pomůže určit známý vztah pro síťové transformátory:Z výprodejního materiálu získáváme transformátory nebo tlumivky, dobře použitelné v jiných konstrukcích. Některé mají na cívce štítek s údajem odporu, počtu závitů, průměru a isolace drátu; tím jsou určeny, až na ev. vzduchovou mezeru, již snadno zjistíme vynětím jednoho plechu. Jiné transformátory mají jenom typové označení, a chceme-li jich použít, musíme je vyšetřit. Není to úkol pro každého snadný; následující návod přispěje k ujasnění.
Hledáme v podstatě: zapojení jednotlivých vinutí, jejich počty závitů a sílu drátu, a výkon, resp. proudovou zatižitelnost. Vhodné napětí na vinutích při použití jako síťových transformátorů vyplývá z průřezu jádra a počtu závitů.
a současně jejich odpor, zjistíme nejsnáze ohmmetrem. Hodí se k tomu kombinovaný napěťový a proudový ohmmetr (viz přílohu časopisu Elektronik t. 1. Měřicí methody a přístroje pro radiotechniku, obrázek 141), který dovoluje změřit odpory mezi 10 ohmy a 10 kiloohmy, a odhadnout hodnoty aspoň o řád menší, jaké se v transformátorových vinutích mohou vyskytnout. U vinutí s odporem ještě menším obyčejně postačí změřit průměr drátu, který je v takovém případě vyveden až na svorky, a je tedy snadno přístupný. Na základě toho můžeme nakreslit schéma transformátoru, tak jak se kreslí v zapojeních přístrojů, a můžeme už také zhruba posoudit použitelnost: součástka s jediným vinutím zastane tlumivku, dvojí vinutí může být vazební nebo výstupní transformátor, vinutí s odbočkou autotransformátor, více vinutí transformátor síťový.
jednotlivých vinutí odvinutím a spočítáním je vhodné jen tam, kde
máme
mnoho transformátorů téhož druhu, a chceme je vyšetřit důkladně. Přitom
změříme i průměr drátu, a posoudíme sled vinutí a isolaci mezi nimi.
Jde-li o jediný transformátor a chceme-li jej zachovat, postupujeme
takto.
Přes cívku transformátoru navineme provlékáním 10 závitů drátu, síly 0,3 až 0,6 mm, pokud lze tak, abychom neporušili jeho isolaci a nevytvořili zkrat mezi přivinutými závity. U většiny transformátorů je malá skulina mezi cívkou a plášťovými částmi jádra, kam poměrně tenký drát snadno zavlékneme. Na vinutí s největším odporem připojíme zkusmo napětí z pomocného transformátoru, které můžeme měnit; na pomocné vinutí připojíme voltmetr, který je s to měřit napětí 1 volt, nebo méně. Pak nastavujeme napětí z pomocného transformátoru, až voltmetr připojený k přivinutým 10 závitům, ukáže nějakou dobře měřitelnou, ale pokud lze malou hodnotu napětí; 0,5 V vyhoví i pro malé transformátory s průřezem jádra 2 cm2, a všechny větší transformátory snesou (aspoň po několik minut) měření při 1 voltu *1.
Podle známých zásad udává napětí, jehož je na neznámém vinutí zapotřebí, aby na pomocném s 10 závity vznikl 1 volt, desetinu počtu závitů neznámého vinutí. Platí to s dostatečnou přibližností; zjistíme-li, že musíme napájet vinutí 120 volty, aby na 10 závitech byl 1 volt, má napájené vinutí 120 x 10 = 1200 závitů. Někdy nemůžeme napájecí napětí regulovat dostatečně jemně, takže nemůžeme nařídit na pomocném vinutí přesně 1 volt, nýbrž nějaké napětí blízké, které označme e voltů. Je-li přitom napětí napájecí E voltů, je počet závitů napájeného vinutí
N = 10 E : e
Napájíme-li na př. ze sítě: 120 V = E, a na 10 závitech najdeme 0,67 V = e, je počet závitů
10 x 120 : 0,67 = 1790 závitů.
Počty závitů ostatních vinutí bylo by lze hledat stejně, lepší je však použít nadále za kontrolní vinutí ono, které jsme právě změřili, a budit je okrouhlou hodnotou napětí, blízkou prve použité, kterou zase označme E. Voltmetrem se spotřebou pokud lze malou, tedy nikoli elektromagnetickým, nýbrž s usměrňovačem s otočnou cívkou (DUs, a pod.), měříme napětí na ostatních vinutích, která značme E1, E2 atd. Počty závitů vypočítáme z hodnot daných a změřených:
N1 = N . E1 : E
a podobně pro ostatní vinutí. To všecko plyne ze známé úměrnosti mezi počty závitů a napětím u transformátorů s uzavřeným jádrem:
N1 : N = E1 : E
Z tohoto výsledku můžeme také vypočítat převody mezi vinutími jakožto poměr jejich počtu závitů, a odtud už snadno odhadneme použitelnost transformátoru.
Abychom nalezli proudovou zatižitelnost a výkon, potřebujeme předně průměr drátu. K tomu snadno dospějeme tak, že na transformátoru odměříme délku středního závitu, vypočítáme délku drátu příslušného vinutí násobením prve zjištěného počtu závitů délkou středního závitu. Touto hodnotou, kterou vyjádříme ve stovkách metrů, dělíme odpor vinutí, změřený na začátku, a dostaneme odpor drátu příslušného vinutí na 100 metrů. Z tabulek měděného drátu pak snadno najdeme, jaký průměr drátu má právě zjištěnou hodnotu odporu 100 m, a podle toho poznáme průměr. Chceme-li dále vědět, kolik ampérů smí vinutím protékat, použijeme přibližného vztahu I = 2d2, kde I je proud v ampérech a d je průměr měděného drátu v mm.
za běžného předpokladu, že magnetická indukce v jádru má být při 50 c/s 10000 gaussů (1 T) *2, najdeme takto. Změříme na jádru průřez sloupku, t. j. kolmý průřez železa uvnitř cívky, a označme jej q cm2. Stálé číslo 45 dělíme tímto q, a vyjde počet závitů na jeden volt. Dělíme-li tímto číslem počty závitů jednotlivých vinutí, dojdeme k napětí, jaká maximálně na nich můžeme mít. Na př. střední sloupek transformátorku má rozměry 1,6 x 2,4 cm = 3,84 cm2. Dále 45 : 3,84 = 11,7 závitů na 1 V. Vinutí má 2500 závitů, napětí na něm 2500 : 11,7 = 214 V. Podobně najdeme napětí na ostatních vinutích. Při použití za transformátor síťový musíme počítat s tím, že na vinutí primárním bude napětí větší asi o 5 %, naopak na sekundárním dostaneme asi 5 % méně, než kolik udávají výpočty závitů a závity na volt; t. j. vinou úbytků na spádu v odporech vinutí. Rozumí se, že můžeme volit napětí menší než kolik určuje předchozí výpočet; tím úměrně zmenšujeme sycení (indukci v železe).
pomůže určit známý vztah pro síťové transformátory:
Výkon (watt) = 0,6 x plocha okénka x průřez jádra (cm2),
Okénko (viz Fo na obrázku), je výřez v jádru, určený pro vinutí, u jádra plášťového jen jeden z obou stejných, u jádra které tvoří jednoduchý rámec, celá plocha uvnitř rámce. O průřezu jádra byla již řeč, obé se do vzorce dosazuje v cm2. *2 Změříme-li tedy na transformátoru jádro 1,6 x 2,4 cm = 3,84 cm2 a má-li okénko 0,8 x 2,4 cm = 1,92 cm2, je součin obou 3,84 x 1,92 = 7,37, a výkon celého transformátoru může být nejvýš asi 0,6 x 7,87 = 4,4 W.
Příklad udává použitelnost např. pro malý žhavicí transformátor.
Tlumivky mají jen jediné vinutí. Zjistíme-li předchozím postupem počet závitů a sílu drátu, můžeme také vypočítat přípustný proud a z něho, a z Hannaova diagramu jak indukčnost, tak mezeru, kterou v jádru musíme udělat, abychom dosáhli žádané indukčnosti při vypočteném ss proudu. Zmíněný diagram je otištěn ve Fysikálních základech radiotechniky, I. díl, VII. vydání. odst. I. 50.
Ing. Lubor Závada
Převzato z časopisu Elektronik 3/1949, str. 56. Nascannoval a do html formátu upravil Ing. Petr Jeníček. Stránka byla naposledy změněna 20. 11. 2004.