Пионер-электротехник
Шрифт:
Самодельный электровыжигатель
Вам, вероятно, приходилось видеть деревянные шкатулки, пеналы, рамки и другие вещи, украшенные выжженными рисунками. Выжигание на дереве производится специальными аппаратами. Вы можете изготовить такой аппарат, который работает с помощью электротока и поэтому называется электровыжигателем.
Для изготовления электровыжигателя потребуется трансформатор, понижающий сетевое напряжение 120–220 вольт до 2—12 вольт, 1,5–2 метра осветительного шнура, два болтика (на каждом из них по две гайки с шайбами), мелкие шурупы, изоляционная лента и деревянная
Ручку для электровыжигателя можно изготовить из сухого дерева или воспользоваться готовой от старого напильника, лобзика или поломанной отвертки, сняв с нее металлическое кольцо. По центру ручки просверлите сквозное отверстие диаметром 10–12 миллиметров или же прожгите его раскаленным железным прутком. После этого из латуни или миллиметрового железа вырежьте две пластинки и просверлите в них отверстия. Затем эти пластинки прикрепите к торцовой части ручки мелкими шурупами.
В качестве зажимов возьмите два болтика, которые прикрепите к пластинкам с помощью гаек. Под эти гайки подожмите концы проводов, заделанные петелькой. Болтики поставьте головками внутрь, а гайками наружу. На болтики наденьте по две шайбы и навинтите по второй гайке. Затем возьмите кусочек нихромовой или какой-либо другой реостатной проволоки длиной 40–60 миллиметров, диаметром 0,8–1 миллиметр. Концы этой проволоки закрепите зажимными гайками, выгнув ее по форме, показанной на рисунке 71.
Рис. 71. Самодельный электровыжигатель: 1— нихромовая проволочка для выжигания; 2 — контактные держатели; 3 — рукоятка; 4 — зажимы; 5 — соединительные провода.
Концы шнура, идущие от зажимов электровыжигателя, присоедините к клеммам понижающего трансформатора. При включении трансформатора в сеть проволочка накалится до светло-красного цвета. Слегка прижав конец накаленной проволочки к дереву, выжгите на нем рисунок, предварительно нанесенный карандашом или переведенный с помощью копировальной бумаги.
Электровыжигатель продолжительно и надежно работает, если у него правильно подобрано накальное напряжение. Нельзя раскалять проволочку до белого цвета, так как она быстро окисляется и перегорает. Если проволочка раскаляется до ярко-красного цвета, считают, что напряжение и длина проволочки подобраны правильно (до ярко-красного цвета должна накаляться дужка заостренного изгиба).
Чтобы добиться нормального накала проволочки, измените ее длину и величину напряжения электротока.
Самодельный понижающий трансформатор
Переменный электрический ток получил очень широкое распространение в промышленности и технике благодаря легкости его преобразования. Прибор, служащий для преобразования тока одного напряжения в ток другого напряжения почти при одной и той же мощности, называют трансформатором.
Трансформатор (рис. 72, а) состоит из двух катушек 1 и 2, намотанных обмоточным проводом изолированно друг от друга и насаженных на сердечник 3, собранный из отдельных железных полос.
Рис. 72. Самодельный
Первая обмотка 1, к которой подводится ток от генератора, называется первичной. Вторая 2, от которой ток поступает к потребителю, называется вторичной. Если число витков в первичной обмотке меньше, чем во вторичной, трансформатор называют повышающим, то есть в его вторичной обмотке напряжение выше, чем в первичной. Если же число витков во вторичной обмотке меньше, чем в первичной, трансформатор называют понижающим, то есть напряжение во вторичной обмотке меньше, чем в первичной.
Мощность тока во вторичной обмотке меньше, чем в первичной. Напряжение на обмотках пропорционально числу витков. Если во вторичной обмотке число витков в десять раз больше, чем в первичной, то и напряжение во вторичной обмотке будет в десять раз больше, чем в первичной. Если же число витков во вторичной обмотке в десять раз меньше, чем в первичной, то и напряжение во вторичной обмотке будет в десять раз меньше, чем в первичной.
Большое значение имеют трансформаторы при передаче электроэнергии на далекие расстояния. Передавая ток большой мощности при обычном напряжении (120–220 вольт), можно потерять много электроэнергии на бесполезное нагревание проводов. Эти потери будут тем меньше, чем выше будет напряжение передаваемого тока.
Для повышения напряжения применяют трансформаторы, которые повышают передаваемое напряжение до 220 тысяч и даже до 500 тысяч вольт. Такое высокое напряжение опасно для жизни. На месте потребления напряжение понижают до 120–220 вольт. А для моделей и приборов, изготовляемых юными электротехниками, напряжение надо понижать до 2—24 вольт.
Трансформатор изобрели ученый Павел Николаевич Яблочков и лаборант Московского университета Иван Филиппович Усагин.
Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток, проходя по первичной обмотке, создает в железном сердечнике переменное магнитное поле. Это поле действует на вторичную обмотку трансформатора, создавая в ней электрический ток.
Рассмотрим упрощенный расчет трансформатора на конкретном примере.
Допустим, что у нас имеется пакет трансформаторного железа Ш-образной формы (рис. 72, б). Нас будут интересовать размеры той части пакета, на которую надевается катушка с обмоткой. Эта часть называется сердечником. Ширина одной пластинки нашего сердечника равна 50 миллиметрам, а толщина его набора — 60 миллиметрам. Ширина окна равна 26 миллиметрам, длина — 85 миллиметрам. Надо определить количество витков для первичной и вторичной обмоток, а также определить толщину провода для них.
Весь расчет производится в следующем порядке.
1. Сначала находим площадь поперечного сечения сердечника: 5х6 = 30 кв. сантиметрам.
2. Определяем количество витков для напряжения в 1 вольт, для чего постоянный коэффициент 60 делим на площадь поперечного сечения (в квадратных сантиметрах) трансформатора: 60:30 = 2 виткам.
3. Подсчитываем полное количество витков для первичной обмотки на сеть 220 вольт: 220х2 = 440 виткам.
4. Определяем полное количество витков для вторичной обмотки 48 вольт: 48х2 = 96 виткам.