ترانسفورماتور وسیله ای برای انتقال انرژی از مداری به مدار دیگر از طریق القای الکتریکی است. این برای تبدیل مقادیر جریان و ولتاژ، برای جداسازی گالوانیکی مدارهای الکتریکی، برای تبدیل مقاومت در بزرگی و برای اهداف دیگر در نظر گرفته شده است.

یک ترانسفورماتور می تواند از دو یا چند سیم پیچ تشکیل شود. ما یک ترانسفورماتور ساخته شده از دو سیم پیچ جدا شده بدون هسته فرومغناطیسی (ترانسفورماتور هوا) را در نظر خواهیم گرفت که نمودار آن در شکل نشان داده شده است. 5.12.

سیم پیچی با پایانه های 1-1 متصل به منبع برق سیم پیچ اولیه است، سیم پیچی که مقاومت بار به آن متصل است سیم پیچ ثانویه است. مقاومت سیم پیچ اولیه مقاومت ثانویه – .

معادلات ترانسفورماتور با قطبیت پذیرفته شده سیم پیچ ها و جهت جریان ها به شکل زیر است:

- برای سیم پیچ اولیه

برای سیم پیچ ثانویه

امپدانس ورودی ترانسفورماتور

اجازه دهید مقاومت فعال مدار ثانویه را نشان دهیم

سپس معادلات را می توان بازنویسی کرد

(5.22)

امپدانس ورودی ترانسفورماتور با توجه به اینکه و با جایگزینی به معادله اول (5.21)، به دست می آوریم

بنابراین، مقاومت ورودی ترانسفورماتور از سمت پایانه های اولیه شامل دو عبارت است: - مقاومت سیم پیچ اولیه بدون در نظر گرفتن القای متقابل، که به دلیل پدیده القای متقابل ظاهر می شود. مقاومت همانطور که گفته شد از سیم پیچ ثانویه اضافه شده (معرفی می شود) و بنابراین مقاومت معرفی شده نامیده می شود.

امپدانس ورودی یک ترانسفورماتور ایده آل

ترانسفورماتور ایده آل (مفهوم نظری) ترانسفورماتوری است که شرایط در آن برقرار باشد

(5.24)

علاوه بر این، با یک خطای خاص، چنین شرایطی را می توان در یک ترانسفورماتور با هسته با نفوذپذیری مغناطیسی بالا، که سیم های با مقاومت فعال کم روی آن پیچیده می شود، برآورده شد.

امپدانس ورودی این ترانسفورماتور است

(5.25)

در نتیجه، یک ترانسفورماتور ایده‌آل متصل بین بار و منبع انرژی، مقاومت بار را متناسب با مجذور نسبت تبدیل n تغییر می‌دهد.

ویژگی ترانسفورماتور برای تبدیل مقادیر مقاومت به طور گسترده ای در زمینه های مختلف مهندسی برق، ارتباطات، مهندسی رادیو، اتوماسیون و مهمتر از همه برای تطبیق مقاومت منبع و بار استفاده می شود.

مدار معادل ترانسفورماتور

مدار یک ترانسفورماتور دو سیم پیچ بدون هسته فرومغناطیسی را می توان همانطور که در شکل نشان داده شده است نشان داد. 5.14. توزیع جریان در آن مانند مدار در شکل است. 5.12 بدون نقطه مشترک بین سیم پیچ ها.

بیایید آن را در نمودار در شکل انجام دهیم. 5.14 جداسازی کوپلینگ های القایی. در این مورد، یک مدار معادل ترانسفورماتور به دست می آوریم (شکل 5.15)، که در آن هیچ اتصال مغناطیسی وجود ندارد.

فرآیندهای انرژی در سیم پیچ های جفت شده القایی

معادلات دیفرانسیل یک ترانسفورماتور هوا (شکل 5.15):

(5.25)

بیایید معادله اول را در ضرب کنید و دومی را در:

(5.26)

با اضافه کردن این معادلات، کل توان لحظه ای را که از منبع مصرف می شود و در سیم پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور و در بار مصرف می شود، بدست می آوریم.

(5.27)

قدرت لحظه ای در بار کجاست، ;

- انرژی لحظه ای صرف شده برای گرما در سیم پیچ های ترانسفورماتور، ;

- انرژی میدان مغناطیسی سیم پیچ ترانسفورماتور، .

ژنراتورهای سه فاز

یک مدار (سیستم) سه فاز به عنوان ترکیبی از منبع سه فاز (ژنراتور)، بار و سیم های اتصال درک می شود.

مشخص است که وقتی هادی در یک میدان مغناطیسی یکنواخت می چرخد، یک emf در آن القا می شود

. (1.1)

اجازه دهید سه سیم پیچ یکسان (سیم پیچ) را به طور صلب روی یک محور ثابت کنیم که نسبت به یکدیگر در فضا به اندازه (120 درجه) جابه جا شده اند و شروع به چرخش آنها در یک میدان مغناطیسی یکنواخت با سرعت زاویه ای w کنیم (شکل 1.1).

در این حالت سیم پیچ A القا می شود

همان مقادیر EMF در سیم پیچ های B و C ظاهر می شود، اما به ترتیب 120 درجه و 240 درجه پس از شروع چرخش، یعنی.

(1.3)

مجموعه ای از سه سیم پیچ (سیم پیچ) که بر روی یک محور با سرعت زاویه ای w می چرخند، که در آن EMF ها القاء می شوند، از نظر بزرگی مساوی و با زاویه 120 درجه از یکدیگر جابه جا می شوند، ژنراتور سه فاز متقارن نامیده می شود. هر سیم پیچ ژنراتور یک فاز ژنراتور است. در ژنراتور در شکل. فاز B 1.1 از فاز A پیروی می کند، فاز C از فاز B پیروی می کند. این توالی تناوب فاز را دنباله مستقیم می نامند. هنگام تغییر جهت چرخش ژنراتور، یک توالی فاز معکوس رخ می دهد. توالی مستقیم بر اساس روابط (1.2، 1.3) مطابق با نمودار برداری EMF نشان داده شده در شکل. 1.2، a، برای نمودار برداری معکوس EMF در شکل. 1.2، ب.

در آینده، تمام بحث ها در مورد محاسبه مدارهای سه فاز فقط مربوط به سیستم های سه فاز با یک توالی مستقیم از EMF های ژنراتور خواهد بود.

نمودار تغییرات مقادیر EMF آنی در y = 90 درجه در شکل نشان داده شده است. 1.3. در هر لحظه، مجموع جبری emf صفر است.

نقاط انتهایی سیم پیچ ها (سیم پیچ ها) انتهای و شروع نامیده می شوند. ابتدای سیم پیچ ها به ترتیب A، B، C تعیین می شوند، انتهای آن به ترتیب X، Y، Z هستند (شکل 1.4، a).

سیم پیچ های فاز یک ژنراتور سه فاز را می توان به عنوان منابع EMF نشان داد (شکل 1.4، b).

افسانه در مورد تقویت کننده های لوله.

یک تقویت کننده لوله نمی تواند مستقیماً از برق تغذیه شود.

بنابراین، یک ترانسفورماتور تبدیل 220 ولت / ... 220 ولت نصب می شود! البته در سیم پیچ ثانویه بسته به انتخاب لامپ ها و حالت آنها بیش از 220 و کمتر از 220 وجود دارد. اما، می بینید، اغلب تقویت کننده های لوله از 220 ولت اصلاح شده (یعنی ثابت 295 ... 305 ولت - بسته به میزان موجود در سوکت) تغذیه می شوند. بنابراین، چرا تجهیزات Hi-End که اصل "هرچه کمتر جزئیات ممکن در مسیر صدا" را ترویج می کنند به این عنصر "اضافی" نیاز دارند؟!

یک لحظه تصور کنید (فعلاً استدلال های متقابل را نگه دارید) چنین تقویت کننده لوله ای چه مزایایی خواهد داشت. بنابراین، هزینه خود دستگاه احتمالاً کاهش می یابد (ببینید اگر تقویت کننده از توان متوسط ​​و کلاس "A" باشد چقدر است). وزن. چنین ذهنی بسیار راحت خواهد شد. قطعا فضای خالی بیشتری وجود خواهد داشت. بدون ترانسفورماتور قدرت - بدون تداخل! استدلال کاملاً تأثیرگذار است. هر کسی که آمپلی فایرهای لوله اش تمایل به زمزمه دارد (حتی اگر اندکی باشد) موافق است که بدون هوم بهتر است. راحت تر، به اصطلاح. چیزی برای زمزمه کردن و گرم کردن وجود نخواهد داشت. چه چیز دیگری؟ سپس "قاتل" ترین استدلال: تقویت کننده شما به ذخیره توان همین ترانسفورماتور قدرت بستگی ندارد. کل نزدیکترین پست فرعی در اختیار شماست! دینامیک صدا حداکثر ممکن برای مدار داده شده تقویت کننده شما خواهد بود.

یک دقیقه گذشت. موارد منفی یا بهتر است بگوییم، یک منهای، تنها یکی، اتفاقا. اما، منهای با حرف بزرگ - "فاز"!! خطرناک ترین چیز برای سلامت انسان و رفاه الکترونیک. با این حال، همه از کامپیوتر و لپ تاپ استفاده می کنند. و آنها دارای منبع تغذیه سوئیچینگ، با منبع تغذیه مستقیم بدنام از برق هستند. بنابراین شما می گویید "انزوا گالوانیکی" وجود دارد. و چه کسی، ببخشید، شما را از نصب این "ایزوله گالوانیکی" در تقویت کننده لوله خود باز می دارد. علاوه بر این، تا حدی در هر تقویت کننده لوله ای اجرا می شود. باور نمیکنی؟! ترانسفورماتور خروجی (صوتی) را به خاطر بسپارید. چند ولت به سیم پیچ اولیه می رود؟ به طور متوسط ​​300 ولت یا حتی بیشتر. اما هیچ کس فریاد نمی زند "نه!" تقریباً همه دارندگان تقویت کننده های لوله آنها را نصب و با موفقیت استفاده می کنند. امیدوارم نیازی به ادامه زنجیره منطقی در موضوع "چگونه جداسازی گالوانیکی کل مدار" و نه فقط "خروجی" آن باشد، نباشد.

برای کسانی که به مزایای "بخش اضافی که فاز/فرکانس اضافی و سایر اعوجاج ها را معرفی می کند" تردید دارند، در اینجا نمودار کاری از چنین تقویت کننده ای آورده شده است:

در واقع، مدار یک اتصال "پل" از دو تقویت کننده یکسان است. نوعی OTL در معکوس. این چه می دهد؟ الزامات برای ریپل ولتاژ تغذیه کاهش می یابد. اعوجاج کلی کاهش می‌یابد، زیرا تقویت‌کننده‌هایی که در آنتی‌فاز کار می‌کنند نه تنها امواج ولتاژ تغذیه را جبران می‌کنند، بلکه اعوجاج‌های خود را نیز جبران می‌کنند (که توسط آبشارها معرفی شده‌اند). و از آنجایی که مرحله خروجی مطابق با توپولوژی "Cascode circuit-SRPP - Shunt Regulated Push Pull" (SRPP، آبشار با بار دینامیکی) ساخته شده است، هیچ جزء ثابتی در ترانسفورماتور خروجی (آن ولتاژ 300 ولت آند بدنام) وجود ندارد. هیچ سوگیری آهنی وجود ندارد - هیچ اعوجاج خاصی در مدارهای کلاسیک وجود ندارد. در هر صورت نیازی به اعمال تدابیر خاصی برای مبارزه با این پدیده مضر نیست. که الزامات ترانسفورماتور خروجی را ساده می کند. علاوه بر این، این توپولوژی ویژگی های کیفیت بهتری را نوید می دهد. آبشار ورودی (درایور) نیز "دو طبقه" است. مراحل درایور این نوع اغلب در فناوری لامپ استفاده می شود. اما در مرحله خروجی بسیار کمتر رایج است. واقعیت این است که توان خروجی حذف شده از چنین مرحله - "cascode" - چهار برابر کمتر از دو لامپ کلاسیک موازی است. بنابراین، برای کسانی که علاقه مند به کارایی تقویت کننده هستند، اول از همه (به عنوان مثال، تولید کنندگان لوازم خانگی)، و دوم کیفیت، این طراحی مدار طبق تعریف مناسب نیست. با این حال، حداکثر توان خروجی این آمپلی فایر برای رانندگی حتی بلندگوهایی با حساسیت کم کاملاً کافی است. و 8 وات است. در سیستم‌های صوتی با حساسیت بیش از 90 دسی‌بل بر وات بر متر، این مقدار ذخیره کافی است. اجازه دهید به شما یادآوری کنم که صدای "لوله وات" تا حدودی بلندتر از "ترانزیستوری" است.

برای اینکه سیگنال به آنتی فاز در ورودی تقویت کننده برسد، از متقارن ترین انواع موجود اینورتر فاز - ترانسفورماتور استفاده می شود. نسبت تبدیل آن 1:2+2 برای استاندارد CD (2 V eff.) انتخاب شده است. بنابراین، ترانسفورماتور ورودی سه عملکرد را انجام می دهد: این یک اینورتر فاز، یک ترانسفورماتور تطبیق است و عملکرد ... "ایزوله گالوانیکی" را انجام می دهد. ورودی تقویت کننده یک خط متقارن (اتصال متعادل) است.

مدار تقویت کننده در یک محفظه چوبی طبیعی قرار دارد که لاک زده شده است. هیچ صفحه نمایشی وجود ندارد. مدار نیازی به تنظیم حالت ها یا تعادل ندارد. انتخاب جفت لامپ (قابل سرویس) مورد نیاز نیست. راننده از لامپ های 6N9S استفاده می کند. کسانی که صدای "تحلیلی خنثی" را به رنگ "لوله موسیقی" ترجیح می دهند، می توانند این لامپ ها را با 6N8S (بدون تغییر مقادیر مقاومت) جایگزین کنند. صدا همان صدای «لوله‌ای» را به دست می‌آورد که اکثر کاربران ضبط‌های موسیقی دوست دارند. لازم به یادآوری است که بهره لامپ های 6N8S دو برابر کمتر از 6N9S است که منجر به نصف شدن توان خروجی می شود و 4 وات خواهد بود. مرحله خروجی از لوله های 6N13C "سفت" از همان سری "octal" استفاده می کند. بنابراین، بهتر است پس از روشن کردن آمپلی فایر، پس از 90 دقیقه (!) شروع به گوش دادن به موسیقی کنید. پس از این مدت زمان است که تقویت کننده شروع به "صدا_راست" می کند.

عکس آمپلی فایر شماره 5 را نشان می دهد که طبق این مدار ساخته شده است. به جای لوله های خروجی 6N13S از 6N5S استفاده شد. توان خروجی -7.5 وات (8 اهم).

اطلاعات تکمیلی (داده های سیم پیچی ترانسفورماتورهای تطبیق و گزینه های استفاده از ترانسفورماتورهای آماده به عنوان ترانسفورماتور خروجی و غیره) را می توانید در مجله "رادیوسازنده" شماره 2، 2014، صفحات 6-9 مشاهده کنید.

من به یک منبع تغذیه برای مینی دریل خانگی ساخته شده از یک موتور 17 ولتی نیاز داشتم. من مدارهای بسیاری از منابع تغذیه مختلف را بررسی کردم، اما همه آنها از ترانسفورماتور استفاده کردند که من آن را ندارم و به نوعی تمایلی به خرید ندارم. سپس تصمیم گرفتم کار ساده تری انجام دهم و برای این ولتاژ برق جمع آوری کنم - 17 ولت. مدار بسیار ساده است، چنین منبع تغذیه آماده باید با 220 ولت ولتاژ متناوب تامین شود، به طور خلاصه، مدار را از یک پریز برق می دهیم و در خروجی 17 ولت ولتاژ مستقیم دریافت می کنیم. به طور معمول، منابع برق از این نوع در انواع وسایل کوچک خانگی استفاده می شود، به عنوان مثال، در چراغ قوه با باتری، به عنوان یک شارژر، جایی که جریان کمی نیاز است، تا 150 میلی آمپر، یا در ماشین های اصلاح برقی.

بنابراین، جزئیات برای نمودار. این همان چیزی است که خازن های فیلم فلزی ولتاژ بالا (قرمز) به نظر می رسند و در سمت چپ آنها یک خازن الکترولیتی 100 uF قرار دارد.

به جای ریز مدار 78l08 می توانید از تثبیت کننده های ولتاژ مانند KR1157EN5A (78l08) یا KR1157EN5A (7905).

اگر دیود یکسو کننده وجود نداشته باشد 1N4007 ، سپس می توان آن را جایگزین کرد 1N5399 یا 1N5408 که برای جریان بالاتر طراحی شده اند. دایره خاکستری روی دیود نشان دهنده کاتد آن است.

مقاومت R1 برای بیمه روی 5 وات و R2 - به 2 وات تنظیم شد، اگرچه هر دو را می‌توان در 0.5 وات استفاده کرد.

دیود زنر BZV85C24 (1N4749)، طراحی شده برای توان 1.5 وات، و برای ولتاژ حداکثر 24 ولت، می توان آن را با ولتاژ خانگی جایگزین کرد. 2С524A .

این منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور بدون تنظیم ولتاژ خروجی مونتاژ شده است، اما اگر می خواهید چنین عملکردی را سازماندهی کنید، کافی است یک مقاومت متغیر تقریباً 1 کیلو اهم را به پایه 2 ریز مدار 78L08 و پایه دوم آن را به منهای مدار وصل کنید. .

البته یک برد برای مدار منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور وجود دارد که با فرمت Lay است که می توانید آن را دانلود کنید. فکر می کنم متوجه شده اید که دیودهای بدون علامت هستند 1n4007 .

سازه تمام شده باید در یک محفظه پلاستیکی قرار گیرد، زیرا مدار متصل به شبکه تحت ولتاژ 220 ولت است و به هیچ عنوان نباید آن را لمس کنید!

در این عکس ها می توانید ولتاژ ورودی یعنی ولتاژ خروجی و اینکه چند ولت در خروجی منبع تغذیه دریافت می کنیم را ببینید.

ویدئویی از عملکرد مدار منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور

مزیت بزرگ این طرح ابعاد دستگاه تمام شده را می توان بسیار کم در نظر گرفت، زیرا به دلیل عدم وجود ترانسفورماتور می توان این منبع تغذیه را کوچک کرد و هزینه قطعات مدار نسبتاً ارزان است.

معایب طرح می توانیم فرض کنیم که خطر تماس تصادفی منبع کار و دریافت شوک الکتریکی وجود دارد. نویسنده مقاله - egoruch72.

در مورد مقاله منبع تغذیه مدارهای تبدیل ترانسفورماتور بحث کنید

امروزه وسایل کوچک زیادی در خانه وجود دارد که نیاز به برق ثابت دارد. اینها شامل ساعت هایی با نمایشگر LED، دماسنج، گیرنده های کوچک و غیره است. در اصل، آنها برای باتری طراحی شده اند، اما در نامناسب ترین لحظه تمام می شوند. یک راه ساده این است که آنها را از منابع تغذیه شبکه تغذیه کنید. اما حتی یک ترانسفورماتور شبکه (پایین) با اندازه کوچک بسیار سنگین است و فضای کمی را اشغال می کند، و منابع تغذیه سوئیچینگ هنوز هم پیچیده هستند و به تجربه خاصی و تجهیزات گران قیمت برای ساخت نیاز دارند.

راه حل این مشکل در صورت رعایت شرایط خاص می تواند منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور با خازن خاموش کننده باشد. این شرایط:

• استقلال کامل دستگاه برقی، یعنی. هیچ دستگاه خارجی نباید به آن وصل شود (به عنوان مثال، یک ضبط صوت به گیرنده برای ضبط یک برنامه).
• محفظه دی الکتریک (غیر رسانا) و همان دستگیره های کنترلی برای خود منبع تغذیه و دستگاه متصل به آن.

این به دلیل این واقعیت است که هنگام تغذیه از یک واحد بدون ترانسفورماتور، دستگاه تحت پتانسیل شبکه قرار دارد و لمس عناصر غیر عایق آن می تواند به خوبی "لرزیده شود". شایان ذکر است که هنگام تنظیم چنین منابع تغذیه، باید قوانین ایمنی و احتیاط را رعایت کنید.

در صورت لزوم، از یک اسیلوسکوپ برای راه اندازی استفاده کنید، منبع تغذیه باید از طریق یک ترانسفورماتور ایزوله متصل شود.

در ساده ترین شکل، مدار یک منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور شکلی دارد که در شکل 1 نشان داده شده است.

برای محدود کردن جریان هجومی هنگام اتصال دستگاه به شبکه، مقاومت R2 به صورت سری با خازن C1 و پل یکسو کننده VD1 و مقاومت R1 به صورت موازی به آن متصل می شود تا خازن پس از قطع شدن تخلیه شود.

به طور کلی، یک منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور همزیستی یک یکسو کننده و یک تثبیت کننده پارامتریک است. خازن C1 برای جریان متناوب یک مقاومت خازنی (راکتیو، یعنی بدون مصرف انرژی) Xc است که مقدار آن با فرمول تعیین می شود:

جایی که ( - فرکانس شبکه (50 هرتز)؛ C - ظرفیت خازن C1، F.

سپس جریان خروجی منبع را می توان تقریباً به صورت زیر تعیین کرد:

که در آن Uc ولتاژ شبکه (220 ولت) است.

قسمت ورودی یک منبع تغذیه دیگر (شکل 2a) شامل یک خازن بالاست C1 و یک یکسو کننده پل ساخته شده از دیودهای VD1، VD2 و دیودهای زنر VD3، VD4 است. مقاومت های R1، R2 همان نقشی را ایفا می کنند که در مدار اول وجود دارد. اسیلوگرام ولتاژ خروجی بلوک در شکل 2b نشان داده شده است (زمانی که ولتاژ خروجی از ولتاژ تثبیت دیودهای زنر بیشتر شود، در غیر این صورت مانند یک دیود معمولی کار می کند).

از ابتدای نیم چرخه مثبت جریان عبوری از خازن C1 تا لحظه t1، دیود زنر VD3 و دیود VD2 باز و دیود زنر VD4 و دیود VD1 بسته هستند. در بازه زمانی t1...t3، دیود زنر VD3 و دیود VD2 باز می مانند و یک پالس جریان تثبیت کننده از دیود زنر باز VD4 عبور می کند. ولتاژ در خروجی Uout و در دیود زنر VD4 برابر با ولتاژ تثبیت Ust آن است.

جریان تثبیت کننده پالس که برای یکسوساز دیود-زنر عبور می کند، بار RH را که به خروجی پل متصل است دور می زند. در زمان t2 جریان تثبیت به حداکثر خود می رسد و در زمان t3 به صفر می رسد. تا پایان نیم چرخه مثبت، دیود زنر VD3 و دیود VD2 باز می مانند.

در لحظه t4 نیم چرخه مثبت به پایان می رسد و نیم چرخه منفی آغاز می شود، از ابتدای آن تا لحظه t5 دیود زنر VD4 و دیود VD1 از قبل باز هستند و دیود زنر VD3 و دیود VD2 بسته هستند. در بازه زمانی t5-t7، دیود زنر VD4 و دیود VD1 همچنان باز می مانند و یک پالس جریان تثبیت کننده از طریق دیود زنر VD3 در ولتاژ UCT، حداکثر در زمان t6، عبور می کند. با شروع از t7 و تا پایان نیم چرخه منفی، دیود زنر VD4 و دیود VD1 باز می مانند. چرخه عملکرد در نظر گرفته شده یکسو کننده دیود دیود زنر در دوره های زیر ولتاژ شبکه تکرار می شود.

بنابراین، یک جریان یکسو شده از دیودهای زنر VD3، VD4 از آند به کاتد می گذرد و یک جریان تثبیت کننده پالسی در جهت مخالف عبور می کند. در بازه های زمانی t1...t3 و t5...t7، ولتاژ تثبیت بیش از چند درصد تغییر نمی کند. مقدار جریان متناوب در ورودی پل VD1...VD4 با تقریب اول برابر با نسبت ولتاژ شبکه به ظرفیت خازن بالاست C1 است.

کارکرد یکسو کننده دیود-زنر بدون خازن بالاست که جریان عبوری را محدود می کند غیرممکن است. از نظر عملکردی، آنها جدایی ناپذیر هستند و یک کل واحد را تشکیل می دهند - یکسوساز دیود خازن-زنر.

گسترش مقادیر UCT دیودهای زنر از همان نوع تقریباً 10٪ است که منجر به امواج اضافی در ولتاژ خروجی با فرکانس شبکه تغذیه می شود؛ دامنه ولتاژ ریپل متناسب با تفاوت در ولتاژ خروجی است. مقادیر Ust دیودهای زنر VD3 و VD4.

هنگامی که از دیودهای زنر قدرتمند D815A...D817G استفاده می کنید، در صورتی می توان آنها را بر روی یک رادیاتور معمولی نصب کرد که نوع آنها دارای حروف "PP" باشد (دیودهای زنر D815APP...D817GPP دارای قطبیت معکوس ترمینال ها هستند). در غیر این صورت، دیودها و زنر دیودها باید تعویض شوند.

منابع تغذیه بدون ترانسفورماتور معمولاً طبق طرح کلاسیک مونتاژ می شوند: خازن خاموش کننده، یکسو کننده ولتاژ AC، خازن فیلتر، تثبیت کننده. یک فیلتر خازنی موج های ولتاژ خروجی را صاف می کند. هرچه ظرفیت خازن های فیلتر بیشتر باشد، ریپل کمتر و بر این اساس، مولفه ثابت ولتاژ خروجی بیشتر می شود. با این حال، در برخی موارد می توانید بدون فیلتر، که اغلب دست و پا گیرترین جزء چنین منبع تغذیه ای است، کار کنید.

مشخص است که یک خازن متصل به مدار جریان متناوب فاز خود را 90 درجه تغییر می دهد. به عنوان مثال، هنگام اتصال یک موتور سه فاز به یک شبکه تک فاز، از خازن تغییر فاز استفاده می شود. اگر از یک خازن تغییر فاز در یکسو کننده استفاده می کنید که همپوشانی متقابل امواج نیمه ولتاژ اصلاح شده را تضمین می کند، در بسیاری از موارد می توانید بدون فیلتر خازنی حجیم این کار را انجام دهید یا ظرفیت آن را به میزان قابل توجهی کاهش دهید. مدار چنین یکسو کننده تثبیت شده در شکل 3 نشان داده شده است.

یکسو کننده سه فاز VD1.VD6 از طریق مقاومت های فعال (مقاومت R1) و خازنی (خازن C1) به منبع ولتاژ متناوب متصل می شود.

ولتاژ خروجی یکسو کننده دیود زنر VD7 را تثبیت می کند. خازن تغییر فاز C1 باید برای عملکرد در مدارهای جریان متناوب طراحی شود. در اینجا، به عنوان مثال، خازن های نوع K73-17 با ولتاژ کاری حداقل 400 ولت مناسب هستند.

چنین یکسو کننده را می توان در مواردی که لازم است ابعاد یک دستگاه الکترونیکی کاهش داد، استفاده کرد، زیرا ابعاد خازن های اکسیدی یک فیلتر خازنی، به طور معمول، بسیار بزرگتر از یک خازن تغییر فاز نسبتا کوچک است. ظرفیت.

مزیت دیگر گزینه پیشنهادی این است که مصرف جریان تقریباً ثابت است (در مورد بار ثابت)، در حالی که در یکسو کننده های دارای فیلتر خازنی، در لحظه روشن شدن، جریان شروع به طور قابل توجهی از مقدار حالت پایدار فراتر می رود. به دلیل شارژ خازن های فیلتر) که در برخی موارد بسیار نامطلوب است.

دستگاه توصیف شده را می توان با تثبیت کننده های ولتاژ سری که دارای بار ثابت هستند و همچنین با باری که نیازی به تثبیت ولتاژ ندارد استفاده کرد.

یک منبع تغذیه کاملاً ساده بدون ترانسفورماتور (شکل 4) را می توان به معنای واقعی کلمه در نیم ساعت "روی زانو" ساخت.

در این تجسم، مدار برای ولتاژ خروجی 6.8 ولت و جریان 300 میلی آمپر طراحی شده است. ولتاژ را می توان با تعویض دیود زنر VD4 و در صورت لزوم VD3 تغییر داد و با نصب ترانزیستور بر روی رادیاتورها می توان جریان بار را افزایش داد. پل دیودی - هر پل که برای ولتاژ معکوس حداقل 400 ولت طراحی شده است. به هر حال، می توانید دیودهای "قدیمی" را نیز به خاطر بسپارید. D226B.

در یک منبع بدون ترانسفورماتور دیگر (شکل 5)، ریزمدار KR142EN8 به عنوان تثبیت کننده استفاده می شود. ولتاژ خروجی آن 12 ولت است. اگر تنظیم ولتاژ خروجی ضروری باشد، پین 2 ریزمدار DA1 از طریق یک مقاومت متغیر، به عنوان مثال، نوع SPO-1 (با مشخصه خطی تغییر مقاومت) به سیم مشترک متصل می شود. . سپس ولتاژ خروجی می تواند در محدوده 12...22 ولت تغییر کند.

به عنوان یک ریزمدار DA1، برای به دست آوردن سایر ولتاژهای خروجی، باید از تثبیت کننده های یکپارچه مناسب استفاده کنید، به عنوان مثال، KR142EN5، KR1212EN5، KR1157EN5A، و غیره. خازن C1 باید حداقل ولتاژ کاری 300 ولت با نام تجاری K73-3، K7 داشته باشد. -17 یا مشابه (غیر قطبی، ولتاژ بالا). خازن اکسید C2 به عنوان فیلتر منبع تغذیه عمل می کند و موج های ولتاژ را صاف می کند. خازن C3 تداخل فرکانس بالا را کاهش می دهد. مقاومت های R1, R2 از نوع MLT-0.25 هستند. دیودهای VD1...VD4 را می توان با KD105B...KD105G، KD103A، B، KD202E جایگزین کرد. دیود زنر VD5 با ولتاژ تثبیت کننده 22 ... 27 ولت از ریز مدار در برابر نوسانات ولتاژ هنگام روشن شدن منبع محافظت می کند.

علیرغم این واقعیت که از نظر تئوری خازن ها در مدار AC برق مصرف نمی کنند، در واقعیت می توانند مقداری گرما را به دلیل تلفات تولید کنند. شما می توانید مناسب بودن خازن را به عنوان خازن میرایی برای استفاده در منبع بدون ترانسفورماتور با اتصال آن به برق و ارزیابی دمای کیس پس از نیم ساعت بررسی کنید. اگر خازن موفق به گرم شدن قابل توجهی شود، مناسب نیست. خازن های مخصوص تاسیسات الکتریکی صنعتی عملا گرم نمی شوند (برای توان راکتیو بالا طراحی شده اند). چنین خازن هایی معمولاً در لامپ های فلورسنت، در بالاست های موتورهای الکتریکی ناهمزمان و غیره استفاده می شوند.

در یک منبع 5 ولتی (شکل 6) با جریان بار تا 0.3 A، یک تقسیم کننده ولتاژ خازن استفاده می شود. این شامل یک خازن کاغذی C1 و دو خازن اکسیدی C2 و C3 است که بازوی غیر قطبی پایینی (طبق مدار) را با ظرفیت 100 μF (اتصال خازن‌های سری ضد) تشکیل می‌دهد. دیودهای پلاریزه کننده برای جفت اکسید دیودهای پل هستند. با درجه بندی مشخص شده عناصر، جریان اتصال کوتاه در خروجی منبع تغذیه 600 میلی آمپر است، ولتاژ خازن C4 در صورت عدم وجود بار 27 ولت است.

واحد منبع تغذیه گیرنده قابل حمل (شکل 7) به راحتی در محفظه باتری آن قرار می گیرد. پل دیود VD1 برای جریان کار طراحی شده است، حداکثر ولتاژ آن توسط ولتاژ ارائه شده توسط دیود زنر VD2 تعیین می شود. عناصر R3، VD2. VT1 آنالوگ یک دیود زنر قدرتمند را تشکیل می دهد. حداکثر جریان و اتلاف توان چنین دیود زنر توسط ترانزیستور VT1 تعیین می شود. ممکن است نیاز به هیت سینک داشته باشد. اما در هر صورت حداکثر جریان این ترانزیستور نباید کمتر از جریان بار باشد. عناصر R4، VD3 - مداری که وجود ولتاژ خروجی را نشان می دهد. در جریان های بار کم، لازم است جریان مصرف شده توسط این مدار در نظر گرفته شود. مقاومت R5 مدار قدرت را با جریان کم بار می کند که عملکرد آن را تثبیت می کند.

خازن های کوئنچ C1 و C2 از نوع KBG یا مشابه هستند. همچنین می توانید از K73-17 با ولتاژ کاری 400 ولت استفاده کنید (250 ولت نیز مناسب است، زیرا آنها به صورت سری متصل می شوند). ولتاژ خروجی به مقاومت خازن های خاموش کننده در برابر جریان متناوب، جریان بار واقعی و ولتاژ تثبیت دیود زنر بستگی دارد.

برای تثبیت ولتاژ منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور با خازن خاموش کننده، می توانید از دینیستورهای متقارن استفاده کنید (شکل 8).

هنگامی که خازن فیلتر C2 به ولتاژ باز شدن دینیستور VS1 شارژ می شود، روشن می شود و ورودی پل دیود را دور می زند. بار در این زمان از خازن C2 توان دریافت می کند.در ابتدای نیم سیکل بعدی، C2 دوباره با همان ولتاژ شارژ می شود و این فرآیند تکرار می شود. ولتاژ تخلیه اولیه خازن C2 به جریان بار و ولتاژ شبکه بستگی ندارد، بنابراین پایداری ولتاژ خروجی واحد بسیار زیاد است.

افت ولتاژ روی دینیستور هنگام روشن شدن کم است، اتلاف برق و در نتیجه گرمایش آن به طور قابل توجهی کمتر از دیود زنر است. حداکثر جریان عبوری از دینیستور حدود 60 میلی آمپر است. اگر این مقدار برای به دست آوردن جریان خروجی مورد نیاز کافی نیست، می توانید "دینیستور را با یک تریاک یا تریستور تغذیه کنید (شکل 9). نقطه ضعف چنین منابع تغذیه انتخاب محدود ولتاژهای خروجی است که توسط ولتاژهای سوئیچینگ تعیین می شود. از دینیستورها

منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور با ولتاژ خروجی قابل تنظیم در شکل 10a نشان داده شده است.

ویژگی آن استفاده از بازخورد منفی قابل تنظیم از خروجی واحد به مرحله ترانزیستور VT1 است که به موازات خروجی پل دیود متصل می شود. این مرحله یک عنصر تنظیم کننده است و توسط سیگنالی از خروجی تقویت کننده تک مرحله ای به VT2 کنترل می شود.

سیگنال خروجی VT2 به اختلاف ولتاژ تامین شده از مقاومت متغیر R7 که به موازات خروجی منبع تغذیه وصل شده است و منبع ولتاژ مرجع روی دیودهای VD3، VD4 بستگی دارد. در اصل، مدار یک تنظیم کننده موازی قابل تنظیم است. نقش مقاومت بالاست توسط خازن خاموش کننده C1 ایفا می شود، عنصر کنترل شده موازی توسط ترانزیستور VT1 بازی می شود.

این منبع تغذیه به شرح زیر عمل می کند.

هنگام اتصال به شبکه، ترانزیستورهای VT1 و VT2 قفل می شوند و خازن ذخیره سازی C2 از طریق دیود VD2 شارژ می شود. هنگامی که پایه ترانزیستور VT2 به ولتاژی برابر با ولتاژ مرجع در دیودهای VD3، VD4 می رسد، ترانزیستورهای VT2 و VT1 باز می شوند. ترانزیستور VT1 خروجی پل دیود را شنت می کند و ولتاژ خروجی آن کاهش می یابد که منجر به کاهش ولتاژ در خازن ذخیره سازی C2 و مسدود شدن ترانزیستورهای VT2 و VT1 می شود. این به نوبه خود باعث افزایش ولتاژ در C2، باز کردن قفل VT2، VT1 و تکرار چرخه می شود.

با توجه به بازخورد منفی که به این روش عمل می کند، ولتاژ خروجی هم با بار روی (R9) و هم بدون آن (در حالت بیکار) ثابت (تثبیت شده) می ماند. مقدار آن به موقعیت پتانسیومتر R7 بستگی دارد.

موقعیت بالایی (طبق نمودار) موتور مربوط به ولتاژ خروجی بالاتر است. حداکثر توان خروجی دستگاه داده شده 2 وات است. محدودیت های تنظیم ولتاژ خروجی از 16 تا 26 ولت و با دیود اتصال کوتاه VD4 - از 15 تا 19.5 ولت است. سطح موج روی بار بیش از 70 میلی ولت نیست.

ترانزیستور VT1 در حالت متناوب کار می کند: هنگامی که بار وجود دارد - در حالت خطی، در حالت بیکار - در حالت مدولاسیون عرض پالس (PWM) با فرکانس ضربان ولتاژ در خازن C2 100 هرتز. در این حالت، پالس های ولتاژ در کلکتور VT1 دارای لبه های صاف هستند.

معیار انتخاب صحیح ظرفیت خازن C1 به دست آوردن حداکثر ولتاژ مورد نیاز در بار است. اگر ظرفیت آن کاهش یابد، حداکثر ولتاژ خروجی در بار نامی به دست نمی آید. معیار دیگر برای انتخاب C1 ثابت بودن اسیلوگرام ولتاژ در خروجی پل دیود است (شکل 10b).

اسیلوگرام ولتاژ به شکل دنباله ای از نیمه موج های سینوسی اصلاح شده ولتاژ شبکه با قله های محدود (مسطح) امواج نیمه سینوسی مثبت است؛ دامنه پیک ها بسته به موقعیت لغزنده R7 مقدار متغیر است. ، و با چرخش به صورت خطی تغییر می کند. اما هر نیم موج لزوماً باید به صفر برسد؛ وجود یک جزء ثابت (همانطور که در شکل 10b با خط نقطه چین نشان داده شده است) مجاز نیست، زیرا در این صورت، رژیم تثبیت نقض می شود.

حالت خطی سبک وزن است، ترانزیستور VT1 کمی گرم می شود و می تواند عملاً بدون هیت سینک کار کند. گرمایش جزئی در موقعیت پایین موتور R7 (در حداقل ولتاژ خروجی) رخ می دهد. در حالت بیکار، رژیم حرارتی ترانزیستور VT1 در موقعیت بالای موتور R7 بدتر می شود. در این مورد، ترانزیستور VT1 باید روی یک رادیاتور کوچک نصب شود، به عنوان مثال، به شکل یک "پرچم" ساخته شده از یک صفحه آلومینیومی مربع. با ضلع 30 میلی متر و ضخامت 1...2 میلی متر.

ترانزیستور رگولاتور VT1 دارای توان متوسط، با ضریب انتقال بالا است. جریان کلکتور آن باید 2...3 برابر بیشتر از حداکثر جریان بار باشد، ولتاژ مجاز کلکتور-امیتر نباید کمتر از حداکثر ولتاژ خروجی منبع تغذیه باشد. ترانزیستورهای KT972A، KT829A، KT827A و غیره را می توان به عنوان VT1 استفاده کرد. ترانزیستور VT2 در حالت جریان کم کار می کند، بنابراین هر ترانزیستور pnp کم مصرف مناسب است - KT203، KT361 و غیره.

مقاومت های R1، R2 محافظ هستند. آنها ترانزیستور کنترل VT1 را از خرابی ناشی از اضافه بار جریان در طی فرآیندهای گذرا هنگام اتصال واحد به شبکه محافظت می کنند.

یکسو کننده خازن بدون ترانسفورماتور (شکل 11) با تثبیت خودکار ولتاژ خروجی کار می کند. این امر با تغییر زمان اتصال پل دیودی به خازن ذخیره سازی به دست می آید. ترانزیستور VT1 که در حالت سوئیچ کار می کند، به موازات خروجی پل دیود متصل می شود. پایه VT1 از طریق یک دیود زنر VD3 به یک خازن ذخیره سازی C2 متصل می شود که با جریان مستقیم از خروجی پل توسط دیود VD2 جدا می شود تا از تخلیه سریع هنگام باز بودن VT1 جلوگیری کند. تا زمانی که ولتاژ در C2 کمتر از ولتاژ تثبیت VD3 باشد، یکسو کننده طبق معمول کار می کند. هنگامی که ولتاژ در C2 افزایش می یابد و VD3 باز می شود، ترانزیستور VT1 نیز باز می شود و خروجی پل یکسو کننده را قطع می کند. ولتاژ در خروجی پل به طور ناگهانی کاهش می یابد و تقریباً به صفر می رسد که منجر به کاهش ولتاژ در C2 می شود و دیود زنر و ترانزیستور کلید خاموش می شوند.

سپس، ولتاژ خازن C2 دوباره افزایش می یابد تا زمانی که دیود زنر و ترانزیستور روشن شوند و غیره. فرآیند تثبیت خودکار ولتاژ خروجی بسیار شبیه به عملکرد یک تثبیت کننده ولتاژ پالس با تنظیم عرض پالس است. فقط در دستگاه پیشنهادی نرخ تکرار پالس برابر با فرکانس ریپل ولتاژ در C2 است. برای کاهش تلفات، ترانزیستور کلید VT1 باید بهره بالایی داشته باشد، به عنوان مثال، KT972A، KT829A، KT827A، و غیره. شما می توانید ولتاژ خروجی یکسو کننده را با استفاده از دیود زنر با ولتاژ بالاتر (زنجیری از دیودهای ولتاژ پایین) افزایش دهید. متصل به صورت سری). با دو دیود زنر D814V، D814D و ظرفیت خازن C1 2 μF، ولتاژ خروجی در یک بار با مقاومت 250 اهم می تواند 23...24 ولت باشد.

به طور مشابه، می توانید ولتاژ خروجی یکسو کننده دیود-خازن نیم موج را تثبیت کنید (شکل 12).

برای یکسو کننده با ولتاژ خروجی مثبت، یک ترانزیستور n-p-n به موازات دیود VD1 متصل می شود که از خروجی یکسو کننده از طریق دیود زنر VD3 کنترل می شود. هنگامی که خازن C2 به ولتاژ مربوط به لحظه باز شدن دیود زنر می رسد، ترانزیستور VT1 نیز باز می شود. در نتیجه، دامنه ولتاژ نیم موج مثبت که از طریق دیود VD2 به C2 عرضه می شود تقریباً به صفر می رسد. هنگامی که ولتاژ در C2 کاهش می یابد، ترانزیستور VT1 به لطف دیود زنر بسته می شود، که منجر به افزایش ولتاژ خروجی می شود. این فرآیند با تنظیم عرض پالس مدت زمان پالس در ورودی VD2 همراه است، بنابراین، ولتاژ در خازن C2 تثبیت می شود.

در یکسو کننده با ولتاژ خروجی منفی، یک ترانزیستور pnp KT973A یا KT825A باید به موازات دیود VD1 متصل شود. ولتاژ تثبیت شده خروجی روی بار با مقاومت 470 اهم حدود 11 ولت است، ولتاژ ریپل 0.3 ... 0.4 ولت است.

در هر دو گزینه، دیود زنر در یک حالت پالسی با جریان چند میلی آمپر کار می کند که به هیچ وجه به جریان بار یکسو کننده، تغییر در ظرفیت خازن خاموش کننده و نوسانات ولتاژ شبکه مربوط نمی شود. بنابراین، تلفات در آن به طور قابل توجهی کاهش می یابد و نیازی به هیت سینک ندارد. ترانزیستور کلید نیز به رادیاتور نیاز ندارد.

مقاومت های R1, R2 در این مدارها جریان ورودی را در طی فرآیندهای گذرا در لحظه اتصال دستگاه به شبکه محدود می کنند. به دلیل "جهش" اجتناب ناپذیر کنتاکت های دوشاخه برق، فرآیند سوئیچینگ با یک سری مدارهای کوتاه کوتاه مدت و مدارهای باز همراه است. در طول یکی از این اتصالات کوتاه، خازن خاموش کننده C1 را می توان تا مقدار دامنه کامل ولتاژ شبکه شارژ کرد، یعنی. تا حدود 300 ولت. پس از یک وقفه و بسته شدن بعدی مدار به دلیل "جهش"، این ولتاژ و ولتاژ شبکه می توانند جمع شوند و در مجموع به حدود 600 ولت برسد. این بدترین حالت است که باید در نظر گرفته شود. حساب برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد دستگاه.

نسخه دیگری از مدار منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور کلید در شکل 13 نشان داده شده است.

ولتاژ اصلی که از پل دیود روی VD1.VD4 عبور می کند، به دامنه ضربانی حدود 300 ولت تبدیل می شود. ترانزیستور VT1 یک مقایسه کننده است، VT2 یک سوئیچ است. مقاومت های R1، R2 یک تقسیم کننده ولتاژ برای VT1 تشکیل می دهند. با تنظیم R2 می توانید ولتاژ پاسخ مقایسه کننده را تنظیم کنید. تا زمانی که ولتاژ در خروجی پل دیود به آستانه تنظیم شده برسد، ترانزیستور VT1 بسته است، گیت VT2 دارای ولتاژ باز کردن قفل است و باز است. خازن C1 از طریق VT2 و دیود VD5 شارژ می شود.

وقتی به آستانه عملیاتی تنظیم شده رسید، ترانزیستور VT1 باز می شود و گیت VT2 را دور می زند. هنگامی که ولتاژ خروجی پل از آستانه عملکرد مقایسه کننده کمتر شود، کلید بسته می شود و دوباره باز می شود. بنابراین، یک ولتاژ در C1 تنظیم می شود که توسط تثبیت کننده یکپارچه DA1 تثبیت می شود.

با درجه بندی های نشان داده شده در نمودار، منبع ولتاژ خروجی 5 ولت در جریان حداکثر 100 میلی آمپر را فراهم می کند. این تنظیم شامل تنظیم آستانه پاسخ VT1 است. به جای آن می توانید از IRF730 استفاده کنید. KP752A, IRF720, BUZ60, 2N6517 با KT504A جایگزین شده است.

یک منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور مینیاتوری برای دستگاه های کم مصرف می تواند بر روی تراشه HV-2405E ساخته شود (شکل 14)، که مستقیماً ولتاژ متناوب را به ولتاژ مستقیم تبدیل می کند.

محدوده ولتاژ ورودی آی سی -15...275 ولت است. محدوده ولتاژ خروجی 5...24 ولت با حداکثر جریان خروجی تا 50 میلی آمپر است. موجود در محفظه پلاستیکی تخت DIP-8. ساختار ریز مدار در شکل 15a نشان داده شده است، پین اوت در شکل 15b نشان داده شده است.

در مدار منبع (شکل 14) باید به مقاومت های R1 و R2 توجه ویژه ای شود. مقاومت کلی آنها باید حدود 150 اهم باشد و توان تلف شده باید حداقل 3 وات باشد. خازن ولتاژ بالا ورودی C1 می تواند ظرفیت خازنی از 0.033 تا 0.1 μF داشته باشد. Varistor Rv تقریباً در هر نوع با ولتاژ کاری 230.250 V قابل استفاده است. مقاومت R3 بسته به ولتاژ خروجی مورد نیاز انتخاب می شود. در غیاب آن (خروجی های 5 و 6 بسته هستند)، ولتاژ خروجی کمی بیشتر از 5 ولت است؛ با مقاومت 20 کیلو اهم، ولتاژ خروجی حدود 23 ولت است. به جای مقاومت، می توانید یک دیود زنر را با استفاده از آن روشن کنید. ولتاژ تثبیت مورد نیاز (از 5 تا 21 ولت). برای سایر قطعات الزامات خاصی وجود ندارد، به استثنای انتخاب ولتاژ کاری خازن های الکترولیتی (فرمول های محاسبه در نمودار نشان داده شده است).

با توجه به خطر بالقوه منابع بدون ترانسفورماتور، در برخی موارد ممکن است یک گزینه مصالحه جالب توجه باشد: با خازن خاموش کننده و یک ترانسفورماتور (شکل 16).

ترانسفورماتور با سیم پیچ ثانویه ولتاژ بالا در اینجا مناسب است، زیرا ولتاژ اصلاح شده مورد نیاز با انتخاب ظرفیت خازن C1 تنظیم می شود. نکته اصلی این است که سیم پیچ های ترانسفورماتور جریان مورد نیاز را تامین می کنند.

برای جلوگیری از خرابی دستگاه هنگام قطع بار، باید یک دیود زنر D815P به خروجی پل VD1...VD4 متصل شود. در حالت عادی، کار نمی کند، زیرا ولتاژ تثبیت آن بالاتر از ولتاژ عملیاتی در خروجی پل است. فیوز FU1 از ترانسفورماتور و تثبیت کننده در صورت خرابی خازن C1 محافظت می کند.

در منابعی از این نوع، رزونانس ولتاژ ممکن است در مداری از مقاومت های خازنی متصل به سری (خازن C1) و القایی (ترانسفورماتور T1) رخ دهد. این را باید هنگام تنظیم آنها و نظارت بر ولتاژ با اسیلوسکوپ به خاطر بسپارید.

مقالات دیگر را ببینیدبخش.

ترانسفورماتور وسیله ای است که از یک هسته با دو سیم پیچ تشکیل شده است. آنها باید به همان تعداد چرخش داشته باشند و خود هسته از فولاد الکتریکی ساخته شده است.

ولتاژ به ورودی دستگاه اعمال می شود، یک نیروی الکتروموتور در سیم پیچ ظاهر می شود که یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. پیچ های یکی از سیم پیچ ها از این میدان عبور می کند که به دلیل آن یک نیروی خود القایی ایجاد می شود. در دیگری، ولتاژی به وجود می آید که با ولتاژ اولیه به اندازه تعداد دورهای هر دو سیم پیچ متفاوت است.

ترانسفورماتور به صورت زیر عمل می کند:

• جریان از سیم پیچ اولیه عبور می کند که میدان مغناطیسی ایجاد می کند.
• تمام خطوط برق در نزدیکی هادی های سیم پیچ بسته می شوند. برخی از این خطوط برق در نزدیکی هادی سیم پیچ دیگری بسته می شوند. معلوم می شود که هر دو با استفاده از خطوط مغناطیسی به یکدیگر متصل می شوند.
• هرچه سیم پیچ ها از یکدیگر دورتر باشند، نیروی اتصال مغناطیسی بین آنها کمتر می شود، زیرا خطوط برق کمتری از اولی به خطوط برق دومی چسبیده است.
• از طریق اول جریان متناوب عبور می کند(که در زمان و طبق قانون خاصی تغییر می کند) یعنی میدان مغناطیسی ایجاد شده نیز متغیر خواهد بود یعنی در زمان و طبق قانون تغییر می کند.
• به دلیل تغییر جریان در اولی در هر دو سیم پیچ یک شار مغناطیسی وارد می شود که مقدار و جهت را تغییر می دهد.
  القای نیروی الکتریکی متناوب رخ می دهد. این در قانون القای الکترومغناطیسی بیان شده است.
• اگر انتهای دوم به گیرنده های برق متصل شود، جریانی در زنجیره گیرنده ها ظاهر می شود. اولی انرژی را از ژنراتور دریافت می کند که برابر با انرژی داده شده به زنجیره دوم است. انرژی از طریق شار مغناطیسی متناوب منتقل می شود.

یک ترانسفورماتور کاهنده برای تبدیل الکتریسیته، یعنی کاهش عملکرد آن، ضروری است تا بتوان از احتراق تجهیزات الکتریکی جلوگیری کرد.

ترتیب مونتاژ و اتصال

با وجود اینکه این دستگاه در نگاه اول یک دستگاه پیچیده به نظر می رسد، می توانید خودتان آن را مونتاژ کنید. برای انجام این کار باید این مراحل را دنبال کنید:

نمونه ای از نمودار اتصال برای ترانسفورماتور کاهنده 220 تا 12 ولت:

برای آسان تر کردن سیم پیچ ها (کارخانه ها برای این کار از تجهیزات ویژه ای استفاده می کنند) می توانید از دو پایه چوبی نصب شده روی یک تخته و یک محور فلزی که بین سوراخ های پایه ها رزوه شده است استفاده کنید. در یک انتها، میله فلزی باید به شکل دسته خم شود.

برای نکات ساده در مورد عملکرد، بررسی زیر را بخوانید.

در سال 1891، نیکولا تسلا یک ترانسفورماتور (کویل) ایجاد کرد که با آن تخلیه های الکتریکی ولتاژ بالا را آزمایش کرد. نحوه ساخت ترانسفورماتور تسلا را با دستان خود بیاموزید.

اطلاعات مفید و جالب در مورد اتصال لامپ های هالوژن از طریق ترانسفورماتور -.

نتایج

• به آن ترانسفورماتور می گویند دستگاه با یک هسته و دو سیم پیچ سیم پیچ. در ورودی دستگاه برق تامین می شود که به سطوح مورد نیاز کاهش می یابد.
• اصل عملکرد یک ترانسفورماتور کاهنده ایجاد است نیروی محرکه الکتریکی که میدان مغناطیسی ایجاد می کند. پیچ های یکی از سیم پیچ ها از این میدان عبور می کند و نیروی خود القایی ظاهر می شود. جریان تغییر می کند، اندازه و جهت آن تغییر می کند. انرژی با استفاده از یک میدان مغناطیسی متناوب تامین می شود.
• چنین وسیله ای برای تبدیل انرژی مورد نیاز است و در نتیجه از احتراق تجهیزات الکتریکی و خرابی آن جلوگیری می کند.
• روش مونتاژ چنین دستگاهی بسیار ساده است.. ابتدا باید محاسباتی را انجام دهید و می توانید دست به کار شوید. برای اینکه سیم پیچ ها را سریع و آسان بپیچید، باید یک وسیله ساده از تخته، پایه و دسته بسازید.

در پایان، ما روش دیگری را برای مونتاژ و اتصال یک ترانسفورماتور کاهنده از 220 به 12 ولت مورد توجه شما قرار می دهیم: