Для чего нужен трансформатор в телевизоре

Сетевой источник питания для различных самодельных конструкций и проверки их на макетах можно сделать самому. Это и несложно, и в то же время чрезвычайно полезно для повышения своего мастерства, расширения знаний и приобретения опыта, на что, собственно, и направлена вся радиолюбительская деятельность. Радиолюбителям чаще всего требуются два источника питания: один — маломощный, на напряжение от 3 до 12 В и с током нагрузки в десятки, от силы сотни миллиампер; другой — мощный, на напряжение 13,8 В с максимальным током 5. 10 А. Первый нужен для отработки различных устройств на макетах и в других случаях, когда потребляемый ток невелик и «гонять» продолжительное время мощный источник просто не имеет смысла. Второй необходим для питания мощных усилителей, СВ аппаратуры, любительских радиостанций, автомагнитол и т. п. Он же с успехом может служить для зарядки автомобильных аккумуляторных батарей, если в нем имеется узел ограничения максимального тока. Напряжение 13,8 В, ставшее уже стандартным, как раз и соответствует напряжению в бортовой сети автомобиля при работающем генераторе и заряжающейся батарее.

Стабилизатор. 5 ИДЕЙ для применения. Старые стабилизаторы напряжения можно применять по-новому.

В любом отслужившем свой срок ламповом или лампово-полупроводниковом телевизоре вы найдете трансформаторы, да и другие детали и для маломощного, и для мощного блока питания. Маломощный блок на 12 В можно, например, собрать с использованием готового выходного трансформатора кадровой развертки (ТВК) от лампового телевизора. В ряде случаев пригоден и выходной трансформатор лампового усилителя звуковой частоты (ТВЗ), но эффективное (действующее) напряжение на его вторичной обмотке составит около 6 В, при этом выпрямленное не превзойдет 9 В. О том, как собрать блок питания, неоднократно рассказывалось в радиолюбительской литературе, и повторяться здесь не стоит. Остановимся лишь на некоторых мало известных, но важных моментах. Они относятся к любому самодельному устройству.

Прежде всего следует определить пригодность трансформатора для блока питания, а для этого надо измерить ток холостого хода первичной обмотки и напряжение на вторичной. Понадобятся авометр, настольная лампа на 220 В мощностью 25. 40 Вт и автомобильные лампы на 12 В мощностью 1. 5 Вт, чтобы проверить выходное напряжение под нагрузкой.

На чистом рабочем столе с хорошим диэлектрическим покрытием (сухая фанера, гетинакс, пластик) собирают цепь последовательно соединенных настольной лампы, авометра, установленного на предел измерения переменного тока не менее 0,5 А и первичной обмотки испытываемого трансформатора. Выводы вторичной обмотки (или обмоток) трансформатора остаются свободными. Лампа здесь выполняет защитную функцию: если вы допустили грубую ошибку, подсоединив низковольтную вторичную обмотку вместо первичной, если в обмотке (или обмотках) трансформатора имеется замыкание и т. д., ничего страшного не произойдет — при включении лампа будет светиться, а авометр покажет лишь потребляемый ею ток. Вместо лампы можно использовать мощный (например, проволочный) резистор сопротивлением 1. 1,5 кОм. Если ток холостого хода окажется в норме, при последующих включениях лампу или резистор использовать уже не надо.

ТРАНСФОРМАТОРЫ и ДРОССЕЛЯ — Кто есть Кто и Почему

При работе надо неукоснительно соблюдать правила техники безопасности: все соединения делать, не подключая цепь к сети, изолировать их ПВХ трубками, оснастить цепь сетевым шнуром с вилкой и только потом, заложив левую руку за спину или в карман и держа вилку в правой руке, подключить ее к розетке, посмотреть показания авометра и отключить цепь. Ток холостого хода должен составлять не более 20.

30 мА для маломощного трансформатора (возможно, придется перевести авометр на меньший предел, отключив предварительно испытываемую цепь от сети) и не более 100. 150 мА для мощного. Больший ток указывает на то, что число витков первичной обмотки мало и, следовательно, магнитная индукция в магнитопроводе слишком велика. Такие трансформаторы «гудят», нагреваются и имеют сильное поле рассеяния, создающее электромагнитные наводки на другую аппаратуру (см., например, статью В. Полякова «Уменьшение поля рассеяния трансформатора» в «Радио», 1983, # 7, с. 28, 29). В ряде случаев, если есть свободная вторичная обмотка на полтора-два десятка вольт, можно включить ее последовательно с первичной и из негодного трансформатора получить вполне приличный — оказывается, что число витков надо увеличить совсем немного, чтобы существенно уменьшить ток холостого хода.

Ток холостого хода зависит и от сборки магнитопровода — чем плотнее его части или пластины прилегают друг к другу, тем лучше. В одном из экспериментов ток холостого хода трансформатора ТВЗ-1-9 был равен 40 мА. Его Ш-образный магнитопровод собран встык с небольшим зазором (в усилителе звуковой частоты телевизора через первичную обмотку проходит постоянный подмагничивающий анодный ток лампы, поэтому зазор необходим, чтобы магнитопровод не намагничивался до насыщения). В трансформаторах, работающих без подмагничивания, зазор не нужен, поэтому магнитопровод пришлось разобрать и собрать снова «вперекрышку» когда замыкатели Ш-образных пластин располагаются то с одной, то с другой стороны. В результате ток холостого хода уменьшился до 25 мА, а «гудения» трансформатора стало практически не слышно. После переделки этот трансформатор прекрасно подошел для маломощного блока питания на напряжение 6 В.

Рассмотрим теперь вопросы изготовления мощных блоков питания. Для них подойдут сетевые трансформаторы ламповых и лампово-полупроводниковых телевизоров, например, ТС-270 или ТС-180. Расшифровка типа проста: трансформатор сетевой, число обозначает мощность.

Его конструкция очень удобна и легка для повторения: две катушки надеты на боковые стороны О-образного магнитопровода, составленного из двух частей и скрепленного стяжками. Первичная (сетевая) обмотка имеет две одинаковые части на двух катушках с тремя выводами от каждой.

Секция между выводами 1-2 рассчитана на 110 В, а между выводами 2-3 — на 17 В. Переключатель сети наверняка не нужен, потому что сетей с напряжением 127 В практически осталось мало, а вот наличие 127-вольтных обмоток очень полезно. Соединив их последовательно (рис. 1), получим трансформатор, работающий в легком режиме, без насыщения магнитопровода и с током холостого хода всего около 50 мА.

Такой трансформатор может работать сутками. Если же надо на какое-то время его форсировать, отключают выводы 3 и 3′ и соединяют выводы 2 и 3′ (3 и 2′) или даже 2 и 2′ ведь в телевизоре-то этот режим считается нормальным! Выходное напряжение выпрямителя или ток зарядки при этом возрастет.

Среди вторичных обмоток этих трансформаторов есть несколько, рассчитанных на напряжение 40. 60 В и сравнительно небольшой ток. Для зарядного устройства они бесполезны, а вот накальные обмотки на напряжение 6,3 В и ток 4,7 А подойдут.

Если у трансформатора три таких обмотки, их надо соединить последовательно и подключить к мостовому выпрямителю на мощных (десятиамперных) полупроводниковых диодах (рис. 1). Ограничителем зарядного тока с успехом может служить автомобильная лампа на напряжение 12 В мощностью от 50 до 150 Вт.

Для получения нужной мощности несколько ламп соединяют параллельно. При нормальном зарядном токе лампы едва светятся, по их накалу можно судить о зарядном токе, а падение напряжения на них невелико. Этот же ограничитель предохраняет устройство от замыкания на выходе или от подключения батареи в обратной полярности — при этом лампы ярко светятся (а при обратной полярности батареи чаще всего перегорают). Если же поставить лампы на 26 В и еще большей мощности, «защита от дурака» будет полной — лампы не выйдут из строя и при обратном подключении батареи к включенному в сеть устройству.

Ситуация окажется несколько хуже, когда накальных обмоток на напряжение 6,3 В и ток 4,7 А будет только две, как, например, у трансформатора ТС-180-2. При их последовательном соединении получим всего 13 В. Тут уж не до ограничителя зарядного тока — его едва хватает даже при непосредственном соединении аккумуляторной батареи с выходом выпрямительного моста.

Целесообразно мост собрать не на кремниевых, а на германиевых диодах, например, Д305. У них меньше прямое падение напряжения (0,3 В вместо 0,7 В), поэтому и зарядный ток будет больше. Его можно довести до 5 А, форсируя режим первичной обмотки по мере зарядки батареи. Но тем не менее мощность трансформатора в этом случае используется всего на треть.

Чтобы изготовить на этом трансформаторе зарядное устройство с током 10. 15 А (а такой ток вполне допустим в начале зарядки батарей емкостью 40. 50 Ач), надо намотать новую вторичную обмотку. Это не так уж и сложно.

Многих останавливает отсутствие провода большого диаметра для вторичной обмотки. Действительно, для большого тока нужен толстый провод (см. таблицу). Но можно с успехом обойтись тем, что есть, используя намотку в несколько проводов. Если намотать двухтактную обмотку для выпрямителя по схеме рис.

2 в три провода и соединить две таких обмотки, размещенных на двух катушках трансформатора параллельно, требуемый диаметр провода для 15-амперного устройства составит всего 0,8 мм. Для ускорения работы обе половины обмотки на каждой катушке необходимо наматывать в шесть проводов. Число витков вторичной обмотки — 2×46.

Технология здесь такова: освободив катушки от всех обмоток, кроме первичной с ее внешней изоляцией, наматывают пробные 46 витков, чтобы узнать длину провода, и отмеряют шесть отрезков нужной длины. Припаяв выводы по три провода к лепесткам каркаса, наматывают обмотку, следя, чтобы провода не перехлестывались. При переходе на второй слой укладывают изоляцию из кабельной бумаги. Концы проводов, опять по три, припаивают к двум другим лепесткам каркаса, затем омметром проверяют, не перепутались ли провода. Если все сделано правильно, то малое сопротивление будет только между выводами 6 и 8, а также 5 и 7.

Собрав трансформатор и соединив с общим проводом средние выводы обмоток на двух катушках, надо определить, какие крайние выводы соединять вместе. Для этого включают трансформатор в сеть и вольтметром переменного тока (авометром) измеряют напряжение между крайними выводами обмоток на разных катушках.

Соединяют вместе те, между которыми напряжение равно нулю, после чего подключают к анодам диодов. При неправильном соединении произойдет замыкание. Руководствоваться нумерацией выводов на рис. 2 надо с осторожностью, потому что неизвестно, в какую сторону вы намотали витки, а от этого зависит фаза напряжения.

В заключение несколько слов о борьбе с помехами, проникающими из сети. Когда трансформатор изготавливают только для зарядного устройства, используемого в гараже, проблема помех вас не волнует, и экраны из тонкой фольги, расположенные между первичной и вторичными обмотками, можно удалить.

Если же к работающему устройству будут подключать радиоприемную аппаратуру, экраны лучше оставить, а их выводы (4 и 4′) соединить с общим проводом. Конденсатор С1 фильтрует высокочастотные помехи, наводимые из сети. Для дополнительной защиты служат конденсаторы С2 и С3, шунтирующие по высокой частоте вторичную обмотку. Их емкость может быть в пределах от 0,01 до 0,5 мкФ. Бумажные конденсаторы здесь не подходят из-за заметной индуктивности выводов, лучше применить керамические.

Описанное зарядное устройство годится даже для питания коротковолновой радиостанции мощностью 100 Вт, потребляющей до 20 А при напряжении 13,6 В. В этом случае автомобильный аккумулятор не отключают, он выполняет функцию буферной батареи. Схема соединений показана на рис. 3. Подключать радиостанцию и аккумуляторную батарею (GB1) к выпрямителю зарядного устройства отдельными проводами ни в коем случае нельзя, так как возрастут пульсации питающего напряжения из-за конечного сопротивления проводов. При рекомендуемом же включении даже не требуется сглаживающий оксидный конденсатор. Если вы все-таки захотите его поставить, включать надо как можно ближе к разъему питания радиостанции.

Источник: plastep.ru

Что такое трансформатор: устройство, принцип работы, схема и назначение

Может быть, кто-то думает, что трансформатор – это что-то среднее между трансформером и терминатором. Данная статья призвана разрушить подобные представления.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Трансформатор – статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного электрического тока одного напряжения и определенной частоты в электрический ток другого напряжения и той же частоты.

Работа любого трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции, открытой Фарадеем.

Назначение трансформаторов

Разные виды трансформаторов используются практически во всех схемах питания электрических приборов и при передаче электроэнергии на большие расстояния.

Электростанции вырабатывают ток относительно небольшого напряжения – 220, 380, 660В. Трансформаторы, повышая напряжение до значений порядка тысяч киловольт, позволяют существенно снизить потери при передаче электроэнергии на большие расстояния, а заодно и уменьшить площадь сечения проводов ЛЭП.

Непосредственно перед тем как попасть к потребителю (например, в обычную домашнюю розетку), ток проходит через понижающий трансформатор. Именно так мы получаем привычные нам 220 Вольт.

Самый распространенный вид трансформаторов – силовые трансформаторы. Они предназначены для преобразования напряжения в электрических цепях. Помимо силовых трансформаторов в различных электронных приборах применяются:

• импульсные трансформаторы;
• силовые трансформаторы;
• трансформаторы тока.

Принцип работы трансформатора

Трансформаторы бывают однофазные и многофазные, с одной, двумя или большим количеством обмоток. Рассмотрим схему и принцип работы трансформатора на примере простейшего однофазного трансформатора.

Кстати, в других статьях можно почитать, что такое фаза и ноль в электричестве.

Из чего состоит трансформатор? Во простейшем случае из одного металлического сердечника и двух обмоток. Обмотки электрически не связаны одна с другой и представляют собой изолированные провода.

Одна обмотка (ее называют первичной) подключается к источнику переменного тока. Вторая обмотка, называемая вторичной, подключается к конечному потребителю тока.

Когда трансформатор подключен к источнику переменного тока, в витках его первичной обмотки течет переменный ток величиной I1. При этом образуется магнитный поток Ф, который пронизывает обе обмотки и индуцирует в них ЭДС.

Бывает, что вторичная обмотка не находится под нагрузкой. Такой режимы работы трансформатора называется режимом холостого хода. Соответственно, если вторичная обмотка подключена к какому-либо потребителю, по ней течет ток I2, возникающий под действием ЭДС.

Величина ЭДС, возникающей в обмотках, напрямую зависит от числа витков каждой обмотки. Отношение ЭДС, индуцированных в первичной и вторичной обмотках, называется коэффициентом трансформации и равно отношению количества витков соответствующих обмоток.

Путем подбора числа витков на обмотках можно увеличивать или уменьшать напряжение на потребителе тока с вторичной обмотки.

Идеальный трансформатор

Идеальный трансформатор – трансформатор, в котором отсутствуют потери энергии. В таком трансформаторе энергия тока в первичной обмотке полностью преобразуется сначала в энергию магнитного поля, а далее – в энергию вторичной обмотки.

Конечно, такого трансформатора не существует в природе. Тем не менее, в случае, когда теплопотерями можно пренебречь, в расчетах удобно пользоваться формулой для идеального трансформатора, согласно которой мощности тока в первичной и вторичной обмотках равны.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Потери энергии в трансформаторе

Коэффициент полезного действия трансформаторов достаточно высок. Тем не менее, в обмотке и сердечнике происходят потери энергии, приводящие к тому, что температура при работе трансформатора повышается. Для трансформаторов небольшой мощности это не представляет проблемы, и все тепло уходит в окружающую среду – используется естественное воздушное охлаждение. Такие трансформаторы называют сухими.

В более мощных трансформаторах воздушного охлаждения оказывается недостаточно, и применяется охлаждение маслом. В этом случае трансформатор помещается в бак с минеральным маслом, через которое тепло передается стенкам бака и рассеивается в окружающую среду. В трансформаторах высоких мощностей дополнительно применяются выхлопные трубы – если масло закипает, образовавшимся газам нужен выход.

Конечно, трансформаторы не так просты, как может показаться на первый взгляд — ведь мы рассмотрели принцип действия трансформатора кратко. Контрольная по электротехнике с задачами на расчет трансформатора внезапно может стать настоящей проблемой. Специальный студенческий сервис всегда готов оказать помощь в решении любых проблем с учебой! Обращайтесь в Zaochnik и учитесь легко!

Источник: zaochnik.ru

Что такое понижающие трансформаторы

Трансформатор — это аппарат без подвижных частей, который преобразует электрическую энергию из одной цепи в другую с изменением напряжения тока и без изменения частоты. Существует два типа трансформаторов, классифицируемых по их функции: повышающий трансформатор и понижающий трансформатор, про принцип работы которого мы и расскажем.

Понижающий трансформатор преобразует высокое напряжение (ВН) и низкий ток с одной стороны в низкое напряжение (НН) и высокое значение тока на другой стороне. Этот тип трансформатора имеет широкое применение в электронных устройствах и электрических системах.

Когда доходит до операций с напряжением, применение трансформатор можно разделить на 2 вида: НН (напряжение тока ниже 1кВ) и ВН (напряжение тока выше 1 кВ).

Первый способ НН относится к трансформаторам в электронных устройствах. Электронные схемы требуют поставки низкого значения напряжения (например, 5В или ещё ниже).

Понижающий трансформатор используется для того чтобы обеспечить соответствие поставляемого низкого напряжения требованиям электроники. Оно преобразовывает бытовое напряжение тока (220/120 В) из первичного в напряжение более низкое на вторичной стороне, которая используется для снабжения электронных приборов.

Если электронные устройства рассчитаны на более высокую номинальную мощность, то используются трансформаторы с высокой рабочей частотой (кГц). Трансформаторы с более высоким номинальным значением мощности и номинальной частотой 50/60 Гц были бы слишком большими и тяжелыми. Также, ежедневно-используемые зарядки используют понижающий трансформатор в своей конструкции.

Понижающие трансформаторы имеют очень большое значение в энергосистеме. Они понижают уровень напряжения и адаптируют его для систем-потребителей энергии. Трансформация выполняется в несколько шагов, описанных ниже:

1. Система передачи энергии на большие расстояния должна иметь максимально высокий уровень напряжения. С высоким напряжением и низким током, потеря мощности передачи будет значительно уменьшена. Электрическая сеть сконструирована таким образом, что должна соединяться с системой передачи с различными уровнями напряжения тока.
2. Понижающие трансформаторы используются в соединении систем передачи с различным уровнем напряжения. Они уменьшают уровень напряжения тока от максимального к более низкому значению (например, 765/220 кВ, 410/220 кВ, 220/ 110 кВ). Эти трансформаторы огромны и имеют очень высокую мощность (даже 1000 МВА). В том случае, когда коэффициент оборотов трансформатора не высок, обычно устанавливаются автоматические трансформаторы.
3. Следующим шагом преобразования уровня напряжения является адаптация напряжения передачи к уровню распределения. Характерные отношения напряжений в этом случае 220/20 кВ, 110/20 кВ (также можно найти вторичные напряжения ЛВ 35 кВ и 10 кВ). Номинальная мощность этих трансформаторов составляет до 60 мВА (обычно 20 мВА). Переключатель изменения нагрузки почти всегда установлен в таких трансформаторах.
4. Заключительный шаг преобразования напряжения — адаптация напряжения к уровню домашнего напряжения. Эти трансформаторы называемые малыми распределительными трансформаторами имеют номинальную силу до 5 мВА (чаще всего 1 мВА) и с номинальными значениями напряжения тока 35, 20, 10 кВ на стороне ВН и 400/200 В на стороне НН. Такие трансформаторы имеют высокий коэффициент оборота.

Виды понижающих трансформаторов

В нашем каталоге понижающих трансформаторов есть разные модели и виды.

Однофазный трансформатор

Самый популярный и распространенный вид. Как правило, используется в быту. Подключается от однофазной сети. Фазный и нулевой провод подключены на первичную обмотку.

Трехфазный трансформатор

По большей части применяется в промышленности, но есть случаи применения и в быту. Призван понижать более высокое напряжение около 380 В до необходимого в трехфазной сети.

Многообмоточный трансформатор

Трансформатор, имеющий две или более обмотки. Устанавливается несколько вторичных обмоток для получения нескольких различных показателей напряжения тока от одного источника.

Тороидальный трансформатор

По сравнению с другими трансформаторами имеет легкий вес и малые габариты. Используется в радиоэлектронике для получения высокой плотности тока, из-за хорошего охлаждения обмотки. Стоит недорого, так как длина обмотки значительно короче других из-за сердечника в форме тора. Может выдерживать более высокие температуры, чем остальные виды прибора.

Источник: www.smsm.ru