TRAFO JEDNODUŠE
Jak je všem jistě známo, elektronická zařízení potřebují ke svému provozu nějaký zdroj napětí. Můžou to být třeba suché baterie nebo akumulátorky, ale také – což je nejúspornější – vhodně upravené a usměrněné síťové napětí. Jak toto napětí usměrnit bylo uvedeno ZDE, jak jej upravit na různé pevné hodnoty (stabilizace) jsme si rovněž mohli přečíst ZDE, ZDE a ZDE, ale stále zde ještě zůstával jeden problém, zvaný transformátor, lidově trafo. Jak se dá jednoduše zjistit, jak jej zhotovit? Nuže, začneme.
Základem síťových napájecích zdrojů je zmíněný transformátor, ale ne vždy je vhodný typ dodávající potřebné napětí právě k dispozici. No nevadí, existuje ale možnost buď sehnat vhodné jádro, nebo (a to častěji) libovolný jiný transformátor z vyřazeného zařízení, třeba i spálený, a tento si upravit – převinout na požadované napětí.
Především si musíme uvědomit, že výkon transformátoru nesmí být menší, než výkon odebíraný zátěží ze zdroje. Předpokládejme, že obvod, který budeme transformátorem napájet, bude potřebovat 12 V při proudu 300 mA (0,3 A). To znamená, že potřebný výkon bude
N = U x I = 12 x 0,3 = 3,6 W.
Takže si ponecháme určitou rezervu na ztráty při transformaci a při usměrňování, a budeme uvažovat potřebný výkon 5 W. Další postup návrhu spočívá v určení průřezu jádra transformátoru, viz obrázek:
Průřez jádra je prakticky dán průřezem středního sloupku, tedy výškou jádra (svazku trafoplechů) krát šířkou středního sloupce, vše v centimetrech, tedy S = A x B, kde S je plocha, tedy průřez jádra v cm2. Takže jaký budeme potřebovat pro náš transformátor průřez jádra – použijeme zjednodušený vzoreček S = 1,3 x odmocnina N, takže můžeme počítat
S = 1,3 krát odmocnina 5 = 3 cm2
Takže můžeme třeba použít jádro (svazek trafoplechů) se šířkou středního sloupku 1,5 cm a s celkovou výškou 2 cm.
Přichází další problém – jaký navinout počet závitů. Začíná se tím, že si zjistíme pro dané jádro (vypočtené, nebo nejblíže větší) jaký je počet závitů na 1 Volt, podle vzorečku:
n = 35 / S
kde n je počet závitů na jeden volt, takže n = 35 / 3 = 11,6. A již jsme velice blízko konečnému výsledku, kdy chceme zjistit počet závitů jednotlivých vinutí – tedy pro připojení k síti je to 230 x 11,6 = 2 668 závitů. Pro výpočet sekundárního vinutí budeme volit poněkud vyšší napětí, než jaké jsme uvažovali v zadání. Budeme počítat se ztrátami v transformátoru, s úbytkem napětí při usměrnění a ještě si něco přidáme pro stabilizaci, takže místo původních 12 V budeme počítat s 14 až 15 V. Takže podle známého vzorečku bude sekundární vinutí transformátoru 15 x 11,6 = 174 závitů.
Pro primární vinutí použijeme smaltovaný vodič o průměru 0,12 až 0,15 mm, sekundární vinutí bude vodičem průměru 0,55 až 0,62 mm. Na kostru navineme nejprve primární vinutí, a až nahoru sekundární vinutí. Na kostru navineme nejprve primární vinutí (síťové) a až poté sekundární vinutí. Vinutí ukládáme pěkně v rovině, závit vedle závitu, po zaplnění jedné vrstvy obalíme vinutí slabým papírem a vineme další vrstvu. Mezi primárním a sekundárním vinutím použijeme jako izolaci silnější papír, buď výkresový, nebo prešpán.
Po dokončení vinutí můžeme do kostry naskládat jádro, jednotlivé plechy vkládáme postupně z obou stran, až do úplného zaplnění plochy otvoru v kostře, viz obrázek:
Postup skládání trafoplechů do kostry.
Nakonec stáhneme svazek plechů šrouby v rozích, při nedostatečném stažení dochází k brumu – plechy kmitají v rytmu střídavého proudu.
A ještě jedna verze, jak navinout transformátor, lépe řečeno jeho jednoduchá úprava na požadované napětí. Pokud víme, že starší transformátor, který se nám dostal do ruky, je určen k připojení do sítě 230V, ale sekundární vinutí nedodává námi požadované napětí, je další postup velice jednoduchý. Prostě jej připojíme k síti, změříme sekundární napětí a poznamenáme si jej. Pak vytáhneme postupně všechny plechy jádra, a začneme odvíjet sekundární vinutí (téměř vždy je to horní) a poznamenáme si počet závitů. Příklad: transformátor dával 6 V, a napočítali jsme 60 závitů. Nyní již není nic jednoduššího, než si to vydělit, čímž zjistíme, že na 1 volt připadá 10 závitů. Potřebujeme 14V, vynásobíme 14 krát 10 …… A JE TO.
Ještě pro ilustraci uvádím tabulku vyráběných transformátorových plechů, pro případ, že by jste si je potřebovali koupit.
