Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Теперь остается выбрать намоточный провод. Для трансформаторов используют медный провод с тонкой эмалевой изоляцией (С-4), причем обычно один тип такого провода можно заменять другим. Диаметр провода выбирается из соображений малых потерь энергии в самом трансформаторе и хорошего отвода тепла. Если взять слишком тонкий провод, то он, во-первых, будет обладать большим сопротивлением и отбирать значительную часть энергии, которую трансформатор должен передать своим потребителям. Ну а во-вторых, тонкий провод из-за малой поверхности охлаждения будет плохо отдавать тепло в окружающую среду, а это может привести к перегреву трансформатора. За перегревом последует разрушение изолирующего покрытия провода, и в итоге короткое междувитковое замыкание. А это явление чрезвычайно опасное — два соседних проводника, соединившись, создают так называемый короткозамкнутый виток (или группу витков), который, по сути дела, представляет собой самостоятельную обмотку трансформатора, замкнутую накоротко. Сопротивление короткозамкнутого витка очень мало, ток в нем создается огромный, трансформатор раскаляется, как утюг, начинает дымиться и, конечно, быстро выходит из строя.

Диаметр провода выбирают из расчета 2–2,5 ампера на каждый квадратный миллиметр сечения провода. При выборе провода удобно пользоваться таблицей С-4. В одной из колонок этой таблицы указано, сколько витков провода может поместиться в одном квадратном сантиметре окна сердечника при сплошной намотке или намотке рядами с тонкой изолирующей прокладкой между слоями провода. По этим данным можно подсчитать, уместится ли вся обмотка в окне. А если вдруг окажется, что обмотка не умещается, что окно сердечника слишком мало для нее? Диаметр провода уменьшать нельзя, число витков тоже; остается собирать сердечник из пластин с большим окном. Или другой выход: использовать тот же тип пластин, но увеличить толщину набора. При этом увеличится сечение сердечника, а значит, меньше станет «число витков на вольт» и вместе с ним общее число витков.

При изготовлении силового трансформатора нужно проявить все свое терпение и аккуратность. Провод укладывают слоями, между слоями кладут тонкую бумагу, особое внимание обращают на то, чтобы с краев один слой не проваливался на другой. Конечно, в наше время силовые трансформаторы изготавливать самому приходится редко, в продаже бывают трансформаторы самых разных типов. Но даже с учетом этого приведенные простейшие расчетные соотношения и справочные данные могут быть полезны для того, чтобы выбрать трансформатор, проверить, подходит ли он для данного блока питания. Кроме того, иногда приходится переделывать трансформаторы, например, трансформатор от лампового приемника приспосабливать для питания транзисторных схем. В этом случае, убедившись, что трансформатор подходит по мощности, по диаметру провода первичной (сетевой) обмотки, можно эту обмотку оставить нетронутой и только намотать новую вторичную обмотку, предварительно рассчитав ее. Все эти работы, еще раз повторяем, нужно делать очень аккуратно.

Т-283. Выпрямленное напряжение и основная частота пульсаций зависят от того, какая выбрана схема выпрямителя — однополупериодная или двухполупериодная (мостовая). При всех расчетах трансформаторов возникает вопрос: на какое напряжение должна быть рассчитана вторичная обмотка? Напряжение, которое указано для сети, — это эффективное напряжение, амплитуда в сети 220 В достигает 310 В, в сети 127 В — амплитуда 180 В (Т-69).

И при расчете вторичных обмоток тоже исходят из эффективного напряжения на них, понимая, что амплитуда будет на 40 % выше. А вот если напряжение со вторичной обмотки подать на выпрямитель, то чему будет равно выпрямленное, постоянное напряжение? Амплитуде переменного? Его эффективному значению? Или, может быть, какой-либо иной величине?

Поставим вопрос иначе: если задано выпрямленное напряжение, то как его получить, какое для этого нужно иметь переменное напряжение? Оказывается, что это зависит от выбора схемы выпрямителя и от элементов фильтра.

Простейшая схема выпрямления — однополупериодная, уже знакомая нам по детекторным каскадам приемника. Но только там мы выделяли одну из переменных составляющих (низкочастотную), а постоянную отбрасывали, не пускали к усилителю НЧ. А в выпрямителе нам нужна именно постоянная составляющая пульсирующего тока (Р-168;1), и только ее нужно подвести к нагрузке. Однополупериодный выпрямитель работает через такт, использует энергию только одного полупериода переменного напряжения. При этом частота импульсов такая же, как и частота сетевого напряжения, то есть 50 Гц, а постоянная составляющая в спектре пульсирующего тока составляет примерно 32 % от амплитуды импульса (Р-169;1).

Р-169