток.

Каждая обмотка электрически изолирована от другой, однако магнитно соединена с помощью ламинированного железного сердечника. Небольшие трансформаторы обладают структурой в стиле оболочки, т.е.е. обмотки окружены сердечником, как показано на рис. 1. Мощность, подаваемая вторичной обмоткой, фактически передается от первичной обмотки, хотя и на уровне напряжения, зависящем от коэффициента намотки пары обмоток.

Видеоинтерпретация

Базовая конструкция трансформатора

На начальном этапе проектирования трансформатора необходимо четко выразить оценки первичного и вторичного напряжения и номинальный ток вторичной обмотки.

После этого определите содержание сердечника, которое будет использоваться: штамповка из обычной стали или холоднокатаная штамповка с ориентированным зерном (CRGO). CRGO отличается большей допустимой плотностью потока и меньшими потерями.

Наилучшее возможное поперечное сечение жилы примерно определяется по формуле:

Площадь жилы: 1,152 x √ (выходное напряжение x выходной ток) кв. См.

Что касается трансформаторов, имеющих несколько вторичных обмоток, необходимо учитывать сумму произведения выходного напряжения на ампер каждой обмотки.

Количество витков на первичной и вторичной обмотках определяется по формуле для отношения витков на вольт как:

Оборотов на вольт = 1 / (4,44 x 10 ^-4 частота x площадь сердечника x плотность потока)

Здесь частота обычно составляет 50 Гц для домашней электросети в Индии. Плотность потока можно рассматривать как приблизительно 1,0 Вебер / кв. М. предназначен для штамповки обычной стали и примерно 1,3 Вебера / кв.м. для штамповки CRGO.

Расчет первичной обмотки

Ток в первичной обмотке представлен по формуле:

Первичный ток = Сумма вольт и ампер, деленных на первичные вольт x КПД

КПД малого трансформаторы могут отклоняться от 0.От 8 до 0. §6. Значение 0,87 отлично подходит для обычных трансформаторов.

Необходимо определить подходящий размер провода для обмотки. Диаметр провода зависит от номинального тока обмотки, а также от допустимой плотности тока провода.

Плотность тока может достигать 233 ампер / кв. См. в небольших трансформаторах и с минимальным током 155 ампер / кв. см. в больших.

Данные обмотки

Обычно значение 200 ампер / кв. См. можно считать, согласно которому создается Таблица №1.Количество витков в первичной обмотке выражается формулой:

Первичная Оборотов = Число витков на вольт x Первичное напряжение

Площадь, потребляемая обмоткой, определяется плотностью изоляции, техникой намотки и проводом. диаметр.

В таблице №1 приведены расчетные значения витков на квадратный см. через которое мы можем рассчитать площадь окна, потребляемую первичной обмоткой.

Площадь первичной обмотки = Число витков первичной обмотки / Число витков на кв.см из таблицы № 1

Расчет вторичной обмотки

Учитывая, что у нас есть предполагаемый номинальный вторичный ток, мы можем определить размер провода для вторичной обмотки, просто просматривая Таблицу № 1 напрямую.

Количество витков на вторичной обмотке рассчитывается идентичным методом, когда дело касается первичной обмотки, но необходимо добавить около 3% лишних витков, чтобы компенсировать внутреннее падение напряжения вторичной обмотки трансформатора при нагрузке.Следовательно,

Число витков вторичной обмотки = 1,03 (число витков на вольт x вторичное вольт)

Площадь окна, необходимая для вторичной обмотки, определена в Таблице 2 как

Площадь вторичного окна = Число витков вторичной обмотки / число витков на кв. См. (из Таблицы № 2 ниже)

Расчет размера сердечника

Основным критерием выбора сердечника может быть общая площадь окна доступного пространства обмотки.

Общая площадь окна = Площадь основного окна + сумма площадей второстепенных окон + пространство для бывшего окна и изоляция.

Необходимо немного больше места для поддержки первого и изоляции между обмотками. Конкретное количество дополнительной области может отличаться, даже если для начала можно было бы рассмотреть 30%, хотя это, возможно, потребуется настроить позже.

Таблица размеров штамповки трансформатора.9), теперь у нас есть

Общая площадь сердечника = Площадь сердечника / 0,9 кв. См. Как правило, предпочтительна квадратная центральная конечность.

Для этого ширина язычка ламинирования составляет

Ширина язычка = √ Общая площадь сердцевины (кв. См)

Теперь еще раз обратитесь к Таблице № 2 и в качестве последнего пункта найдите подходящий размер сердцевины. , имеющей достаточную площадь окна и близкое значение ширины язычка, как рассчитано. При необходимости измените высоту штабеля, чтобы получить желаемую секцию сердечника.

Высота штабеля = Общая площадь сердечника / Фактическая ширина язычка

Стопка не должна быть намного ниже ширины язычка, а должна быть больше. Однако он не должен превышать ширину язычка более чем в 1 1/2 раза.

Схема сборки сердечника

Как собрать трансформатор

Обмотка выполняется поверх изолирующего каркаса или бобины, которая устанавливается на среднюю стойку ламинированного сердечника. Обычно сначала наматывают первичную обмотку, а затем вторичную, сохраняя изоляцию между двумя слоями обмотки.

Последний изолирующий слой наносится поверх обмотки для защиты всех от механических повреждений и вибрации. Когда используются тонкие провода, их отдельные концы необходимо припаять к более тяжелым проводам, чтобы вывести клеммы за пределы первого.

Ламинирование, как правило, накладывается на основу альтернативным ламинированием в обратном порядке. Ламинирование должно быть плотно связано с помощью подходящей зажимной рамы или с помощью гаек и болтов (в случае, если в ламинирующем узле предусмотрены сквозные отверстия).

Как применять экранирование

Это может быть разумной идеей использовать электростатический экран между первичной и вторичной обмотками, чтобы избежать электрических помех, передаваемых через вторичную обмотку от первичной обмотки.

Экран для понижающих трансформаторов может быть изготовлен из медной фольги, которую можно намотать между двумя обмотками на несколько большее расстояние. Изоляция должна быть покрыта всей фольгой, и должны быть приняты соответствующие меры, чтобы два конца фольги никогда не соприкасались друг с другом.Кроме того, с этим экранирующим полем можно припаять провод и соединить его с линией заземления схемы или с пластиной трансформатора, которая может быть зажата с линией заземления схемы.

Для проектирования тороидального трансформатора вы можете обратиться к следующему PDF-документу:

https://www.homemade-circuits.com/wp-content/uploads/2021/04/torroidal-transformer_compressed.pdf

Высоковольтный трансформатор испытательное оборудование

Испытание трансформаторов

Трансформаторы являются неотъемлемой частью электросети.Их надежность напрямую влияет на надежность сети. Отказ этого критически важного актива может вывести сеть из строя и повысить ее волатильность. Поскольку замена высоковольтного трансформатора требует планирования по многим причинам, включая длительное время производственного цикла, которое может превышать целый год, широко признано, что управление активами, особенно трансформаторами, является полезным вкладом в работу сети.

Полный набор инструментов для тестирования трансформаторов

Megger обеспечивает полное представление о состоянии вашего трансформатора.

Испытания трансформаторов

Для надлежащего управления сроком службы трансформаторов требуется разнообразная информация о состоянии трансформатора, которую невозможно получить с помощью одного теста. Для получения подробной информации посетите нашу страницу применения трансформатора. Рекомендации по тестированию меняются в зависимости от срока службы трансформатора и связаны с обстоятельствами, при которых проводится тестирование. Чтобы узнать больше, посетите нашу страницу рутинных диагностических тестов.

Оборудование для испытаний трансформаторов

Осознанный выбор оборудования для испытаний трансформаторов – важный шаг на пути к окончательному совершенствованию решений по управлению сроком службы трансформатора.Испытание и оценка трансформаторов – сложная задача. Даже с очень точным испытательным оборудованием результаты могут дать неточное представление о состоянии объекта. Тест трансформатора может иметь особую чувствительность к подготовке к тесту, соединениям тестовых проводов и среде тестирования. Хорошим примером является проверка коэффициента мощности / коэффициента рассеяния / тангенса угла δ (т. Е. PF / DF). Если результат теста не будет точно скомпенсирован для температуры, при которой он был проведен, сравнение с предыдущими результатами теста и применение предложенных стандартом «пределов» PF / DF будет недействительным.Организации по стандартизации фактически признали, что при изменении температуры каждый трансформатор ведет себя уникально, в зависимости от своего состояния, и поэтому больше не предоставляют таблицы «температурных поправочных коэффициентов» PF / DF.

Комплекты для испытаний трансформаторов

Megger разработаны и созданы таким образом, чтобы максимально исключить ошибки в результатах испытаний, чтобы вы могли быть уверены в своих выводах. Это требует большего, чем просто создание очень точного измерительного инструмента. Например, для решения проблемы зависимости коэффициента мощности / пеленга от температуры технология ITC компании Megger, на которую подана заявка на патент, определяет индивидуальную температурную поправку (ITC) и обеспечивает уверенность в том, что скорректированный результат испытания, предоставляемый прибором, представляет собой точный эквивалент коэффициента мощности / пеленгации 20 ° C для трансформатора. .

Зачем покупать испытательное оборудование для трансформаторов Megger?

Megger заботится о безопасности, точности, эффективности и удобстве использования наших приборов для тестирования трансформаторов. Мы – настойчивые новаторы, глубоко разбирающиеся в трансформаторах и их испытаниях, стремясь предоставить решения для испытаний без уступок. Например, чтобы удовлетворить потребность в более быстром проведении измерений частотной характеристики диэлектрической проницаемости (DFR) с исторически долгим временем тестирования, мы ввели многочастотный метод FDS, чтобы выполнить это, вместо того, чтобы включать менее точный «метод PDC» в испытание на скорость. время измерения.Встроенные экраны наших испытательных приборов представляют собой большие сенсорные дисплеи, удобочитаемые при солнечном свете, а наши измерительные провода тщательно спроектированы таким образом, чтобы исключить известные проблемы тестирования. Внимание к деталям, безопасность и простота использования очевидны в каждом продукте из нашего обширного портфеля испытаний трансформаторов.

Наше внимание уделяется испытательному оборудованию и решениям. Наша цель – помочь вам уверенно снабжать мир надежной электроэнергией.

Часто задаваемые вопросы о ветроэнергетике

В настоящее время в программе демонстрации морской ветроэнергетики есть два проекта – Университет штата Мэн и LEEDCo, каждый из которых получил почти 13 долларов США.7 миллионов из средств Министерства энергетики США.

Подробная история: Программа демонстрации передовых технологий Министерства энергетики для морских ветроэнергетических установок началась в 2012 году с выбора семи проектов, каждый из которых получил 4 миллиона долларов в бюджетный период 1 для завершения предварительного проектирования, проектирования, оценки площадки и этапов планирования своих демонстрационных проектов морской ветроэнергетики. .

В 2014 году три из этих проектов – Dominion, Fishermen’s Energy и Principle Power – были отобраны для перехода к бюджетному периоду 2, при этом Министерство энергетики выделило дополнительно 6 долларов.7 миллионов на каждый проект для завершения окончательного технического проектирования, получения разрешений, установки, а также планов эксплуатации и технического обслуживания, а также для заключения соглашения о отключении электроэнергии. В общей сложности на каждый из этих проектов было получено по 10,7 миллиона долларов.

Кроме того, два проекта, которые не были выбраны для бюджетного периода 2 в 2014 году, были определены как альтернативные: Университет штата Мэн (UMaine) и Корпорация развития энергетики озера Эри (LEEDCo). Эти проекты будут иметь право участвовать в демонстрационной программе, если станет доступным финансирование либо Конгрессом, выделившим дополнительное финансирование, либо в связи с прекращением демонстрационного проекта в программе.Департамент продолжал поддерживать эти проекты, помогая им продолжать совершенствовать свои разработки и устранять технические недостатки. Каждый альтернативный проект получил 3 миллиона долларов финансирования в 2014 году и 3,7 миллиона долларов в 2016 году, в результате чего каждый из них в общей сложности достиг 10,7 миллиона долларов в качестве альтернативных проектов на 2012–2016 годы.

В мае 2016 года Министерство энергетики оценило весь портфель по установленным контрольным показателям, чтобы определить, следует ли продолжать какой-либо из трех демонстрационных проектов – Dominion, Fishermen’s Energy или Principle Power – в рамках демонстрационной программы передовых технологий морского ветра и следует ли один или оба заместителя – Университет штата Мэн или LEEDCo – должны быть включены в Демонстрационную программу.

В ходе этой оценки Департамент решил, что ветряная электростанция Атлантик-Сити, разработанная Fishermen’s Energy, проектом Icebreaker Lake Erie Energy Development Corporation (LEEDCo) и проектом Университета штата Мэн в Новой Англии Aqua Ventus I, продемонстрировала значительный прогресс на пути к успешному завершению. . Департамент продолжал поддерживать эти проекты, полностью включив проекты Университета штата Мэн и LEEDCo в демонстрационную программу, а также посредством краткосрочного продления, требующего от компании Fishermen’s Energy подписать соглашение о отборе электроэнергии до конца 2016 года.Компания Fishermen’s не смогла заключить необходимое соглашение о отборе электроэнергии и, следовательно, не имеет права перейти в следующий бюджетный период или получить дополнительные средства от Министерства энергетики для этого проекта.

В 2018 году Департамент переместил 3 миллиона долларов из средств, которые были выделены на бюджетный период 3, на бюджетный период 2, в результате чего общее финансирование Университета штата Мэн и LEEDCo составило почти 13,7 миллиона долларов каждый.