Почему катушки трансформатора изготавливают из проводников разного диаметра: Почему обмотки трансформатора изготавливают из проводников разного диаметра – Attention Required! | Cloudflare

Содержание

многожильный провод для ВЧ трансформаторов, катушек и т.п.

В обзоре провод, а точнее жгут из множества эмалированных проводов, именуемый литцендрат. Обзор лота и небольшой ликбез для чего он нужен.

Для чего оно нужно

Если ток постоянный или низкочастотный переменный, то он течет равномерно по всему сечению провода и задача выбора провода достаточно проста.
С повышением частоты зона протекания тока смещается и ток начинает протекать не по всему сечению, а только по его внешнему слою. Чем выше частота тем сильнее смещение и меньше проникновение тока в глубину провода. Это явление называется «скин-эффект», при желании про него более подробно можно почитать в интернете или в соответствующей литературе.
Допустим нам нужно изготовить трансформатор для ИИП. Если намотать обмотки толстым проводом, то велика вероятность его перегрева т.к. ток будет протекать только по внешнему слою, сопротивление и нагрев провода будут выше расчетных.
Чтобы максимально использовать все сечение провода, обмотку трансформатора необходимо мотать жгутом из множества тонких изолированных проволок (жил) и чем выше частота, тем меньше должен быть диаметр жил.
Для упрощенной оценки максимального диаметра жилы в зависимости от частоты я пользуюсь вот такой табличкой

Сейчас уже не помню откуда я ее скачал, поэтому авторство указать не могу.
Глубина проникновения определяет радиус провода и для получения диаметра нужно умножить значение на два. Это даст примерное значение максимального диаметра жилы. Дальше считаем площадь сечения жилы и вычисляем требуемое их количество в жгуте.

Выбор провода

На первый взгляд все просто, покупаем обмоточный провод, отрезаем N кусков нужной длины скручиваем дрелью и мотаем. Но на деле не все так просто.

Первая проблема — это зачистка провода, когда провод один его зачистить относительно просто, но когда у нас жгут с десятком тонких проволок это уже проблема, особенно если конец короткий и на каркасе. К счастью промышленность выпускает обмоточные провода с полиуретановым лаком, которые можно лудить без снятия изоляции. По тех. описанию температура лужения 390 градусов, на практике у меня он уверено лудится при температуре 410-415 градусов.

Отечественный провод имеет маркировку ПЭВТЛ-2, импортный Qa-1-155 (перед покупкой лучше уточнить у продавца, что лак полиуретановый).

Вторая проблема — это изготовление самого жгута, если жил в жгуте несколько и сам он небольшой длины, то это не доставит особых проблем. А вот если жил нужно с десяток и длина жгута несколько метров, то уже возникают сложности. Если при этом нужно изготовить не 2-3 штуки, а 20-30 трансформаторов, то высокая цена на литцендрат перестает казаться таковой 🙂

В России подходящий литцендрат я искал долго и безуспешно, уж слишком много критериев: диаметр и кол-во жил, полиуретановая изоляция, относительно малый объем. Более менее варианты попадались в интернет-магазине Продиэлком, но цены на литцендрат там совершенно не адекватные.

В итоге заказал на пробу данный лот на Али. Переживал за возможность провода облуживаться без зачистки, но напрасно, провод хорошо лудится. Субъективно даже лучше нашего ПЭВТЛ-2 и запах при этом не такой сильный.
У этого продавца в разделе Enamelled wire имеются и другие варианты литцендрата. К моменту написания обзора я купил и использовал примерно 60м 0,2х20 и 100м 0,2х15, провод приходит стабильного качества в течение 3-4 недель.

Фото литцендрата

Измерим сопротивление бухточки 0,2*20 длиной 1,6м.
Расчетное сечение 0,628 мм2, удельное сопротивление меди 71 мОм мм2/м, итого (71/0,628)*1,6=44мОм.


Измеренное сопротивление близко к расчетному, скорее всего меди положили нужное количество 🙂

Напоследок фото намотанного трансформатора

На этом все, спасибо за внимание.

PS при отмывке в УЗ нарушения изоляции не замечено. У ПЭВТЛ-2 иногда после УЗ отмывки замечены «цыпки».

какой и сколько покупать, как правильно выбрать

Провод для проведения намотки трансформатора – это не то, что дилетанту в электротехнике, но и любому восьмикласснику будет понятно, один из важнейших элементов такого преобразующего энергию электротехнического оборудования.

Фундаментальность, не просто нормальной а в принципе возможной работы трансформатора напрямую зависит от типа, качества провода его конструкции и физических свойств, верного процесса его намотки и соблюдения всех регламентов. Электрический проводник обладает большим спектром характеристик, рассказ о которых будет подробно построен далее.

Основные особенности

Так как заряженные частицы при упорядоченном движении в проводнике сталкиваются с определенными силами внутреннего сопротивления материала на пути к осуществлению процессов электромагнитной индукции и трансформации напряжения электрического тока из одного класса в другой в зависимости от текущего функционала трансформатора, его обмотки, а именно провод образующих их форму, должны обладать хорошей проводимостью, иметь надежную изоляцию как между своими витками, так и с другой обмоткой и магнитопроводом устройства, наматываться строго по технологическим нормам и правилам предписанным для конкретного изделия, в ряде случаев иметь определенную форму, длину, сечение и другие подобные свойства.

Провод для намотки трансформатора

Особенностей проводника в обмотках преобразователя напряжения громадное количество, но именно их исправность обеспечивает длительную нормальную работу устройств трансформации, независимо от их величины и применения. Исправность проводника в трансформаторе одинаково важна как для небольших бытовых сетевых устройств, так и для силовых электроагрегатов, питающих целые районы.

В заводских условиях, при выпуске с производства, в момент планово-предупредительных ремонтах,  методиках приемо-сдаточных испытаний, осмотрах его обмоток преобразователь проходит не один десяток тестов на возможные скрытые дефекты или неполадки, и только после этого рабочий персонал выдает официальные заключения, по обследуемому оборудованию.

Бытового типа

Что касается менее серьезных по своей роли трансформирующих устройств бытового типа из современной электроники или другого оборудования, – очень часто радиолюбители, «самоделкины» берутся вести ремонт или даже личную перемотку обмоток устройства крайне легкомысленно подходя к вопросу. Без многочисленных знаний физических процессов проводников, понимания их типа, диаметра, сечения, длины, количества витков в конкретной катушке агрегата, используя подручную элементную базу в таких ремонтах все это заканчивается плачевно, как для техники в составе которой размещен трансформатор, так порой и для самих домашних ремонтников.

В серьезных высоковольтных преобразователях такому деянию на практике нет места по понятным причинам.

Провод для намотки трансформатора

Трансформаторы сложные электротехнические устройства от начала и до конца. Это приборы очень важные по функционалу и выходным характеристикам, плюс сюда добавляется и повышенная опасность для человека. А проводник на его катушке – это сердцевина оборудования. Он участвует, отвечает за главный процесс трансформации энергии на протяжении всей работы преобразователя.

Чтобы быть готовым к возможным потенциальным неисправностям в обмоточном секторе энерго агрегата, его проводники проходят тщательный подбор, расчёт и тесты, исходя из энерго систем, в ансамбле которых планируется устанавливаться весь передающий узел. Эти мероприятия проводят еще на заводе производителе. Те же знания, действия и анализ обмоточной проводки используют на этапах текущей эксплуатации.

Все проводники, применяемые в обмотках любых трансформаторов, имеют свою классификацию по спектру свойств и качеств, исходя из реальных нужд. О ней и дальше – рассказывает следующая глава статьи.

Провод для намотки трансформатора

Классификация

Как раз само видовое различие части электротехнического устройства в свою очередь делится внутри себя на элементы, грубо сказать относящиеся к электрическим (полезной работе) параметрам оборудования, и второй подвид, отвечающий за безопасность и степень его безаварийной длительной работе.

По материалу проводника

Для проводников в обмотках трансформаторах напряжения в рамках электрических параметров эффективности, исходя из физики процессов внутренних сопротивлений проводником базово используют цветные металлы рудного типа. Их удельные сопротивления, токовая проводимость, магнитные характеристики, доступность и ценовая политика наиболее близко подходят к преобразователям и в целом для электрической проводки, если не учитывать последний из них.

Проводник трансформатора

Медные

В связи с своими отличными, значительно большими свойствами электропроводимости, по сравнению с другими электротехническими материалами, получило широкое распространение в использовании в качестве обмоточных проводников различной геометрии.

Медные провода обладают повышенной гибкостью и износостойкостью.

Тем не менее, в последнее время, есть ряд факторов подтверждающих замену медных проводников на более дешевые в связи с экономической составляющей.

Медные проводники трансформатора

Алюминиевые

Когда электрические свойства меди не были так широко исследованы научными методами, обмотки трансформаторов, линии электропередач выполнялись преимущественно из алюминия. Этот цветной металл по номинальному значению удельного сопротивления стоит на втором месте после меди, и вполне может заменить ее на обмотке трансформатора.

Однако, где необходимы большие мощности электротехнических устройств, без роста геометрических размеров обмоточных проводов все-таки используется медь. Алюминий к тому же имеет меньшую гибкость и стойкость.

Алюминиевые проводники трансформатора

Из сплавов сопротивления

В качестве таких материалов в большинстве случаев используется нихром. Его добыча, остатки в недрах Земли крайне малы. Поэтому, и исходя из высокой стоимости исполнения нихромовых проводников в обмотках преобразователе напряжения, подобные сплавы хоть и имеют ряд преимуществ, но используют в редких случаях. При проектировании специальных энергоустановок или устройств в основном.

Из сплавов сопротивления проводники трансформатора

По геометрии сечения

Сечение проводника — это второй параметр или характеристика, по которой в обязательном порядке производится выбор провода для намотки катушек трансформатора. Здесь зависимость выбора связана с увеличением электропроводимости у плоской (прямоугольной) геометрии проводника и ее уменьшение в случае, если проводник имеет круглую форму и площадь поперечного сечения.

Когда нагрузка в потребляющей сети имеет или необходима на высоком уровне, требуется аппараты преобразования большей мощности – выбирают проводники прямоугольной формы

В базовых номиналах потребления для намотки используются круглые проводники. Если требуется собрать катушки охлаждения – применяется полая внутри, круглая по своему сечению проволока.

Сечение проводника трансформатора

По материалу изоляции

Третий параметр, отвечающий за длительность и безопасность электротехнического устройства в виде трансформатора напряжения, зовется изоляцией проводников. В свете развития технологического прогресса, открытия все новых и новых синтетических материалов, обладающих повышенными диэлектрическими свойствами, качество изоляционного материала в том, числе и в проводнике обмоток трансформатора стало намного выше.

Искусственно созданные диэлектрики позволяют экономить на своих габаритах, но при этом сохранять электрическую непроводимость в полной мере. К тому в расчете выбора проводников на изоляцию делают ставку не только по диэлектрическим свойствам, но и учитывать ее механическую износостойкость. Поэтому порой естественные и давно применяемые материалы в этом процессе являются основными в изоляции.

Сечение проводника трансформатора

Бумага

Такая изоляция используется в совокупности проведения пропитки ее трансформаторным маслом, что увеличивает ее электроизоляционные свойства, уменьшает габариты и толщины диэлектрика обмоток, а значит позволяет направить размерную величину преобразователя на увеличение полезной выходной мощности.

В качестве бумажной изоляции дополнительно может использоваться электрокартон с той же масляной пропиткой.

В целом, исполнение изоляции из бумаги пропитанной маслом экономически выгодно, хотя и имеет на нескольких этапах сложность своего исполнения. Накладывается на провод методом обмотки проводника.

Изоляция из бумаги для трансформатора

Волокнистая или пленочная

Изготовление проводится синтетическими (полимерными) или натуральными лентами путем намотки тремя разнообразными типами нитей волокон изоляционных материалов. Так называемая прядка для своей реализации изоляции обмотки трансформатора требует определенной заводской технологии процесса, специальных расчетов. Плоскопараллельные нити волокон натурального диэлектрика или пленочных синтетиков прядками накладывают на заводе производителе на катушки обмоток с проводниками основными методами:

  1. Встык – где края витков изоляции плотно соприкасаются друг с другом;
  2. С зазором – витки диэлектрика накладывают прядкой на проводники со специальным зазором между ними, который не более 1-2 мм;
  3. Перекрытием – еще один метод намотки изоляции волокнистой изоляцией, при котором новый ее виток частично покрывает своей поверхностью предыдущий.

Каждый из методов определяется в зависимости от типа, мощности и назначения самого трансформатора напряжения. По сравнению с бумажной изоляцией имеет более лучшую электро изоляционные свойства и механическую прочность.

Обмоточный провод

Эмаль

Проводники в эмалевой изоляции относятся к классу провода в синтетической изоляции. Ее выполнение происходит методом литья эмали на провод. За счет чего такая изоляция имеет повышенную термостойкость, минимальную толщину, прекрасные диэлектрические свойства, износостойкость и механическую прочность. Эмалевая изоляция способна противостоять многим химическим процессам и агрессивным средам. Материалы эмали – винифлекс, металвин и другие.

В различных конструктивных исполнениях электротехнических устройств возможно использование комбинированной изоляции проводников их обмоток, где будут применяться различные материалы диэлектрики. Порой только таким применением достигается экономический оптимум и необходимые электрические характеристики.

Проводники в эмалевой изоляции для трансформатора

Маркировка

Различное конструктивное исполнение геометрии проводника, использование разнообразных типов изоляции провода для обмоток трансформаторов, остальные электротехнические свойства в «ПУЭ» привели к созданию регламентированных аббревиатур их маркировки.

Первый буквенный символ в такой аббревиатуре обозначает сам материал проводника: «А» – дает понимание, что провод обмотки алюминиевый. Другой символ обозначает нихром, а его отсутствие принято считать, что проводник медного исполнения.

Второй поясняет о том, что это непосредственно сам провод для обмотки, а последующие дают обозначение к какому типу и материалу диэлектрика относится его изоляция.

В маркировке используются и цифровые символы, после буквенных. Ими принято обозначать сечение проводника, а также максимально допустимое напряжение изоляции, на который рассчитан провод. В других случаях цифры могут относится к количеству слоев изоляции. Примеры обмоточных проводов трансформаторов:

  • ПЭМ-1 – медный провод с эмалированной изоляцией в один слой;
  • ПКР-1 – медный провод с капроновой изоляцией в одну прядку.

Запомнить все маркировки проводников для обмоток практически невозможно. Главное знать принцип составления этих маркировок и обладать умением пользоваться справочной литературой для его верного подбора.

Трансформатор

Обмоточный провод для высоких частот

Основной нюанс в выборе обмоточной проволоки, как раз играет частота протекающего через нее тока. В случае базовых значений переменного тока с частотой в 50Гц или постоянного тока протекание упорядоченных частиц по обмоточным проводникам проходит в нормальном, равномерном режиме.

Как только частота протекания тока увеличивается, начинается смещение течения заряженных частиц. Электроны при этом начинают свое движение по внешнему слою проводника. К тому же в случае повышенной частоты тока увеличивается сопротивление протекания тока и нагрев обмотки.

Учитывая все физические факторы для изготовления обмоток для оборудования с высокой частотой протекания электрического тока применяют ряд мер, способствующих выравниванию всех факторов, обеспечивающих работу такого оборудования. Намотку проволоки обмотки производят по методу «жгута» из множества многопроволочных изолированных проводов.

При этом, чем выше частота тока в оборудовании, тем меньше должен быть диаметр провода обмотки.

Обмоточный провод для высоких частот

Как правильно подобрать

Не погружаясь в детали изготовления таких обмоток для преобразователей высокой частоты, любому покажется метод изготовления достаточно простым. Однако, на практике у радиолюбителей, или даже бывалых электронщиков, чтобы правильно и качественно изготовить такой литцендрат возникает как минимум две трудности – зачистка концов проводника и реализация его создания в виде жгута из множества изолированных многопроволочных проводов.

Легкомысленное отношение к такому проекту по созданию обмоток «высокочастотников» приведет к ошибкам и напрасным материальным расходам. Требуется использовать предварительные инструменты выбора.

По справочникам и каталогам

Используя необходимую техническую литературу по электротехнике, где подробно приведены описания выбора проводников обмоток высокочастотного оборудования, а так же опубликованы уже готовые табличные справочные материалы стоит сравнить их данные с текущим проектом по всем техническим параметрам и выбрать нужный для себя. Это позволит избежать лишней ошибки и финансовых расчетов.

Обмоточный провод для высоких частот

Методики расчета

Толщина изоляции, количество жил в жгуте, сопротивление жилы и диэлектрика не позволяют свободно покупать такой литцендрат готовый или в виде наборных инструментов на Российском рынке в настоящее время.

Здесь стоит или использовать мониторинг заграничного электротехнического рынка совершать далеко недешевые покупки (из-за расчетов в валюте) таких вариантов для намотки обмоток преобразователей высокой частоты, или вооружившись измерительной аппаратурой, справочно-технической литературой, измерив нужные параметры выполнять расчет нужной марки с помощью автоматизированных сервисов, в которых подставив требуемые значения на выходе получается нужный результат, либо изучив формулы ручного расчета, выполнить это по старинке.

Основа методики сводится к подбору многопроволочных проводников по удельному сопротивлению, длине, и их сечению максимально приближенному к справочному номиналу.

Методики расчета обмотки трансформатора

Ручные измерения

Вручную такие параметры позволит получить качественный мультиметр, детали проекта оборудования, которые требуется создать, техническая литература, которая направит на верный подбор экспериментальных марок проводника.

С помощью аппаратуры возможно измерить удельное сопротивление физически выбранной проволоки для обмотки. Имея это значение рассчитать его сечение сравнив со справочным значением и определив необходимую толщину жгута.

Процесс очень трудоемкий, но с дополнительной поддержкой в справочниках, любой другой всевозможной информацией по подбору таких проводов, вполне возможный к реализации.

Рекомендации по выбору материалов

При создании преобразовательных устройств в электротехники, радиолюбителями, опытными и не очень, в силу опыта фактического проведения таких работ, сложились определенные полезные советы для будущих проектантов и создателей, которые регламентируются в трех сегментах.

Каркас

В зависимости от конкретики конечного трансформаторного устройства, для верной, удобной и качественной намотки их обмоток существует ряд каркасных механизмов и приспособлений самостоятельного изготовления из подручных инструментов, использования заводских станков для правильной намотки проводника и других.

каркас трансформатора

Сердечник

Здесь тоже исходят изначально из назначения, мощности трансформатора, который есть желание или отремонтировать или создать заново. Цели и назначение преобразовательного устройства позволят точнее выбрать и форму его сердечника и материалы, из которого он будет состоять. Исходя из предназначения оборудования станет ясно, что будет проще – перепаковать имеющиеся под рукой старые шихтованные сердечники, модернизировать и улучшить их электрические и магнитные свойства или купив в радио магазинах специальные материалы создать его с нуля самому, заказать создание на производстве.

Провод

Выбор этой составной части подробно описан выше, исходя также из назначения устройства, его электрических характеристик, мощности и сферы использования, включая полезные параметры и необходимую длительность, безопасность использования.

Провод трансформатора

Подкладки изоляционные

В качестве прокладок диэлектрика самым распространенным диэлектриком является бумага или электротехнический картон. Иногда возможно использование полимерных сред.

Определение направления витков обмотки катушек

В зависимости от параметрических данных самого устройства, формы его магнитопровода, типе и геометрии провода встречается или выбирается определенное направление обмотки из витков на катушке.

При использовании обмотки в одну сторону встречается левое и правое направление обмотки катушки или же с применяя необходимый шаблон с помощью намоточного станка выполняется левосторонняя или правосторонняя цилиндрическая намотка проводника.

Встречается многослойный тип намотки катушек преобразователей, если этим обусловлено дальнейшее использование устройства и техническая необходимость. При этом цилиндрическая обмотка в несколько слоев на станке может накладываться в виде

  • встречной направленности – где новый слой проходит встречным направлением по старому слою проводников;
  • в одном направлении – несколько слоев прямоугольного проводника накладываются друг на друга в одном направлении.

Определение направления витков обмотки катушек

Каждый слой при этом проходит прокладку изоляционного слоя из бумаги и полимеров. Осевые каналы создаются в момент проведения намотки на станке. В сердечник закладываются специальные рейки, которые по окончании процесса создания обмоток демонтируются, оставляя необходимые каналы.

Иногда требуется создание зазоров в намоточных проводниках. Их расчеты проводят с помощью специальных базовых форм, используя параметры проводников, конструктивного исполнения будущей обмотки и других параметров, которые берутся из технической литературы.

Разницу между фактически полученными значениями при расчете сравнивают с табличными значениями.

При допустимых отклонениях работу продолжают, если требуются корректировки – вносят.

Намотку резонансных катушек преобразовательных устройств электрической энергии проводят, дополнительно руководствуясь их значениями номинальной индуктивности, необходимой собственной емкости и стойкости, и длительности работы.

Определение направления витков обмотки катушек

Как правильно мотать

Получив большинство технических данных, определив точное назначение и сферу использования будущего устройства, элементов обмоток катушки трансформатора, получив заводские шаблоны для выбранного вида обмотки приступают к практической реализации намоточных процессов.

Здесь большую роль будет играть опытность исполнения таких работ, наличие инструментов для такой работы, а также терпение.

Требуется использовать обязательный алгоритм действий в таком формате работ и приготовится к нескольким неудачам заблаговременно, если опыта проведения намотки витков катушки трансформатора ранее не было. В настоящее время как электронных, так и бумажных обучающих источников по всем правилам намотки обмотки трансформатора достаточно много для того, чтобы новичок через некоторое время в этих работах смог стать профессионалом.

Урок-9. КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ — ТРАНСФОРМАТОРЫ

КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ — ТРАНСФОРМАТОРЫ

В этом уроке будут рассмотрены такие радиокомпоненты как катушки индуктивности и трансформаторы. То, что без них не обходится практически ни одно современное радиотехническое устройство, вы в этом убедитесь позже. Я постарался совместить рассказ о катушках индуктивности и трансформаторах переменного тока в одном уроке, именно потому что эти компоненты имеют много общего, соответственно и рассматривать их проще по аналогии друг с другом. Практическая работа будет весьма интересная и очень полезная, а именно, изготовление простейшего лабораторного блока питания (БП) с применением регулируемого параметрического стабилизатора. Из предыдущих уроков, вы наверное заметили что использовать батарейки не совсем удобно, да и не всегда есть под рукой батарейка с подходящим напряжением. Вот поэтому мы и займемся изготовлением универсального блока питания с регулируемым напряжением от 0,5 до 12В. На первых порах нам этого будет вполне достаточно.
Катушки индуктивности колебательных контуров

Катушки индуктивности обладают свойством оказывать реактивное сопротивление переменному току при незначительном сопротивлении постоянному току. Совместно с конденсаторами они используются для создания фильтров, осуществляющих частотную селекцию (способность выделять — отфильтровывать) электрических сигналов, а так же для создания элементов задержки сигналов и запоминающих элементов, осуществления связи между цепями через магнитный поток и т. д. В отличие от резисторов и конденсаторов они не являются стандартизованными изделиями, а изготавливаются для конкретных целей и имеют такие параметры, которые необходимы для осуществления тех или иных преобразований электрических сигналов, токов и напряжений. Функционирование катушек индуктивности основано на взаимодействии тока и магнитного потока. Известно, что при изменении магнитного потока в проводнике, находящемся в магнитном поле, возникает ЭДС, определяемая скоростью изменения магнитного потока. В колебательных контурах приемников радиолюбители обычно используют как готовые, так и самодельные катушки самых различных конструкций. Для намотки катушек кроме проводов марок ПЭВ, ПЭЛ, используют обмоточные провода таких марок: ПВО — провод в хлопчатобумажной одинарной оплетке; ШЛО — провод в шелковой одинарной оплетке; ПШД — то же в двойной оплетке; ПЭЛШО — провод в эмалевой лако — стойкой изоляции и шелковой одинарной оплетке. Многие катушки промышленных приборов намотаны так называемым литцендратом — проводом в эмалевой изоляции, которые скручены жгутом и все вместе имеют одинарную или двойную шелковую оплетку. Такой провод, если надо, можно самому свить с помощью дрели. Практически для контурных катушек самодельных приемников пригоден провод любой марки, лишь бы надежна была его изоляция, но не слишком толстый, иначе катушка получается громоздкой. Катушки, предназначенные для приема радиовещательных станций средневолнового и длинноволнового диапазонов, наматывают обычно проводом диаметром от 0,1 до 0,3 мм, коротковолновые — проводом 0,8-1 мм, ультракоротковолновые — проводом до 3 мм. Существует правило, которое надо запомнить: чем короче длина радиоволн, на которые рассчитывается катушка, тем более толстым проводом она должна быть намотана. Если имеется провод, диаметр которого неизвестен, его можно приближенно определить так: намотайте провод виток к витку на карандаш, а затем разделите длину намотки на число витков. Точность определения диаметра провода таким способом будет тем выше, чем больше намотано витков. Если нет провода того диаметра, который рекомендуется, но есть другой, близкого к нему диаметра, обычно его можно использовать. Так, например, вместо провода диаметром 0,18 мм можно использовать провод диаметром 0,15 или 0,2 мм. В зависимости от размеров каркасов и диапазона принимаемых радиоволн катушки содержат от нескольких витков до нескольких сотен витков. Чем длиннее радиоволны и чем меньше диаметр катушки, тем больше витков она должна содержать. Для детекторных (устройство и принцип работы детекторного приемника будет рассмотрен позже) приемников иногда рекомендуют однослойные катушки, намотанные на больших каркасах сравнительно толстым проводом. И это не случайно, в таких катушках меньше потерь высокочастотной энергии. А чем меньше этих потерь, тем лучше работает приемник. Катушки транзисторных и ламповых приемников чаще всего наматывают на каркасах сравнительно небольших размеров и более тонким, чем катушки детекторных приемников, проводом. При этом провод в длинноволновых катушках укладывают в несколько слоев. Это — многослойные катушки. Они компактнее однослойных. Потери высокочастотной энергии в таких катушках несколько больше, чем в катушках больших размеров, но они компенсируются введением в катушки высокочастотных сердечников, усилительными свойствами транзисторов, радиоламп. Многослойные катушки контуров многих промышленных приемников наматывают особым способом, носящим наименование «универсаль». При такой намотке, имеющей должное взаимное пересечение витков, уменьшается внутренняя (межвитковая) емкость катушки, что увеличивает перекрытие контуром диапазона частот. Радиолюбители подобные катушки наматывают на бумажных или картонных шпульках «внавал», умышленно не укладывая провод ровными рядами. При такой намотке внутренняя емкость катушки также относительно невелика. Для примера расскажу, как изготовить контурную катушку подобной конструкции, которую можно использовать для наиболее простого транзисторного или лампового радиоприемника — (рис. 1). Каркасом служит картонная трубка 18 — 20 мм. в диаметре, склеинная из плотной бумаги. Сама же катушка состоит из двух секций: L2 — основной и L1 — подстроечной. Бортики секции L2 — картонные кружки, надетые на каркас и приклеенные к нему. Наружный диаметр кружков 32 — 35 мм, внутренний — по диаметру каркаса, расстояние между ними 4 — 5 мм. Секция L1 намотана на шпульке, которая с небольшим трением может перемещаться по каркасу.

Рис. 1 Контурная катушка с подстроечной секцией.

Шпулька для нее делается так. Нужно обернуть каркас полоской плотной бумаги шириной 6 — 8 мм. Поверх полоски на каркас насаживаются картонные кружки, расположив их на растоянии 2 — 3 мм друг от друга. Не сдвигая кружков, их приклеивают к бумажному кольцу. Когда клей высохнет, осторожно обрезают выступающие наружу края бумажного кольца — получится шпулька. Для секций катушки подойдет провод диаметром 0,2 — 0,3 мм. с любой изоляцией. Секция L1 должна содержать 40 — 50 витков, намотанных внавал, а секция L2 — 250 — 260 витков, намотанных таким же способом, но с отводами от 50 — го и 150 — го витков. Отводы нужны для грубой настройки контура, в котором катушки будут работать. Выводы и отводы выпускайте наружу через проколы в картонных бортиках. Конец секции L1 соедини с началом секции L2. Индуктивность такой катушки зависит от взаимного расположения ее секций. Если витки обеих секций направлены в одну сторону и секция L1 вплотную придвинута к секции L2, индуктивность катушки наибольшая. В этом случае контур будет настроен на наименьшую частоту (наибольшую длину волны). По мере отдаления секции L1 от L2 общая индуктивность катушки станет уменьшаться, а приемник будет перестраиваться на большую частоту (более короткую волну). Секцию L1 можно снять с каркаса, перевернуть и надеть на каркас другой стороной. Теперь витки Секций катушки будут направлены в разные стороны, и если сближать их, то индуктивность катушки будет плавно уменьшаться, а контур настраиваться на станции, работающие на волнах меньшей длины. Таким образом, эта конструкция представляет собой простейший вариометр — катушку с переменной индуктивностью. Грубая настройка контура осуществляется переключением отводов секции а точная — изменением расстояния и расположения витков секции L1 относительно витков секции L2. Настроив контур на радиостанцию, можно шпульку секции L1 приклеить к каркасу — получится приемник с фиксированной настройкой на одну радиостанцию. Катушки подобных конструкций хороши тем, что они просты. Однако предпочтительнее катушки с высокочастотными сердечниками. Сердечник, повышающий добротность катушки и тем самым снижающий потери в ней, позволяет значительно уменьшить число витков и размеры катушки. А если сердечник подстроечный, т. е. может перемещаться внутри катушки, то он, кроме того, позволяет в некоторых пределах изменять индуктивность катушки и, таким образом, настраивать контур на нужную частоту. Самые распространенные магнитные высокочастотные сердечники — ферритовые и карбонильные. Их выполняют в виде стержней, колец, чашек. Одна из возможных конструкций самодельной секционированной катушки с подстроечным сердечником диаметром 9 мм показана на (рис. 2). Увеличение индуктивности катушки достигается ввертыванием сердечника в ее каркас, а уменьшение — вывертыванием его. Каркас для такой катушки склеивается из полоски плотной бумаги шириной 40 мм на круглой болванке, стеклянной трубке или пробирке диаметром 9,5 — 10 мм. На расстоянии 6 — 7 мм от верхнего края готового и хорошо высушенного каркаса острым ножом прорезается в нем с двух противоположных сторон прямоугольные отверстия. В местах вырезов каркас обматывается в один слой толстой ниткой; ее витки будут выполнять роль нарезки для ввертывания сердечника. Щечки катушки вырезаются из тонкого гетинакса, текстолита или плотного картона толщиной 0,3 — 0,5 мм., насаживаются на каркас и приклеиваются к нему. Катушка наматывается внавал проводом ПЭВ — 1 0,12 — 0,18 мм. Если катушка средневолновая, то она должна содержать всего 135 витков (три секции по 45 витков), а длинноволновая — 450 витков (три секции по 150 витков).

Рис. 2 Самодельная катушка с подстроечным сердечником. Рис.3 Средневолновая (а) и длиноволновая (б) катушки с ферритовым стержнем.

Сначала между двумя верхними щечками наматывается первая секция, переводится провод на участок между средними щечками и наматывается вторая секция, потом между нижними щечками наматывается третья секция. Выводы катушки пропускаются через проколы в щечках. Крепить такую катушку на панели приемника можно с помощью фанерного кольца, приклеенного к панели, или вклейкой нижнего конца каркаса в отверстие в панели. Катушку колебательного контура можно намотать на бумажной гильзе и насадить ее на отрезок ферритового стержня марки 400НН или 600НН диаметром 8 и длиной 25 — 30 мм (рис. 3). Для приема радиостанций средневолнового диапазона она должна содержать 70 — 80 витков провода ПЭВ — 1 0,12 — 0,2 мм, намотанных в один ряд, а для радиостанции длинноволнового диапазона — 225 — 250 витков такого же провода, но намотанных четырьмя — пятью секциями по 45 — 50 витков в каждой секции. Наибольшая индуктивность такой катушки будет тогда, когда она находится на середине ферритового стержня. По мере перемещения к одному из концов стержня индуктивность катушки уменьшается. Таким образом, перемещая катушку по стержню, можно подстраивать контур на необходимую частоту наиболее длинноволнового участка диапазона.

Рис. 4 Каркасы с ферритовыми кольцами и подстроечными стержневыми сердечниками.

Во многих промышленных приемниках используются катушки, намотанные на унифицированных (стандартных) пластмассовых секционированных каркасах с ферритовыми кольцами и стержневыми подстроечными сердечниками (рис. 4, а). Катушка, намотанная на таком каркасе, оказывается между двумя ферритовыми кольцами, увеличивающими ее индуктивность. Стержневой сердечник, скрепленный с резьбовым цилиндриком, можно ввертывать отверткой (отвертка должна быть из немагнитного материала) на разную глубину внутрь каркаса и тем самым подстраивать индуктивность катушки. Аналогичный самодельный каркас, который может быть использован для катушек различного назначения, показан на (рис. 4, б). Для изготовления его нужны два кольца из феррита марки 600НН с внешним диаметром 8 — 9 и внутренним 3 — 3,5 мм и стержневой подстроечный сердечник той же марки диаметром 2,7 и длиной 15 мм. Основой каркаса служит бумажная гильза длиной 12 мм и диаметром, равным внутреннему диаметру колец. Кольца приклеиваються клеем БФ — 2 к гильзе на расстоянии 6 мм. Выступающий снизу конец гильзы будет вставлятся в отверстие монтажной платы (или шасси) и приклеиваться к ней. Подстроечный сердечник удерживается внутри каркаса бумажной или матерчатой прокладкой. Число витков и провод для катушки, намотанной на такой каркас, зависит от ее назначения.

Трансформаторы — трансформация переменного тока

Переменный ток выгодно отличается от постоянного тока тем, что он хорошо поддается трансформированию, т.е. преобразованию тока относительно высокого напряжения в ток более низкого напряжения, или наоборот. Трансформаторы позволяют передавать переменный ток по проводам на большие расстояния с малыми потерями энергии. Для этого переменное напряжение, вырабатываемое на электростанциях генераторами, с помощью трансформаторов повышают до напряжения в несколько сотен тысяч вольт и «посылают» по линиям электропередачи (ЛЭП) в различных направлениях. С повышением напряжения уменьшается сила тока в ЛЭП при одной и той же передаваемой мощности, что и приводит к снижению потерь и позволяет применять провода меньшего сечения. В городах и селах на расстоянии сотен и тысяч километров от электростанций это напряжение понижают трансформаторами до более низкого, которым и питают лампочки освещения, электродвигатели и другие электрические приборы. Трансформаторы широко применяют и в радиотехнике. Схематическое устройство простейшего трансформатора показано на (рис. 5). Он состоит из двух катушек из изолированного провода, называемых обмотками, насаженных на магнитопровод, собранный из пластин специальной, так называемой трансформаторной стали. Обмотки трансформатора изображают на схемах так же, как катушки индуктивности, а магнитопровод — линией между ними. Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток, текущий по одной из обмоток трансформатора, создает вокруг нее и в магнитопроводе переменное магнитное поле. Это поле пересекает витки другой обмотки трансформатора, индуцируя в ней переменное напряжение той же частоты. Если к этой обмотке подключить какую — либо нагрузку, например лампу накаливания, то в получившейся замкнутой цепи потечет переменный ток — лампа станет гореть. Обмотку, к которой подводится переменное напряжение, предназначаемое для трансформирования, называют первичной, а обмотку, в которой индуцируется переменное напряжение — вторичной.

Рис. 5 Трансформатор с магнитопроводом из стали: а — усторйство в упрощенном виде; б — схематическое изображение.

Напряжение, которое получается на концах вторичной обмотки, зависит от соотношения чисел витков в обмотках. При одинаковом числе витков напряжение на вторичной обмотке приблизительно равно напряжению, подведенному к первичной обмотке. Если вторичная обмотка трансформатора содержит меньшее число витков, чем первичная, то и напряжение ее меньше, чем напряжение, подводимое к первичной обмотке. И наоборот, если вторичная обмотка содержит больше витков, чем первичная, то развиваемое в ней напряжение будет больше напряжения, подводимого к первичной обмотке. В первом случае трансформатор будет понижать, во втором повышать переменное напряжение. Напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, можно довольно точно подсчитать по отношению чисел витков обмоток трансформатора: во сколько раз она имеет большее (или меньшее) число витков по сравнению с числом витков первичной обмотки, во столько же раз напряжение на ней будет больше (или меньше) по сравнению с напряжением, подводимым к первичной обмотке. Так, например, если одна обмотка трансформатора имеет 1000 витков, а вторая 2000 витков, то, включив первую обмотку в сеть переменного тока с напряжением 220 В, мы получим во второй обмотке напряжение 440 В — это повышающий трансформатор. Если же напряжение 220 В подвести к обмотке, имеющей 2000 витков, то в обмотке, содержащей 1000 витков, мы получим напряжение 220 В — это понижающий трансформатор. Обмотка, имеющая 2000 витков, в первом случае будет вторичной, а во втором случае — первичной. Но, пользуясь трансформатором, вы не должны забывать о том, что мощность тока (P = UI), которую можно получить в цепи вторичной обмотки, никогда не превышает мощности тока первичной обмотки. Это значит, что получить от вторичной обмотки одну и ту же мощность можно, повышая напряжение и уменьшая ток, либо потребляя от нее пониженное напряжение при увеличенном токе. Следовательно, повышая напряжение мы проигрываем в значении тока, а выигрывая в значении тока, обязательно проигрываем в напряжении. Для питания радиоаппаратуры от сети переменного тока часто используют трансформаторы с несколькими вторичными обмотками с различным числом витков (рис. 6).

Рис. 6 Примеры промышленных трансформаторов.

С помощью таких трансформаторов, называемых сетевыми, или трансформаторами питания, получают несколько напряжений, питающих разные цепи. Наибольшая мощность тока, которая может быть трансформирована, зависит от размера магнитопровода трансформатора и диаметра провода, из которого выполнены обмотки. Чём больше объем магнитопровода, тем большая мощность может быть трансформирована. Практически же в трансформаторе всегда бесполезно теряется часть мощности. Поэтому мощность в цепи вторичной обмотки (или сумма мощностей, получаемых от всех вторичных обмоток) всегда несколько меньше мощности, потребляемой первичной обмоткой. Нужно запомнить: трансформаторы постоянный ток не трансформируют. Если, однако, в первичной обмотке трансформатора течет пульсирующий ток, то во вторичной обмотке будет индуцироваться переменное напряжение, частота которого равна частоте пульсаций тока в первичной обмотке. Это свойство трансформатора используется для индуктивной связи между разными цепями, разделения пульсирующего тока на его составляющие и ряда других целей, о которых разговор будет впереди. Все трансформаторы со стальными магнитопроводами и магнитопроводами из железоникелевых сплавов (пермаллоя) называют низкочастотными трансформаторами, так как они пригодны только для преобразования переменного напряжения низкочастотного диапазона. На схемах низкочастотные трансформаторы обозначают буквой Т, а их обмотки — римскими цифрами. Принцип действия высокочастотных трансформаторов, предназначаемых дня трансформации колебаний высокой частоты, также основан на электромагнитной индукции. Они могут быть как с сердечниками, так и без сердечников. Их обмотки (катушки) располагают на одном или разных каркасах, но обязательно близко одну к другой (рис. 7). При появлении тока высокой частоты в одной из катушек вокруг нее возникает переменное магнитное поле, которое индуцирует во второй катушке напряжение такой же частоты. Как и в низкочастотных трансформаторах, напряжение во вторичной катушке зависит от соотношения чисел витков в катушках.

Рис. 7 Высокочастотные трансформаторы без сердечников (слева — катушки трансформатора с общим каркасом; справа — катушки трансформатора на отдельных каркасах; в центре — обозначение на схемах). Рис. 8 Высокочастотные трансформаторы с магнитодиэлектрическими сердечниками (слева со — стержневым, справа с кольцевым (тороидальным) сердечником).

Для усиления связи между катушками в высокочастотных трансформаторах используют сердечники в виде стержней или колец (рис. 8), представляющие собой спрессованную массу из неметаллических материалов. Их называют магнитодиэлектрическими или высокочастотными сердечниками. Наиболее распространены ферритовые сердечники. Ферритовый сердечник не только усиливает связь между катушками, но и повышает их индуктивность, поэтому они могут иметь меньше витков по сравнению с катушками трансформатора без сердечника. Магнитодиэлектрический сердечник высокочастотного трансформатора не зависимо от его конструкции и формы обозначают на схемах так же, как магнитопровод низкочастотного трансформатора, — прямой линией между катушками, а обмотки, как и катушки индуктивности, — латинскими буквами (L).

Практическая работа
Как я говорил в предисловии к уроку, займемся конструированием универсального радиолюбительского блока питания.

В первую очередь определимся со схемой. Естественно за ней далеко ходить не нужно, она находится в разделе Источники питания этого сайта, которая так и называется «Простой регулируемый блок питания». Там же и его подробное описание с возможной заменой применяемых радиоэлементов. Затруднений при его изготовлении у вас не должно возникнуть, т. к. все то, из чего состоит схема представленного БП нам по предыдущим урокам хорошо знакомо и изучено, я надеюсь. Принципы работы отдельных его узлов мы тоже рассматривали. Единственное что здесь может вызвать затруднение в понимании, это усилительный каскад, собранный на транзисторах VT2 и VT3. Пока принимайте это как должное, подобные схемы и примеры в дальнейшем мы будем рассматривать и тогда к вам придет миг озарения. Здесь главное при монтаже не допустить ошибок. По поводу монтажа: — вообще всю эту конструкцию можно смонтировать не на печатной плате как предлагается, (хотя это идеальный вариант) а на кусочке плотного картона (пресшпанте), при условии, что вы будете эксплуатировать его в домашних условиях, т. е. в условиях с нормальной влажностью. Делается это просто. Размещаются все радиоэлементы на картонке определенного размера (который зависит от габаритов применяемых радиодеталей и будущего корпуса), кроме трансформатора и выходного транзистора VT3, т. к. трансформатор крепится отдельно к шасси корпуса, а транзистор на радиаторе (дюралевая пластина). Радиатор транзистора VT3 должен быть изолирован от корпуса, если он металлический. Далее в местах выводов радиоэлементов с помощью тонкого шила прокалываются отверстия в которые вставляются выводы радиоэлементов. После того как вставили деталь в отверстие выводы нужно разогнуть в стороны, чтобы деталь не выпадала из отверстий при дальнейших манипуляциях с т. н. платой. После этого остается с помощью проводников с обратной стороны нашей картонки (со стороны загнутых выводов) распаять все радиодетали в соответствии со схемой. Отдельно остановлюсь на трансформаторе и микроамперметре: в этом блоке питания можно применить любой трансформатор мощностью от 20 до 60 Вт., с переменным напряжением на вторичной обмотке от 12 до 14 В. Например; очень хорошо для данной конструкции подходит ТВК 110 — трансформатор кадровой развертки от старых, ламповых черно — белых телевизоров. Для ориентира см. (рис. 9, 10).

Рис. 9 Вид сверху. Рис. 10 Вид сбоку.

Микроамперметр; который применяется здесь в качестве вольтметра, можно выдрать из любого старого бобинного магнитофона или ему подобных, который там применяется в качестве индикатора уровня сигнала, с любым током отклонения, потому как с помощью добавочного резистора R6 (подбирается экспериментально, в зависимости от используемого микроамперметра) мы сможем отрегулировать границы показания максимального предела измеряемого напряжения. И еще, у вас конечно возникнут затруднения с проверкой и контролем выходного напряжения, потому как мы еще не изучали основные приемы работы с такими измерительными приборами как вольтметр, амперметр и омметр. Можно пойти и более простым путем, отказавшись от микроамперметра и просто зделать контрольные надписи напротив метки регулятора напряжения.Приступайте и помните что на первичной обмотке трансформатора будет находиться переменное напряжение в 220 В, КОТОРОЕ ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!

 

Переходим к следующему уроку !

Можно ли намотать две вторички трансформатора разными проводами?

Если вы не понижаете сечение провода, То можно .

Не критично. Если тока хватит при 1мм, то хватит и при 1.3 )) Общей мощности-то хватает?

Во-первых, не кабель, а провод. А во вторых, по барабану сечение, лишь бы обмотка поместилась и наименьшее сечение провода соответствовала допустимым потерям при нагрузке на его активном сопротивлении..

а нагрузка какая?

Можно, если сила тока при максимальной нагрузке не превысит ток для наименьшего сечения.

В чем мудрость фразы «ничего нет более временного, чем постоянное»? Смысл заключается в том, что нельзя откладывать жизнь на потом. Жить нужно реальностью сегодняшнего дня, находя в этом радость удовлетворения. Любую работу делать нужно на совесть, чтобы впоследствии не было стыдно, не пришлось ее переделывать и тратить на это вновь силы и время.

Сила тока зависит от величины сопротивления нагрузки, так что мотай… С количеством витков не промахнись, это главное.

Мотают тремя и даже четырьмя проводами разного диаметра

Максимальная сила тока будет определяться самым тонким проводом, мотать разными по диаметру (не путайте сечение и диаметр провода, диаметр в мм, сечение в квадратных мм) можно, но при этом нужно просто учитывать выше написанное про максимальный ток.

Какой ток будет потреблять твой УНЧ? При мощности транса 60 вт и напряжении одной обмотки 17в транс может выдать макс ток 3,5 А. Таких обмотки две, значит, ток делим пополам, 1,75А на каждую обмотку. С учетом запаса пусть будет 1,5А. 1,5Ах2х17=51 ватт. Это мощность, которая будет забираться от трансформатора. В принципе, нормально, греться сильно не должен. Для тока 1, 5 А диаметр провода 1 мм — это даже много, можно взять 0,8 или даже меньше. Если ты намотаешь или домотаешь диаметром 1,3 мм, это ни на что не повлияет, лишь бы вся обмотка вошла на катушку.

Судя по «совдеповский» и «кабель» вам не приходилось раньше заниматься подобными вещами. Что надо учесть: 1. Суммарное сечение провода первой обмотки должно быть равно (или очень близко) к суммарному сечению провода второй. Это даст равномерное распределение мощности. 2. Суммарное сечение провода определяет максимальный ток, который обмотка может дать. Надо знать мощность усилителя, его КПД — это даст диаметр провода. 3. Мотать обмотку двумя проводами, один из которых тоньше другого — нельзя. Будет разбаланс и одна из обмоток накроется медным тазом. 4. Не забывайте об изоляции. Прокладки между сетевой и каждой из обмоток.

Это не критично, но я бы так делать не стал.

Можно, главное чтобы хватало сечения провода по току для усилителя, а запас не мешает….

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *