Сопротивление первичной обмотки трансформатора 220в. Что собой представляет первичная обмотка трансформатора? Как устроен и как работает трансформатор

Основное назначение трансформатора – это преобразование тока и напряжения. И хотя это устройство выполняет достаточно сложные преобразования, само по себе оно имеет простую конструкцию. Это сердечник, вокруг которого намотано несколько катушек проволоки. Одна из них является вводной (носит название первичная обмотка), другие выходными (вторичные). Электрический ток подается на первичную катушку, где напряжение индуцирует магнитное поле. Последнее во вторичных обмотках образует переменный ток точно такого же напряжения и частоты, как и в обмотке входной. Если количество витков в двух катушках будет разным, то и ток на входе и выходе будет разным. Все достаточно просто. Правда, это устройство нередко выходит из строя, и его дефекты не всегда видны, поэтому у многих потребителей возникает вопрос, как проверить трансформатор мультиметром или другим прибором?

Необходимо отметить, что мультиметр пригодиться и в том случае, если перед вами лежит трансформатор с неизвестными параметрами. Так вот их с помощью этого прибора также можно определить. Поэтому, начиная работать с ним, надо в первую очередь разобраться с обмотками. Для этого придется все концы катушек вытянуть по отдельности и прозвонить их, выискивая тем самым парные соединения. При этом рекомендуется концы пронумеровать, определив, к какой обмотке они относятся.

Самый простой вариант – это четыре конца, по две на каждую катушку. Чаще встречаются устройства, у которых более четырех концов. Может оказаться и так, что некоторые из них «не прозваниваются», но это не значит, что в них произошел обрыв. Это могут оказаться так называемые экранирующие обмотки, которые располагаются между первичными и вторичными, они обычно соединяются с «землей».

Вот почему так важно при прозвонке обращать внимание на сопротивление. У сетевой первичной обмотки оно определяется десятками или сотнями Ом. Обратите внимание, что маленькие трансформаторы обладают большим сопротивлением первичных обмоток. Все дело в большем количестве витков и малом диаметре медной проволоки. Сопротивление вторичных обмоток обычно приближенно к нулю.

Проверка трансформатора

Итак, с помощью мультиметра определены обмотки. Теперь можно переходить непосредственно к вопросу, как проверить трансформатор, используя все тот же прибор. Разговор идет о дефектах. Их обычно два:

обрыв;
износ изоляции, что приводит к замыканию на другую обмотку или на корпус устройства.

Обрыв определить проще простого, то есть, проверяется каждая катушка на сопротивление. Мультиметр выставляется в режим омметра, щупами подключаются к прибору два конца. И если на дисплее показывается отсутствие сопротивления (показаний), то это гарантированно обрыв. Проверка цифровым мультиметром может быть недостоверной в том случае, если тестируется обмотка с большим количеством витков. Все дело в том, что чем больше витков, тем выше индуктивность.

Замыкание проверяется так:

Один щуп мультиметра замыкается на выводной конец обмотки.
Второй щуп попеременно подсоединяется к другим концам.
В случае с замыканием на корпус второй щуп соединяется с корпусом трансформатора.

Есть еще один часто встречаемый дефект – это так называемое межвитковое замыкание. Оно происходит в том случае, если изоляция двух соседних витков изнашивается. Сопротивление в этом случае у проволоки остается, поэтому в месте отсутствия изоляционного лака происходит перегрев. Обычно при этом выделяется запах гари, появляются почернения обмотки, бумаги, вздувается заливка. Мультиметром этот дефект также можно обнаружить. При этом придется узнать из справочника, какое сопротивление должно быть у обмоток данного трансформатора (будем считать, что его марка известна). Сравнивая фактический показатель со справочным, можно точно сказать, есть ли изъян или нет. Если фактический параметр отличается от справочного вполовину или больше, то это прямое подтверждение межвиткового замыкания.

Внимание! Проверяя обмотки трансформатора на сопротивление, не имеет значение, какой щуп к какому концу подсоединять. В данном случае полярность не играет никакой роли.

Измерение тока холостого хода

Если трансформатор после тестирования мультиметром оказался исправным, то специалисты рекомендуют проверить его и на такой параметр, как ток холостого хода. Обычно у исправного устройства он равен 10-15% от номинала. В данном случае под номиналом имеется в виду ток под нагрузкой.

Для примера, трансформатор марки ТПП-281. Входное его напряжение – 220 вольт, и ток холостого хода равен 0,07-0,1 А, то есть не должен превышать сто миллиампер. Перед тем как проверить трансформатор на параметр тока холостого хода, необходимо измерительный прибор перевести в режим амперметра. Обратите внимание, что при подаче электроэнергии на обмотки сила пускового тока может превосходить номинальный в несколько сот раз, поэтому измерительный прибор подключают к тестируемому устройству замкнутым накоротко.

После чего необходимо разомкнуть выводы измерительного прибора, при этом на его дисплее отразятся числа. Это и есть ток без нагрузки, то есть, холостого хода. Далее, замеряется напряжение без нагрузки на вторичных обмотках, затем под нагрузкой. Снижение напряжения на 10-15% должно привести к показателям тока, которые не превышают один ампер.

Чтобы изменить напряжение, к трансформатору необходимо подключить реостат, если такового нет, можно подключить несколько лампочек или спираль из вольфрамовой проволоки. Чтобы увеличить нагрузку, надо или увеличивать количество лампочек, или укорачивать спираль.

Заключение по теме

Перед тем как проверить трансформатор (понижающий или повышающий) мультиметром, необходимо понимать, как устроено это устройство, как оно работает, и какие нюансы необходимо учитывать, проводя проверку. В принципе, ничего сложного в данном процессе нет. Главное знать, как переключить сам измерительный прибор в режим омметра.

Трансформатор является простым электротехническим устройством и служит для преобразования напряжения и тока. На общем магнитном сердечнике наматываются входная и одна или несколько выходных обмоток. Подаваемое на первичную обмотку переменное напряжение индуцирует магнитное поле, которое вызывает появление переменного напряжения такой же частоты во вторичных обмотках. В зависимости от соотношения числа витков изменяется коэффициент передачи.

Для проверки неисправностей трансформатора прежде всего надо определить выводы всех его обмоток. Это можно сделать по его , где указываются номера выводов, обозначение типа (тогда можно воспользоваться справочниками), при достаточно большом размере даже есть рисунки. Если трансформатор непосредственно в каком-то электронном приборе, то все это прояснят принципиальная электрическая схема на устройство и спецификация.

Определив все выводы, мультиметром можно проверить два дефекта: обрыв обмотки и замыкание ее на корпус или другую обмотку.

Для определения обрыва надо «прозвонить» в режиме омметра по очереди каждую обмотку, отсутствие показаний («бесконечное» сопротивление) указывает на обрыв.

На цифровом мультиметре могут быть недостоверные показания при проверке обмоток с большим числом витков из-за их высокой индуктивности.

Для поиска замыкания на корпус один щуп мультиметра подсоединяется к выводу обмотки, а вторым поочередно касаются выводов других обмоток (достаточно одного любого из двух) и корпуса (место контакта нужно зачистить от краски и лака). Короткого замыкания быть не должно, проверить так необходимо каждый вывод.

Межвитковое замыкание трансформатора: как определить

Еще один распространенный дефект трансформаторов – межвитковое замыкание, распознать его лишь с помощью мультиметра практически невозможно. Тут могут помочь внимательность, острое зрение и обоняние. Проволока изолируется только за счет своего лакового покрытия, при пробое изоляции между соседними витками сопротивление все равно остается, что приводит к местному нагреву. При визуальном осмотре на исправном трансформаторе не должно быть почернений, потеков или вздутия заливки, обугливания бумаги, запаха гари.

В случае, если тип трансформатора определен, то по справочнику можно узнать сопротивление его обмоток. Для этого используем мультиметр в режиме мегомметра. После измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора сравниваем со справочным: отличия более чем в 50% указывают на неисправность обмотки. Если сопротивление обмоток трансформатора не указано, то всегда приводится количество витков, и тип провода и теоретически, при желании, его можно вычислить.

Можно ли проверить бытовые понижающие трансформаторы?

Можно попробовать проверить мультиметром и распространенные классические понижающие трансформаторы, используемые в блоках питания для различных устройств с входным напряжением 220 вольт и выходным постоянным от 5 до 30 вольт. Осторожно, исключив возможность коснуться оголенных проводов, подается на первичную обмотку 220 вольт.

При появлении запаха, дыма, треска выключить надо сразу, эксперимент неудачен, первичная обмотка неисправна.

Если все нормально, то прикасаясь только щупами тестера, измеряется напряжение на вторичных обмотках. Отличие от ожидаемых более чем на 20% в меньшую сторону говорит о неисправности этой обмотки.

Для сварки в домашних условиях необходим функциональный и производительный аппарат, приобретение которого сейчас слишком дорогое удовольствие. Собрать из подручных материалов вполне возможно, предварительно изучив соответствующую схему.

Что такое солнечные батареи и как с их помощью создать систему домашнего энергоснабжения, расскажет на эту тему.

Может помочь мультиметр и в случае, если имеется такой же, но заведомо исправный трансформатор. Сравниваются сопротивления обмоток, разброс менее 20% является нормой, но надо помнить, что для значений меньше 10 Ом не каждый тестер сможет дать верные показания.

Мультиметр сделал все, что мог. Для дальнейшей проверки понадобятся уже и осциллограф.

Подробная инструкция: как проверить трансформатор мультиметром на видео

Трансформаторы получили широкое применение в радиоэлектронике. Они являются преобразователями переменного напряжения и, в отличие от других радиоэлементов, выходят из строя редко. Для определения их исправности нужно знать, как проверить трансформатор мультиметром. Этот способ достаточно простой, и необходимо понять принцип работы трансформатора и его основные характеристики.

Основные сведения о трансформаторах

Для преобразования номиналов переменного напряжения применяются специальные электрические машины - трансформаторы.

Трансформатор - это электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения и тока одной величины в переменный ток и напряжение другой величины.

Устройство и принцип действия

Используется во всех схемах питания потребителей, а также для осуществления передачи электроэнергии на значительные расстояния. Устройство трансформатора достаточно примитивно:

Ферромагнитный сердечник выполнен из ферромагнетика и называется магнитопроводом. Ферромагнетики - это вещества, обладающие самопроизвольной намагниченностью, параметры (атомы обладают постоянным спиновым или орбитальным магнитными моментами) сильно изменяются благодаря магнитному полю и температуре.
Обмотки: первичная (подключается сетевое напряжение) и вторичная (питание потребителя или группы потребителей). Вторичных обмоток может быть больше 2-х.
Дополнительные составляющие применяются для силовых трансформаторов: охладители, газовое реле, индикаторы температуры, поглотители влаги, трансформаторы тока, системы защиты и непрерывной регенерации масла.

Принцип действия основан на нахождении проводника в переменном электрическом поле. При движении проводника, например, соленоида (катушка с сердечником), на его выводах можно снять напряжение, которое зависит прямо пропорционально от количества витков. В трансформаторе реализован этот подход, но осуществляет движение не проводник, а электрическое поле, образованное переменным током. Он движется по магнитопроводу, выполненному из ферромагнетика. Ферромагнетик - это специальный сплав, идеально подходящий для . Основные материалы для сердечников:

Электротехническая сталь содержит большую массовую долю кремния (Si) и соединяется под действием высокой температуры с углеродом, массовая доля которого не более 1%. Ферромагнитные свойства нечетко выражаются, и происходят потери на вихревые токи (токи Фуко). Потери прямо пропорционально растут с увеличением частоты. Для решения этой проблемы и происходит добавление Si в углеродистую сталь (Э42, Э43, Э320, Э330, Э340, Э350, Э360). Расшифровывается аббревиатура Э42: Э - электротехническая сталь, содержащая 4% — Si с 2% магнитных потерь.
Пермаллой - вид сплава, и его составляющими частями являются никель и железо. Этот вид характеризуется высоким значением магнитной проницаемости. Применяется в маломощных трансформаторах.

При протекании тока по первичной обмотке (I) в ее витках образуется магнитный поток Ф, который распространяется по магнитопроводу на II обмотку, вследствие чего в ней образуется ЭДС (электродвижущая сила). Устройство может работать в 2-х режимах: нагрузки и холостого хода.

Коэффициент трансформации и его расчет

Коэффициент трансформации (k) является очень важной характеристикой. Благодаря ему можно выявить неисправности. Коэффициент трансформации - это величина, показывающая отношение количества витков I обмотки к числу витков II обмотке. По k трансформаторы бывают:

Понижающими (k > 1).
Повышающими (k < 1).

Найти его просто, и для этого необходимо узнать отношение напряжений каждой из обмоток. При наличии более 2-х обмоток расчет производится для каждой из них. Для точного определения k нужно пользоваться 2-мя вольтметрами, так как напряжение сети может изменяться, и эти изменения нужно отслеживать. Подавать нужно только напряжение, указанное в характеристиках. Определяется k несколькими способами:

По паспорту, в котором указаны все параметры устройства (напряжение питания, коэффициент трансформации, сечение провода на обмотках, количество витков, тип магнитопровода, габариты).

Расчетный метод.
При помощи моста Шеринга.
При помощи специальной аппаратуры (например, УИКТ-3).

Рассчитать k несложно, и существует ряд формул, позволяющих сделать это. Нет необходимости учитывать потери магнитопровода, применяемые при изготовлении на заводе. Исследования показали взаимосвязь магнитопровода (железняк) и k. Для улучшения КПД трансформатора нужно уменьшить магнитные потери:

Использование специальных сплавов для магнитопровода (уменьшение толщины и спецобработка).
Уменьшение количества витков при использовании толстого провода, а на высоких частотах большое сечение является пространством для создания вихревых токов.

Для этих целей применяют аморфную сталь. Но и она обладает ограничением, называемым магнитострикцией (изменение геометрических размеров материала под действием электромагнитного поля). При использовании этой технологии удается получать листы для железняка толщиной в сотые доли миллиметров.

Расчетные формулы

При отсутствии соответствующей документации нужно производить расчеты самостоятельно. В каждом конкретном случае способы расчета различны. Основные формулы расчета k:

Без учета возможных погрешностей: k = U1 / U2 = n1 / n2, где U1 и U2 - U на I и II обмотках, n1 и n2 - количество витков на I и II обмотках.
При учете погрешностей: k = U1 / U2 = (e *n1 + I1 * R1) / (e * n2 + I2 * R2), где U1 и U2 - напряжения на I и II обмотках; n1 и n2 - кол-во витков на I и II обмотках; е - ЭДС (электродвижущая сила) в каждом из витков обмоток; I1 и I2 - силы токов I и II обмоток; R1 и R2 - сопротивления для I и II.
По известным мощностям при параллельном подключении обмоток: kz = Z1 / Z2 = ku * ku, где kz - k по мощности, Z1 и Z2 - мощности на первичной и вторичной обмотках, ku - k по напряжению (k = U1 / U2).
По токам при последовательном подключении обмоток: k = I1 / I2 = n2 / n1. При учете результирующего тока холостого хода (ток потерь Io): I1 * n1 = I2 * n2 + Io.

Проверка исправности

В основном трансформаторы применяются в блоках питания. Намотка и изготовление самого трансформатора с нуля - сложная задача и под силу не каждому. Поэтому за основу берется уже готовый и модернизируется путем изменения количества витков вторичной обмотки. Основные неисправности трансформатора:

Обрыв выводов.
Повреждение магнитопровода.
Нарушение изоляции.
Сгорание при КЗ.

Диагностика начинается с визуального осмотра. Первоначальная диагностика включает в себя осмотр выводов трансформатора, его катушек на предмет обугливаний, целостность магнитопровода.

При изношенных выводах необходимо зачистить их, а в некоторых случаях при обрыве - разобрать трансформатор, припаять их и прозвонить тестером.

При поврежденном магнитопроводе нужно его заменить или узнать из справочников об аналогичном для конкретной модели, так как он ремонту не подлежит. Можно заменить отдельные пластины.

При КЗ необходимо провести диагностику на работоспособность при помощи измерительных приборов (проверка трансформатора мультиметром).

При пробитой изоляции происходит контакт между витками обмоток или на корпус. Определить эту неисправность достаточно сложно. Для этого необходимо произвести следующие действия:

Включить прибор в режим измерения сопротивления.
Один щуп должен быть на корпусе, а другой нужно присоединить к каждому выводу трансформатора поочередно.
Прибор должен во всех случаях прозвонок показывать бесконечность, что свидетельствует об отсутствии КЗ на корпус.
При любых показаниях прибора пробой на корпус существует, и нужно полностью разбирать трансформатор и даже разматывать его обмотки для выяснения причины.

Для поиска короткозамкнутых витков нужно определить, где I обмотка (вход), а где II (выход) у неизвестного трансформатора. Для этого стоит воспользоваться следующим алгоритмом:

Выяснить сопротивление первичной обмотки трансформатора 220 вольт при помощи измерений мультиметра в режиме «сопротивления». Необходимо записать показания прибора. Выбрать обмотку с наибольшим сопротивлением.
Взять лампочку на 50 Вт и подключить ее последовательно с этой обмоткой.
Включить в сеть на 5−7 секунд.

После этого отключить и проверить обмотки на нагрев. Если заметного превышения температуры нет, то приступить к поиску короткозамкнутых витков. Как проверить трансформатор на межвитковое замыкание: необходимо воспользоваться мегаомметром при напряжении 1000 В. При измерении пробоя изоляции необходимо прозванивать корпус и выводы обмоток, а также независимые между собой обмотки, например, вывод I и II.

Нужно определить коэффициент трансформации и сравнить его с документом. Если они совпадают - трансформатор исправен.

Существуют еще два метода проверки:

Прямой - подразумевает проверку под нагрузкой. Для его осуществления необходимо собрать цепь питания I и II обмоток. Путем измерения значений тока в обмотках, а затем по формулам (4) определить k и сравнить его с паспортными данными.
Косвенные методы. Включают в себя: проверку полярности выводов обмоток, определение характеристик намагничивания (используется редко). Полярность находится при помощи вольтметра или амперметра магнитоэлектрического исполнения с определением полярности на выходе. При отклонении стрелки вправо - полярности совпадают.

Проверка импульсного трансформатора достаточна сложная, и ее может произвести только опытный радиолюбитель. Существует много способов проверки исправности импульсников.

Таким образом, трансформатор можно легко проверить мультиметром, зная основные особенности и алгоритм проверки. Для этого нужно выяснить тип трансформатора, найти документацию по нему и рассчитать коэффициент трансформации. Кроме того, необходимо произвести визуальный осмотр прибора.

Как разобраться с обмотками трансформатора, как его правильно подключить к сети и не «спалить» и как определить максимальные токи вторичных обмоток???
Такие и подобные вопросы задают себе многие начинающие радиолюбители.
В этой статье я постараюсь ответить на подобные вопросы и на примере нескольких трансформаторов (фото в начале статьи), разобраться с каждым из них..Надеюсь, эта статья будет полезной многим радиолюбителям.

Для начала запомните общие особенности для броневых трансформаторов

— Сетевая обмотка, как правило мотается первой (ближе всех к сердечнику) и имеет наибольшее активное сопротивление (если только это не повышающий трансформатор, или трансформатор имеющий анодные обмотки).

— Сетевая обмотка может иметь отводы, или состоять например из двух частей с отводами.

— Последовательное соединение обмоток (частей обмоток) у броневых трансформаторов производится как обычно, начало с концом или выводы 2 и 3 (если например имеются две обмотки с выводами 1-2 и 3-4).

— Параллельное соединение обмоток (только для обмоток с одинаковым количеством витков), производится как обычно начало с началом одной обмотки, и конец с концом другой обмотки (н-н и к-к, или выводы 1-3 и 2-4 — если например имеются одинаковые обмотки с выводами 1-2 и 3-4).

Общие правила соединения вторичных обмоток для всех типов трансформаторов.

Для получения различных выходных напряжений и нагрузочных токов обмоток для личных нужд, отличных от имеющихся на трансформаторе, можно получать путём различных соединений имеющихся обмоток между собой. Рассмотрим все возможные варианты.

— Обмотки можно соединять последовательно, в том числе обмотки намотанные разным по диаметру проводом, тогда выходное напряжение такой обмотки будет равно сумме напряжений соединённых обмоток (Uобщ. = U1 + U2… + Un). Нагрузочный ток такой обмотки, будет равен наименьшему нагрузочному току из имеющихся обмоток.
Например: имеются две обмотки с напряжениями 6 и 12 вольт и токами нагрузки 4 и 2 ампера — в итоге получим общую обмотку с напряжением 18 вольт и током нагрузки — 2 ампера.

— Обмотки можно соединять параллельно, только если они содержат одинаковое количество витков, в том числе намотанные разным по диаметру проводом. Правильность соединения проверяется так. Соединяем вместе два провода от обмоток и на оставшихся двух измеряем напряжение.
Если напряжение будет равно удвоенному, то соединение произведено не правильно, в этом случае меняем концы любой из обмоток.
Если напряжение на оставшихся концах равно нулю, или около того (перепад более чем в пол-вольта не желателен, обмотки в этом случае будут греться на ХХ), смело соединяем вместе оставшиеся концы.
Общее напряжение такой обмотки не изменяется, а нагрузочный ток будет равен сумме нагрузочных токов, всех соединённых параллельно обмоток.
(Iобщ. = I1 + I2… + In) .
Например: имеются три обмотки с выходным напряжением 24 вольта и токами нагрузки по 1 амперу. В итоге получим обмотку с напряжением 24 вольта и током нагрузки — 3 ампера.

— Обмотки можно соединять параллельно-последовательно (особенности для параллельного соединения см. пунктом выше). Общее напряжение и ток будет, как при последовательном соединении.
Например: имеем две последовательно и три параллельно соединённые обмотки (примеры, описанные выше). Соединяем эти две составные обмотки последовательно. В итоге получаем общую обмотку с напряжением 42 вольта (18+24) и током нагрузки по наименьшей обмотке, то есть — 2 ампера.

— Обмотки можно соединять встречно, в том числе намотанные разным по диаметру проводом (так же параллельно и последовательно соединённые обмотки). Общее напряжение такой обмотки будет равно разности напряжений, включённых встречно обмоток, общий ток будет равен наименьшей по току нагрузки обмотки. Такое соединение применяется в том случае, когда необходимо понизить выходное напряжение имеющейся обмотки. Так же, что бы понизить выходное напряжение какой либо обмотки, можно домотать поверх всех обмоток дополнительную обмотку проводом, желательно не меньшего диаметра той обмотки, напряжение которой необходимо понизить, что бы не уменьшился нагрузочный ток. Обмотку можно намотать, даже не разбирая трансформатор, если есть зазор между обмотками и сердечником, и включить её встречно с нужной обмоткой.
Например: имеем на трансформаторе две обмотки, одна 24 вольта 3 ампера, вторая 18 вольт 2 ампера. Включаем их встречно и в итоге получим обмотку с выходным напряжением в 6 вольт (24-18) и током нагрузки 2 ампера.

Проверка трансформаторов

Начнём с маленького трансформатора, придерживаясь вышеописанных особенностей (левый на фото).
Внимательно его осматриваем. Все выводы у него пронумерованы и провода подходят к следующим выводам; 1, 2, 4, 6, 8, 9, 10, 12, 13, 22, 23, и 27.
Дальше необходимо прозвонить омметром все выводы между собой, чтобы определить количество обмоток и нарисовать схему трансформатора.
Получается следующая картина.
Выводы 1 и 2 — сопротивление между ними 2,3 Ома, 2 и 4 — между ними 2,4 Ома, между 1 и 4 — 4,7 Ома (одна обмотка со средним выводом).
Дальше 8 и 10 — сопротивление 100,5 Ома (ещё одна обмотка). Выводы 12 и 13 — 26 Ом (ещё обмотка). Выводы 22 и 23 — 1,5 Ома (последняя обмотка).
Выводы 6, 9 и 27 не прозваниваются с другими выводами и между собой — это скорее всего экранные обмотки между сетевой и другими обмотками. Эти выводы в готовой конструкции соединяются между собой и присоединяются к корпусу (общий провод).
Ещё раз внимательно осматриваем трансформатор.
Сетевая обмотка, как мы знаем, мотается первой, хотя бывают и исключения.

На фото плохо видно, поэтому продублирую. К выводу 8 подпаян провод, выходящий от самого сердечника (то есть он к сердечнику ближе всех), потом идёт провод к выводу 10 — то есть обмотка 8-10 намотана первой (и имеет самое высокое активное сопротивление) и скорее всего является сетевой.
Теперь по полученным данным от прозвонки, можно нарисовать и схему трансформатора.

Остаётся попробовать подключить предполагаемую первичную обмотку трансформатора к сети 220 вольт и проверить ток холостого хода трансформатора.
Для этого собираем следующую цепь.

Последовательно с предполагаемой первичной обмоткой трансформатора (у нас это выводы 8-10), соединяем обычную лампу накаливания мощностью 40-65 ватт (для более мощных трансформаторов 75-100 ватт). Лампа в этом случае сыграет роль своеобразного предохранителя (ограничителя тока), и защитит обмотку трансформатора от выхода её из строя при подключении к сети 220 вольт, если мы выбрали не ту обмотку или обмотка не рассчитана на напряжение 220 вольт. Максимальный ток, протекающий в этом случае по обмотке (при мощности лампы 40 ватт), не превысит 180 миллиампер. Это убережёт Вас и испытываемый трансформатор от возможных неприятностей.

И вообще, возьмите себе за правило, если Вы не уверены в правильности выбора сетевой обмотки, её коммутации, в установленных перемычках обмотки, то первое подключение к сети всегда производить с последовательно включённой лампой накаливания.

Соблюдая осторожность, подключаем собранную цепь к сети 220 вольт (у меня напряжение сети чуть больше, а точнее — 230 вольт).
Что видим? Лампа накаливания не горит.
Значит сетевая обмотка выбрана правильно и дальнейшее подключение трансформатора можно производить без лампы.
Подключаем трансформатор без лампы и измеряем ток холостого хода трансформатора.

Ток холостого хода (ХХ) трансформатора измеряется так; собирается аналогичная цепь, что мы собирали с лампой (рисовать уже не буду), только вместо лампы включается амперметр, который предназначен для измерения переменного тока (внимательно осмотрите свой прибор на наличие такого режима). Амперметр сначала устанавливается на максимальный предел измерения, потом, если его много, амперметр можно перевести на более низкий предел измерения. Соблюдая осторожность — подключаем к сети 220 вольт, лучше через разделительный трансформатор. Если трансформатор мощный, то щупы амперметра на момент включения трансформатора в сеть лучше закоротить или дополнительным выключателем, или просто закоротить между собой, так как пусковой ток первичной обмотки трансформатора превышает ток холостого хода в 100-150 раз и амперметр может выйти из строя. После того, как трансформатор включён в сеть — щупы амперметра разъединяются и измеряется ток.

Ток холостого хода трансформатора должен быть в идеале 3-8% от номинального тока трансформатора. Вполне считается нормальным и ток ХХ 5-10% от номинального. То есть если трансформатор с расчётной номинальной мощностью 100 ватт, ток потребления его первичной обмоткой будет 0,45 А, значит ток ХХ должен быть в идеале 22,5 мА (5% от номинала) и желательно, чтобы он не превышал 45 мА (10% от номинала).

Как видим, ток холостого хода чуть более 28 миллиампер, что вполне допустимо (ну может чуток завышен), так как на вид этот трансформатор мощностью 40-50 ватт.
Измеряем напряжения холостого хода вторичных обмоток. Получается на выводах 1-2-4 17,4 + 17,4 вольта, выводы 12-13 = 27,4 вольта, выводы 22-23 = 6,8 вольта (это при напряжении сети 230 вольт).
Дальше нам нужно определить возможности обмоток и их нагрузочные токи. Как это делается?
Если есть возможность и позволяет длина подходящих к контактам проводов обмоток, то лучше измерить диаметры проводов (грубо до 0,1 мм — штангенциркулем и точно микрометром), и по таблице , при средней плотности тока 3-4 А/мм.кв. — находим токи, которые способны выдать обмотки.
Если измерить диаметры проводов не представляется возможным, то поступаем следующим образом.
Нагружаем по очереди каждую из обмоток активной нагрузкой, в качестве которой может быть что угодно, например лампы накаливания различной мощности и напряжения (лампа накаливания мощностью 40 ватт на напряжение 220 вольт имеет активное сопротивление 90-100 Ом в холодном состоянии, лампа мощностью 150 ватт — 30 Ом), проволочные сопротивления (резисторы), нихромовые спирали от электро плиток, реостаты и т.д.
Нагружаем до тех пор, пока напряжение на обмотке не уменьшится на 10% относительно напряжения холостого хода.
Потом измеряем ток нагрузки.

Этот ток и будет являться максимальным током, который обмотка способна будет выдавать длительное время не перегреваясь.

Условно принята величина падения напряжения до 10% для постоянной (статической) нагрузки для того, чтобы не перегревался трансформатор. Вы вполне можете взять 15%, или даже 20%, в зависимости от характера нагрузки. Все эти расчёты приближённые. Если нагрузка постоянная (накал ламп например, зарядное устройство), то берётся меньшее значение, если нагрузка импульсная (динамическая), например УНЧ (за исключением режима «А»), то можно взять значение и больше, до 15-20%.

Я беру в расчёт статическую нагрузку, и у меня получилось; обмотка 1-2-4 ток нагрузки (при снижении напряжения обмотки на 10% относительно напряжения холостого хода) — 0,85 ампер (мощность около 27 ватт), обмотка 12-13 (на фото выше) ток нагрузки 0,19-0,2 ампера (5 ватт) и обмотка 22-23 — 0,5 ампер (3,25 ватт). Номинальная мощность трансформатора получается около 36 ватт (округляем до 40).

Аналогично проверяются и другие трансформаторы.
На фото второго трансформатора видно, что выводы подпаяны к контактным лепесткам 1, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 12.
После прозвонки становится ясно, что у трансформатора 4 обмотки.
Первая на выводах 1 и 6 (24Ома), вторая 3-4 (83 Ома), третья 7-8 (11,5 Ом), четвёртая 10-11-12 с отводом от середины (0,1+0,1 Ом).

Причём хорошо видно, что обмотка 1 и 6 намотана первой (белые выводы), потом идёт обмотка 3-4 (чёрные выводы).
24 Ома активного сопротивления первичной обмотки вполне достаточно. У более мощных трансформаторов активное сопротивление обмотки доходит до единиц Ом.
Вторая обмотка 3-4 (83 Ома), возможно повышающая.
Здесь можно замерить диаметры проводов всех обмоток, кроме обмотки 3-4, выводы которой выполнены чёрным, многожильным, монтажным проводом.

Дальше подключаем трансформатор через лампу накаливания. Лампа не горит, трансформатор на вид мощностью 100-120, замеряем ток холостого хода, получается 53 миллиампера, что вполне допустимо.
Замеряем напряжения холостого хода обмоток. Получается 3-4 — 233 вольта, 7-8 — 79,5 вольта, и обмотка 10-11-12 по 3,4 вольта (6,8 со средним выводом). Обмотку 3-4 нагружаем до падения напряжения на 10% от напряжения холостого хода, и измеряем протекающий ток через нагрузку.

Максимальный ток нагрузки этой обмотки, как видно из фотографии — 0,24 ампера.
Токи других обмоток определяются из таблицы плотности тока, исходя из диаметра провода обмоток.
Обмотка 7-8 намотана проводом 0,4 и накальная проводом 1,08-1,1. Соответственно токи получаются 0,4-0,5 и 3,5-4,0 ампера. Номинальная мощность трансформатора получается около 100 ватт.

Остался ещё один трансформатор. У него контактная планка с 14-ю контактами, верх 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 и низ соответственно чётные. Он мог переключаться на различные напряжения сети (127,220.237) вполне возможно, что первичная обмотка имеет несколько отводов, или состоит из двух полу-обмоток с отводами.
Прозваниваем, и получается такая картина:
Выводы 1-2 = 2,5 Ом; 2-3 = 15,5 Ом (это одна обмотка с отводом); 4-5 = 16,4 Ом; 5-6 = 2,7 Ом (ещё одна обмотка с отводом); 7-8 = 1,4 Ома (3-я обмотка); 9-10 = 1,5 Ом (4-я обмотка);11-12 = 5 Ом (5-я обмотка) и 13-14 (6-я обмотка).
Подключаем к выводам 1 и 3 сеть с последовательно включённой лампой накаливания.

Лампа горит в половину накала. Измеряем напряжение на выводах трансформатора, оно равняется 131 вольт.
Значит не угадали и первичная обмотка здесь состоит из двух частей, и подключенная часть при напряжении 131 вольт начинает входить в насыщение (повышается ток холостого хода) и по этому нить лампы раскалилась.
Соединяем перемычкой выводы 3 и 4, то есть последовательно две обмотки и подключаем сеть (с лампой) к выводам 1 и 6.
Ура, лампа не горит. Измеряем ток холостого хода.

Ток холостого хода равен 34,5 миллиампер. Здесь скорее всего (так, как часть обмотки 2-3, и часть второй обмотки 4-5 имеют большее сопротивление, то эти части рассчитаны на 110 вольт, а части обмоток 1-2 и 5-6 по 17 вольт, то есть общее для одной части 1278 вольт) 220 вольт подключалось к выводам 2 и 5 с перемычкой на выводах 3 и 4 или наоборот. Но можно оставить и так, как мы подключили, то есть все части обмоток последовательно. Для трансформатора это только лучше.
Всё, сеть нашли, дальнейшие действия аналогичны описанным выше.

Ещё немного о стержневых трансформаторах. Например имеется такой (фото выше). Какие для них общие особенности?

— У стержневых трансформаторов, как правило две симметричные катушки, и сетевая обмотка разделена на две катушки, то есть на одной катушке намотано витков на 110 (127) вольт, и на другой. Нумерация выводов одной катушки — аналогична другой, номера выводы на другой катушке помечаются (или условно помечаются) штрихом, т.е. 1′, 2′ и т.д.

— Сетевая обмотка, как правило, мотается первой (ближе всех к сердечнику).

— Сетевая обмотка может иметь отводы, или состоять из двух частей (например одна обмотка — выводы 1-2-3; или две части — выводы 1-2 и 3-4).

У стержневого трансформатора магнитный поток движется по сердечнику (по «кругу, эллипсу»), и направление магнитного потока одного стержня будет противоположно другому, поэтому для последовательного соединения двух половин обмоток, на разных катушках соединяют одноимённые контакты или начало с началом (конец с концом), т.е. 1 и 1′, сеть подают на 2-2′, или 2 и 2′, сеть подают тогда на 1 и 1′.

— Для последовательного соединения обмоток, состоящих из двух частей на одной катушке — обмотки соединяют как обычно, начало с концом или конец с началом, (н-к или к-н), то есть вывод 2 и 3 (если, например имеются 2 обмотки с номерами выводов 1-2 и 3-4), так же и на другой катушке. Дальнейшее последовательное соединение получившихся двух полу-обмоток на разных катушках, смотри пунктом выше. (Пример такого соединения на схеме трансформатора ТС-40-1).

— Для параллельного соединения обмоток (только для обмоток с одинаковым количеством витков) на одной катушке соединение производится как обычно (н-н и к-к, или выводы 1-3 и 2-4 — если например имеются одинаковые обмотки с выводами 1-2 и 3-4). Для разных катушек соединение производится следующим образом, к-н- отвод и н-к- отвод, или соединяются выводы 1-2′ и 2-1′ — если, например имеются одинаковые обмотки с выводами 1-2 и 1′-2′.

Ещё раз напоминаю о соблюдении техники безопасности, и лучше всего для экспериментов с напряжением 220 вольт иметь дома разделительный трансформатор (трансформатор с обмотками 220/220 вольт для гальванической развязки с промышленной сетью), который защитит от поражения током, при случайном прикосновении к оголённому концу провода.

Перед тем как выполнять , треугольник, зигзаг, всегда приходится решать две задачи: определять, какие выводы принадлежат той или иной обмотке; определять, какой из них является , какой концом.

Определение принадлежности выводов к одной обмотке

На рисунке 1, а условно изображены обмотки трехфазного электродвигателя, выведенные на зажимы щитка 1 . На щитке может не оказаться надписей, например 1Н , 2Н , 3Н (начала) и 1К , 2К и 3К (концы), а если надписи и есть, то, во всяком случае, полезно убедиться в том, что они правильны.

Рисунок 1. Определение трехфазного двигателя.

Для этого вначале проверяют изоляцию каждого вывода относительно земли (рисунок 1, а ), пользуясь мегаомметром 2 . Один провод 3 от мегаомметра заземляют (присоединяют к корпусу электродвигателя), другой 4 поочередно присоединяют к каждому из шести зажимов щитка и, вращая рукоятку мегаомметра, убеждаются в исправности изоляции.

Затем провод 3 присоединяют к одному из выводов на щитке, например к выводу 2К (рисунок 1, б ), и, вращая рукоятку мегаомметра, поочередно прикасаются к остальным пяти зажимам проводом 4 . В нашем примере на зажимах 1Н , 3Н , 1К и 3К мегаомметр покажет "изоляцию" и только в одном случае, а именно при присоединении к зажиму 2Н ,– "короткое". Отсюда следует, что зажимы 2К и 2Н принадлежат одной и той же обмотке. Так проверяют каждый вывод относительно всех остальных, и в итоге должны обнаружиться три пары зажимов, принадлежащих соответствующим обмоткам.

Если начала и выводятся на щиток электродвигателя, то расположение зажимов таково, что при установке вертикальных перемычек (рисунок 1, в ) получается . Если установить перемычки горизонтально (рисунок 1, г ), электродвигатель будет соединен в звезду.

Если сопротивление обмоток невелико, то аналогичную проверку можно выполнить с помощью лампочки и батарейки, тестера, звонка, от сети через лампочку и тому подобного.

Предупреждение. Нужно иметь в виду следующее: а) обмотки электрических машин обладают большой индуктивностью, поэтому при испытании их даже от батарейки при ее отсоединении от обмотки может возникнуть импульс в несколько десятков вольт; б) обмотки имеют общий магнитопровод, то есть представляют собой своеобразный трансформатор. Значит, при работе с одной обмоткой не исключено появление напряжения на выводах других обмоток. При испытании это будут импульсы, которые возникнут при включении и отключении, при испытании – напряжение переменного тока. Одним словом, прикасаясь к зажимам, нужно провод держать за изоляцию.

Определение выводов трансформаторов

Определять принадлежность выводов у нужно с помощью мегаомметра или другого источника постоянного тока. Переменный ток для этих целей применять ОПАСНО . Почему? Потому что первичные и вторичные обмотки трансформаторов имеют разные числа витков, из-за чего в процессе испытания на выводах трансформатора может появиться опасное напряжение. Пусть, например, испытывается трансформатор на напряжение 6600 / 220 В, которого равен 30 (6600 / 220 = 30). Допустим, на вторичную обмотку через лампочку подано 40 В. На выводах первичной обмотки при этом окажется 40 × 30 = 1200 В.

Обмотки могут навиваться в двух направлениях: по часовой стрелке и против часовой стрелки 1 . Как они фактически навиты, не видно, но тем не менее при помощи простого опыта легко определить, какие выводы являются их началами, какие – концами.

Допустим, что обмотки навиты в одном, безразлично каком, направлении (рисунок 2, а ). Переменный Ф индуктирует в каждой из них электродвижущие силы (э. д. с.) E 1 и E 2 , пропорциональные соответственно числам витков. Так как направление намотки одинаково, то нетрудно себе представить, что одна обмотка как бы является продолжением другой и, стало быть, в каждый момент направления э. д. с. в них совпадают. Это значит, что верхние их выводы A и a или нижние X и x имеют потенциал одного и того же знака – положительный или отрицательный, что и обозначено на рисунке 2, а знаками + и –.

Рисунок 2. Определение взаимного направления намотки двух обмоток, расположенных на одном стержне.

Ясно, что при различном направлении намотки (рисунок 2, б ) направления э. д. с. E 1 и E 2 прямо противоположны, то есть сдвинуты на 180°.

Отсюда следует практический вывод. Чтобы определить взаимное направление намотки двух обмоток, их соединяют между собой как показано на рисунке 2, в , а к свободным концам подводят переменное напряжение. Для предотвращения чрезмерно большого тока в схему введено добавочное сопротивление R . Измеряют общее напряжение U Aa между выводами A и a , напряжение U AX на одной обмотке и напряжение на другой обмотке U ax и сравнивают их.

Если U Aa равно разности U AX и U ax , то обмотки навиты в одном направлении в их э. д. с. изображаются на рисунке 2, г , например U Aa = 40 В, U AX = 100 В, U ax = 60 В.

Если U Aa равно сумме U AX н U ax , то обмотки навиты в разных направлениях, например U AX = 100 В; U ax = 60 В; U Aa = 160 В. Векторная диаграмма дана на рисунке 2, д .

Обращается внимание на необходимость подводить напряжение к свободным выводам обеих обмоток (A и a , если X и x соединены; X и x , если A и a соединены; A и X , если a и x соединены; a и x , если A и X соединены и так далее) и на недопустимость подводить напряжение только к одной обмотке 2 . Почему? Потому что, подводя напряжение к одной обмотке, мы рискуем получить на других обмотках высокое напряжение. Рассмотрим пример. На рисунке 3 показано распределение напряжений при определении направления обмоток трансформатора с обмоткой низшего напряжения из 50 витков и с обмоткой высшего напряжения из 1500 витков.

Если напряжение 100 В подведено к свободным выводам, а обмотки навиты в одном направлении (рисунок 3, а ), то при испытании напряжения будут равны примерно 3,3; 96,7 и 100 В. Если обмотки навиты в разных направлениях, напряжения будут примерно 3,4; 103,4 и 100 В (рисунок 3, б ).

Если же напряжение 100 В подведено к обмотке низшего напряжения (рисунок 3, в ), то между выводами обмотки высшего напряжения получится 3000 В, что, безусловно, опасно.

На рисунке 4, а показана схема определения взаимного направления обмоток с помощью постоянного тока. К обмотке, имеющей больше витков (по соображениям безопасности), подводят напряжение 2 – 12 В от батареи. При включении рубильника Р следят за отклонениями гальванометров Г1 и Г2 . Если их стрелки отклоняются в одну и ту же сторону, значит, направление обмоток одинаково. Отклонения в разные стороны указывают на разные направления обмоток.

Рисунок 4. Определение взаимного направления обмоток с помощью постоянного тока.

Постоянным током удобно пользоваться для определения начал и концов обмоток электродвигателей. С этой целью предварительно определяют принадлежность выводов к той или другой обмотке.

Затем выводы одной обмотки условно обозначают 1Н (начало) и 1К (конец) и присоединяют к ним через рубильник Р источник постоянного тока напряжением 2 В, как показано на рисунке 4, б . К выводам другой обмотки присоединяют милливольтметр mV .

Если к условному началу 1Н присоединен плюс источника тока и если стрелка милливольтметра при отключении рубильника отклоняется вправо, то вывод обмотки, к которому присоединен зажим милливольтметра " + ", также является ее началом и должен быть обозначен 2Н .

Однако если к условному началу 1Н присоединен плюс источника постоянного тока, но стрелка гальванометра при отключении рубильника отклоняется влево, то вывод обмотки, к которому присоединен зажим милливольтметра "+", является ее концом и должен быть обозначен 2К . Этот случай на рисунке 4, б не рассматривается.

Определив начало 2Н и конец 2К второй обмотки, тем же способом определяют начало 3Н и конец 3К .

1 Иногда говорят "левая намотка" и "правая намотка".
2 На специальные испытания, проводимые персоналом электролабораторий, эти ограничения не распространяются.