Trasformatore step-down 220 per 12 volt: tipologie e utilizzi, come scegliere e realizzare a mano
Tra i dispositivi elettrici per la conversione dell'energia elettrica, i trasformatori sono l'elemento strutturale più famoso e diffuso. I modelli di alimentazione sono utilizzati nelle reti elettriche di varie tensioni e i modelli a bassa potenza sono utilizzati nei circuiti di controllo e commutazione, nonché nelle reti a bassa corrente e per il collegamento di varie apparecchiature elettroniche. Un trasformatore step-down da 220 12 Volt: a cosa serve e come sono organizzati i vari tipi, come collegarlo e controllarlo e anche farlo da soli: questo è l'argomento di questo articolo su homemasterok.desigusxpro.com/it/.
Il contenuto dell'articolo
- 1 A cosa serve un trasformatore step-down da 220 a 12 volt?
- 2 Classificazione e tipologie
- 3 Dispositivo e principio di funzionamento
- 4 Principali caratteristiche tecniche
- 5 Come scegliere un trasformatore per un lampadario
- 6 Come collegare un trasformatore step-down
- 7 Come controllare un trasformatore step-down
- 8 Realizzare un trasformatore step-down da 220 a 12 volt con le tue mani
- 9 Quanto e dove acquistare un trasformatore step-down da 220/12 Volt - panoramica dei prezzi
- 10 Video: trasformatore step-down: come scegliere e collegare
A cosa serve un trasformatore step-down da 220 a 12 volt?
Lo scopo principale di un trasformatore step-down è convertire una tensione primaria di 220 Volt in una tensione secondaria di 12 Volt, che viene utilizzata per:
- collegamento di sorgenti luminosefunzionante a una tensione di 12 volt (lampade e strisce LED, lampade ad incandescenza e sorgenti luminose alogene, nonché altri dispositivi di illuminazione);
- realizzare una rete elettrica in locali dove, secondo le norme di sicurezza, non è possibile utilizzare la tensione di una rete elettrica domestica (220/380 Volt);
- collegamento di sistemi a bassa corrente (CCTV, allarme, ecc.) funzionanti a bassa tensione CC.
Classificazione e tipologie
I trasformatori step-down sono classificati in base a diversi parametri:
- in base alla progettazione - elettromagnetico e pulsato;
- per caratteristiche tecniche - potenza elettrica, massima consentita per il collegamento del carico;
- per tipo di esecuzione - aperto o riposto in una custodia protettiva;
- per tipo di utilizzo - domestico e industriale.
La differenza più evidente che determina la possibilità di utilizzare e applicare trasformatori step-down con una tensione di 220/12 Volt è il loro design.
Modelli toroidali (elettromagnetici)
Un trasformatore toroidale (elettromagnetico) da 220 a 12 Volt è una versione classica di tali dispositivi. Il design dei modelli elettromagnetici è un'anima realizzata con tipi speciali di acciaio, su cui sono avvolti gli avvolgimenti primario e secondario. La trasformazione dell'energia elettrica avviene a causa della forza elettromagnetica generata nel corpo del nucleo.
I vantaggi del design sono:
- affidabilità;
- una varietà di modelli con differenti caratteristiche tecniche e tipologie di esecuzione;
- costo relativamente basso.
Gli svantaggi includono:
- peso elevato;
- sensibilità a sbalzi di tensione nella rete di alimentazione.
Modelli elettronici (a impulsi)
I modelli a impulsi sono assemblati da componenti elettronici, il che espande in modo significativo le capacità di questo tipo di trasformatore step-down.
I vantaggi dei dispositivi elettronici sono:
- ingombri ridotti e peso contenuto;
- resistenza alle cadute di tensione nella rete di alimentazione;
- stabilità dei valori di tensione all'uscita del dispositivo;
- avvio regolare all'accensione e indicatori di fattore di potenza elevato.
Il design di questo tipo si basa su un nucleo di ferrite con un avvolgimento elettrico realizzato su di esso, oltre a transistor, diodi e altri componenti elettronici.
Dispositivo e principio di funzionamento
I modelli elettronici ed elettromagnetici dei trasformatori differiscono sia nel loro design che nel principio di funzionamento, quindi dovrebbero essere considerati separatamente:
- Trasformatore elettromagnetico.
Come già scritto sopra, la base di questo progetto è un nucleo toroidale in acciaio elettrico, sul quale sono avvolti gli avvolgimenti primario e secondario. Non c'è contatto elettrico tra gli avvolgimenti, la connessione tra di essi viene effettuata mediante un campo elettromagnetico, la cui azione è dovuta al fenomeno dell'induzione elettromagnetica. Lo schema di un trasformatore elettromagnetico step-down è mostrato nella figura seguente, dove:
- l'avvolgimento primario è collegato ad una rete a 220 Volt (U1 sul diagramma) e in esso scorre una corrente elettrica "i1»;
- quando la tensione viene applicata all'avvolgimento primario, nel nucleo si forma una forza elettromotrice (EMF);
- L'EMF crea una potenziale differenza sull'avvolgimento secondario (U2 sullo schema) e di conseguenza - la presenza di una corrente elettrica "i2»Con un carico collegato (Zn sul diagramma).
Il valore impostato della tensione sull'avvolgimento secondario viene creato avvolgendo un certo numero di spire di filo sul nucleo del dispositivo.
- Trasformatore elettronico.
La progettazione di tali modelli prevede la presenza di componenti elettronici attraverso i quali viene convertita la tensione. Nello schema sottostante, la tensione di rete è applicata all'ingresso del dispositivo (INPUT), dopodiché viene convertita tramite un ponte a diodi in una tensione costante, sulla quale operano i componenti elettronici del dispositivo.
Il trasformatore di controllo è avvolto su un anello di ferrite (avvolgimenti I, II e III), e sono i suoi avvolgimenti che controllano il funzionamento dei transistor e forniscono anche la comunicazione con il trasformatore di uscita, che emette la tensione convertita all'uscita del dispositivo (OUTPUT).Inoltre, il circuito contiene condensatori che forniscono la forma d'onda di uscita della tensione richiesta.
Il circuito sopra di un trasformatore elettronico può essere utilizzato per collegare lampade alogene e altre sorgenti luminose funzionanti a una tensione di 12 volt.
Principali caratteristiche tecniche
Le caratteristiche tecniche determinano le possibilità di utilizzare un trasformatore step-down, nonché le condizioni per il suo funzionamento, che sono espresse nei seguenti indicatori:
- tensione primaria nominale;
- potenza nominale;
- modalità e condizioni d'uso;
- grado di protezione secondo GOST 14254-96;
- materiale del corpo (se presente).
Come scegliere un trasformatore per un lampadario
Lampadario È un tipo di apparecchio a sospensione, il cui design prevede l'installazione di diverse sorgenti luminose (lampade). Se prima c'erano solo lampade a incandescenza come sorgenti luminose installate nei lampadari, la questione della scelta di un trasformatore step-down per tali prodotti di illuminazione non si poneva affatto. Oggi, in connessione con l'introduzione delle tecnologie di risparmio energetico, si stanno diffondendo lampadari dotati di sorgenti luminose ad alta efficienza energetica. In questo caso, la questione della scelta di un trasformatore diventa molto rilevante.
Quando si sceglie un trasformatore step-down progettato per collegare alogeni o Lampade a LED, dovresti prestare attenzione a:
- tensione nominale per la quale sono progettate le sorgenti luminose installate;
- la potenza di tutte le lampade installate previste per il posizionamento in un apparecchio deve corrispondere alla potenza nominale del trasformatore.
Inoltre, quando si sceglie un convertitore di tensione, è necessario prestare attenzione al suo peso e alle dimensioni complessive, che consentono di posizionare il dispositivo nel corpo della lampada (lampadario).
Come collegare un trasformatore step-down
Non dovrebbero esserci problemi con il collegamento di tali apparecchiature, anche per una persona molto lontana dall'ingegneria elettrica. La ragione di ciò è la marcatura applicata alla custodia del trasformatore step-down e che indica a quali terminali devono essere collegati i fili della rete di alimentazione ea quale - il carico. Il filo di fase è collegato al terminale “L” o “220” e il filo zero - a “N” o “0”, che dipende dal tipo di marcatura scelto dal produttore.
Marcatura dei terminali dell'avvolgimento primario e secondario su un trasformatore step-down di tipo elettronico progettato per il collegamento di sorgenti luminose
Come controllare un trasformatore step-down
Per verificare la salute e le prestazioni del trasformatore step-down, sarà necessario multimetro (tester) - un dispositivo di misurazione elettrico combinato. Se non è presente alcun segno sul trasformatore, vengono inizialmente determinate le estremità di entrambi gli avvolgimenti. Per questo, le sonde del tester vengono applicate al cavo terminali (fili) del dispositivo in prova, mentre viene utilizzato il multimetro in modalità di misurazione della resistenza... Quando le estremità degli avvolgimenti sono contrassegnate, si determina quale è primario e quale è secondario. Per questo, vengono studiati i valori delle resistenze negli avvolgimenti, nel primario sarà maggiore, nel secondario - meno.
In presenza di un numero maggiore di avvolgimenti, il lavoro viene eseguito allo stesso modo, con l'unica differenza che diventa necessario chiamare un numero maggiore di conclusioni. Per verificare il funzionamento, viene applicata una tensione all'avvolgimento primario e un carico è collegato al secondario sotto forma di una sorgente di luce della classe di tensione corrispondente.
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Nella pubblicazione considereremo come usare correttamente un multimetrocome è organizzato il dispositivo, il principio di funzionamento, quali varietà esistono, le raccomandazioni degli specialisti.
Realizzare un trasformatore step-down da 220 a 12 volt con le tue mani
Attualmente è possibile trovare in vendita qualsiasi trasformatore step-down che soddisfi tutti i requisiti per questo tipo di dispositivo tecnico. Tuttavia, per le persone che hanno una vena creativa e vogliono fare tutto con le proprie mani, è del tutto possibile assemblare un trasformatore step-down con le proprie mani. Tutto il lavoro sulla produzione indipendente di un tale prodotto può essere suddiviso in più fasi: preparazione, esecuzione del lavoro e controllo delle prestazioni.
Fase preparatoria
A questo punto, dovresti:
- decidere il tipo di dispositivo assemblato: elettromagnetico o elettronico;
- determinare i parametri tecnici necessari per un ulteriore utilizzo: potenza e posizione di installazione, dimensioni e peso consentiti;
- calcolare i parametri dell'avvolgimento primario e secondario, nel caso di fabbricazione di un modello elettromagnetico;
- acquistare i materiali e i componenti necessari.
Nella produzione di un dispositivo elettronico, abilità nel lavorare con saldatore e conoscenza di base dell'elettronica. In questo caso, il circuito del dispositivo viene inizialmente selezionato e, di conseguenza, i componenti elettronici (transistor, condensatori e altri) sono preparati per questo. Nel caso della fabbricazione di un modello elettromagnetico, è necessario prima calcolare gli avvolgimenti del dispositivo assemblato, quindi eseguire tutte le altre operazioni.
Per determinare il numero di giri N1 nell'avvolgimento primario, è necessario utilizzare la formula:
N1 = (40 - 60) / Sdove
- S - sezione del circuito magnetico (nucleo) del trasformatore, misurata in cm2;
- 40–60 È un indicatore (costante) che determina il tipo e la qualità del core.
La sezione del nucleo è determinata in base alle dimensioni geometriche degli spazi vuoti utilizzati: la finestra, la larghezza e lo spessore delle guance del nucleo. La sezione del filo nell'avvolgimento primario deve corrispondere alla corrente che scorrerà in esso durante il funzionamento, che è determinata dalla dimensione del carico collegato, in termini numerici è definita come:
io1 = P / Udove
- io1 - la corrente che scorre nell'avvolgimento primario;
- P - potenza del carico collegato;
- U - tensione sull'avvolgimento primario.
Di conseguenza, conoscendo il valore della corrente che scorre attraverso i fili, è possibile scegliere la loro sezione ammissibile, in conformità con i requisiti regolati dalle Regole di installazione elettrica (PUE). La sezione trasversale del filo per l'avvolgimento secondario viene determinata allo stesso modo.
Il numero di giri in ciascuno degli avvolgimenti è determinato dalla formula:
W = U × (V / 10)dove
- W - il numero di giri nell'avvolgimento;
- U - tensione nell'avvolgimento del trasformatore;
- V - frequenza della corrente elettrica - 50 Hz.
Dopo aver deciso il numero di spire, e quindi le dimensioni del nucleo, nonché la lunghezza e la sezione trasversale richieste del filo in entrambi gli avvolgimenti, è possibile preparare i materiali necessari per eseguire il lavoro:
- filo per entrambi gli avvolgimenti;
- core: è possibile acquistarne uno nuovo o utilizzarlo da apparecchiature usate (TV, radio, ecc.);
- materiali isolanti (nastro, carta e altri).
Inoltre è possibile realizzare una macchina avvolgitrice che faciliti la produzione di avvolgimenti, nel caso della variante in cui gli avvolgimenti sono realizzati sotto forma di spire poste sull'anima.
Esecuzione dei lavori
Quando tutte le misure preparatorie sono state completate, è possibile iniziare la produzione e l'assemblaggio del trasformatore, in questo caso il lavoro viene eseguito come segue:
Controllo funzionale
Quando il trasformatore è assemblato e tutte le sue unità sono fissate e isolate in modo sicuro, è necessario verificarne il funzionamento. Per fare ciò, viene applicata una tensione di 220 volt all'avvolgimento primario e un carico è collegato all'avvolgimento secondario, progettato per funzionare a una tensione di 12 volt.
Se il test ha esito positivo, il prodotto assemblato viene posto in un contenitore preparato o installato in una posizione designata.
Quanto e dove acquistare un trasformatore step-down da 220/12 Volt - panoramica dei prezzi
Il prezzo dei trasformatori da 220 a 12 Volt dipende dalle loro caratteristiche tecniche, dallo scopo e dal grado di protezione, nonché dal luogo di vendita. Questi prodotti possono essere acquistati nei negozi di illuminazione ed elettrici, catene di vendita al dettaglio di varie attrezzature e materiali da costruzione, nonché su Internet.
La tabella seguente mostra il costo di vari modelli di trasformatori step-down venduti tramite Internet, a partire dal II trimestre del 2018.
La disponibilità di vari modelli, diversi per caratteristiche tecniche, dimensioni e condizioni operative, consente di scegliere un trasformatore step-down in base ai requisiti per esso in diverse fasce di prezzo.
Attualmente non è difficile acquistare un convertitore di tensione, l'importante è fare la scelta giusta nella varietà di offerte sul mercato di prodotti elettrici