Понижающий трансформатор 220 на 12 Вольт: виды и варианты использования, как выбрать и изготовить своими руками

Среди электротехнических устройств, предназначенных для преобразования электрической энергии, трансформаторы − наиболее известный и широко распространённый конструктивный элемент. Силовые модели используются в электрических сетях различного напряжения, а маломощные – в цепях управления и коммутации, а также в слаботочных сетях и для подключения различной электронной аппаратуры. Понижающий трансформатор 220 на 12 Вольт – для чего он нужен, и как устроены различные виды, как подключить и проверить, а также изготовить своими руками, − это тема настоящей статьи HomeMyHome.ru.

Для чего нужен понижающий трансформатор с 220 на 12 Вольт

Основное предназначение понижающего трансформатора – это преобразование первичного напряжения в 220 Вольт во вторичное в 12 Вольт, которое используется для:

• подключения источников света, работающих на напряжении 12 Вольт (светодиодные лампы и ленты, лампы накаливания и галогенные источники света, а также прочие светотехнические устройства);
• создания электрической сети в помещениях, где по правилам безопасности нельзя использовать напряжение бытовой электрической сети (220/380 Вольт);
• подключения слаботочных систем (видеонаблюдение, сигнализация и т.д.), работающих на низком напряжении постоянного тока.

Классификация и виды

Понижающие трансформаторы классифицируются по нескольким параметрам:

• по конструкции – электромагнитные и импульсные;
• по техническим характеристикам − электрическая мощность, максимально допустимая для подключения нагрузки;
• по виду исполнения – открытые или помещённые в защитный корпус;
• по типу использования – бытовые и промышленные.

Наиболее заметным отличием, определяющим возможности использования и применения понижающих трансформаторов напряжением 220/12 Вольт, является их конструкция.

Тороидальные (электромагнитные) модели

Трансформатор тороидальный (электромагнитный) 220 на 12 Вольт – это классический вариант подобных устройств. Конструкция электромагнитных моделей представляет собой сердечник, выполненный из специальных видов стали, на который намотаны первичная и вторичная обмотка. Преобразование электрической энергии происходит за счёт электромагнитной силы, образующейся в теле сердечника.

Достоинствами конструкции являются:

• надёжность;
• разнообразие моделей с различными техническими характеристиками и типами исполнения;
• относительно низкая стоимость.

К недостаткам можно отнести:

• большой вес;
• чувствительность к скачкам напряжения в электроснабжающей сети.

Электронные (импульсные) модели

Импульсные модели собираются из электронных компонентов, что значительно расширяет возможности понижающих трансформаторов данного типа.

Достоинствами электронных устройств являются:

• небольшие габаритные размеры и малый вес;
• устойчивость к перепадам напряжения в питающей сети;
• стабильность значений напряжения на выходе устройства;
• плавный старт при включении и высокие показатели коэффициента мощности.

Основой конструкции данного типа служит ферритовый сердечник с выполненной на нём электрической обмоткой, а также транзисторы, диоды и прочие электронные компоненты.

Устройство и принцип работы

Электронные и электромагнитные модели трансформаторов различаются как по своей конструкции, так и по принципу работы, поэтому следует их рассматривать раздельно:

• Трансформатор электромагнитный.

Как уже было написано выше, основой данной конструкции является тороидальный сердечник, изготовленный из электротехнической стали, на который намотаны первичная и вторичная обмотка. Между обмотками отсутствует электрический контакт, связь между ними осуществляется посредством электромагнитного поля, действие которого обусловлено явлением электромагнитной индукции. Схема понижающего электромагнитного трансформатора приведена на рисунке ниже, где:

• первичная обмотка подключается к сети напряжением 220 Вольт (U₁ на схеме) и в ней протекает электрический ток «i_1»;
• при подаче напряжения на первичную обмотку в сердечнике образуется электродвижущая сила (ЭДС);
• ЭДС создаёт на вторичной обмотке разность потенциалов (U₂ на схеме) и как следствие − наличие электрического тока «i₂» при подключённой нагрузке (Z_н на схеме).

Заданное значение напряжения на вторичной обмотке создаётся путём намотки определённого количества витков провода на сердечник устройства.

• Трансформатор электронный.

В конструкции подобных моделей предусмотрено наличие электронных компонентов, посредством которых осуществляется преобразование напряжения. На приведённой ниже схеме напряжение электрической сети подаётся на вход устройства (INPUT), после чего посредством диодного моста оно преобразуется в постоянное, на котором работают электронные компоненты прибора.

Управляющий трансформатор намотан на ферритовом кольце (обмотки I, II и III), и именно его обмотки управляют работой транзисторов, а также обеспечивают связь с выводным трансформатором, выдающим преобразованное напряжение на выход устройства (OUTPUT). Кроме этого, в схеме присутствуют конденсаторы, обеспечивающие требующуюся форму выходного сигнала напряжения.

Приведённая схема электронного трансформатора может быть использована для подключения галогеновых ламп и прочих источников света, работающих на напряжении 12 Вольт.

Основные технические характеристики

Технические характеристики определяют возможности использования понижающего трансформатора, а также условия его эксплуатации, что выражается в следующих показателях:

• номинальное первичное напряжение;
• номинальная мощность;
• режим и условия использования;
• степень защиты по ГОСТ 14254-96;
• материал корпуса (если таковой имеется).

Как выбрать трансформатор для люстры

Люстра – это тип подвесного светильника, в конструкции которого предусмотрена установка нескольких источников света (ламп). Если раньше в качестве источников света, устанавливаемых в люстры, были только лампы накаливания, то вопрос о выборе понижающего трансформатора для таких светотехнических изделий вообще не стоял. Сегодня, в связи с внедрением энергосберегающих технологий, всё большее распространение получают люстры, оснащаемые энергоэффективными источниками света. В этом случае вопрос о выборе трансформатора становится очень актуальным.

При выборе понижающего трансформатора, предназначенного для подключения галогенных или светодиодных ламп, следует обратить внимание на:

• номинальное напряжение, на которое рассчитаны устанавливаемые источники света;
• мощность всех установленных ламп, предусмотренных к размещению в одном светильнике, должна соответствовать номинальной мощности трансформатора.

Кроме этого, при выборе преобразователя напряжения необходимо обратить внимание на его вес и габаритные размеры, позволяющие разместить устройство в корпусе светильника (люстры).

Как подключить понижающий трансформатор      

С подключением подобного оборудования не должно быть проблем, даже у человека, очень далёкого от электротехники. Причиной тому является маркировка, наносимая на корпусе понижающего трансформатора и указывающая, к каким клеммам следует присоединить провода от сети электроснабжения, а к каким – нагрузку. Фазный провод подключается к клемме «L» или «220», а нулевой – к «N» или «0», что зависит от вида маркировки, выбранного производителем.

Маркировка выводов первичной и вторичной обмотки на понижающем трансформаторе электронного типа, предназначенного для подключения источников света

Как проверить понижающий трансформатор         

Для того чтобы проверить исправность и работоспособность понижающего трансформатора, понадобится мультиметр (тестер) – комбинированный электроизмерительный прибор. Если на трансформаторе отсутствует маркировка, то изначально определяются концы обеих обмоток. Для этого щупы тестера прикладываются к выводным клеммам (проводам) проверяемого устройства, при этом мультиметр используется в режиме измерения сопротивления. Когда концы обмоток обозначены, определяется, какая из них первичная, а какая − вторичная. Для этого изучаются значения сопротивлений в обмотках, в первичной оно будет больше, во вторичной – меньше.

При наличии большего количества обмоток работы выполняются аналогично, с той лишь разницей, что появляется необходимость в прозвонке большего количества выводов. Для проверки работоспособности на первичную обмотку подаётся напряжение, а ко вторичной подключается нагрузка в виде источника света соответствующего класса напряжения.

Статья по теме:

В публикации рассмотрим, как правильно пользоваться мультиметром, как устроен прибор, принцип работы, какие существуют разновидности, рекомендации специалистов.

Изготовление понижающего трансформатора с 220 на 12 Вольт своими руками

В настоящее время в продаже можно найти любой понижающий трансформатор, отвечающий всем требованиям, предъявляемым к данному виду технических устройств. Тем не менее, людям, имеющим творческую жилку и желающим изготавливать всё своими руками, вполне доступно собрать понижающий трансформатор своими руками. Все работы по самостоятельному изготовлению подобного изделия можно разбить на несколько этапов: подготовительный, выполнение работ и проверка работоспособности.

Подготовительный этап

На этом этапе следует:

• определиться с типом собираемого аппарата – электромагнитный или электронный;
• определить технические параметры, необходимые для дальнейшего использования, – мощность и место установки, допустимые габаритные размеры и вес;
• рассчитать параметры первичной и вторичной обмотки, в случае изготовления электромагнитной модели;
• приобрести необходимые материалы и комплектующие.

При изготовлении электронного устройства необходимы навыки работы с паяльником и начальные знания в области электроники. В этом случае изначально выбирается схема устройства, и, соответственно, под неё готовятся электронные компоненты (транзисторы, конденсаторы и прочие). В случае изготовления электромагнитной модели сначала потребуется рассчитать обмотки собираемого прибора, после чего выполнять все остальные операции.

Для определения числа витков N₁ в первичной обмотке необходимо воспользоваться формулой:

N₁ = (40 – 60) / S, где

• S – сечение магнитопровода (сердечника) трансформатора, измеряется в см²;
• 40–60 – это показатель (константа), определяющий тип и качество сердечника.

Сечение сердечника определяется исходя из геометрических размеров используемых заготовок: окно, ширина и толщина щёк сердечника. Сечение провода в первичной обмотке должно соответствовать току, который будет протекать в ней при эксплуатации, что определяется величиной подключаемой нагрузки, в числовом выражении это определяется как:

I₁ = P / U, где

• I₁ – ток, протекающий в первичной обмотке;
• P – мощность подключаемой нагрузки;
• U – напряжение на первичной обмотке.

Соответственно, зная величину протекающего по проводам тока, можно выбрать их допустимое сечение, в соответствии с требованиями, регламентированными Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Аналогичным образом определяется и сечение провода для вторичной обмотки.

Количество витков в каждой из обмоток определяется по формуле:

W = U × (V / 10), где

• W – количество витков в обмотке;
• U – напряжение в обмотке трансформатора;
• V – частота электрического тока – 50 Гц.

Определившись с количеством витков, а значит, и с размерами сердечника, а также необходимой длиной и сечением провода в обеих обмотках, можно готовить необходимые материалы для выполнения работ:

• провод для обеих обмоток;
• сердечник – можно приобрести новый или использовать от бывшей в употреблении техники (телевизор, радиоприёмник и т.д.);
• изоляционные материалы (лента, бумага и прочие).

Кроме этого, можно изготовить намоточный станок, облегчающий изготовление обмоток, в случае варианта, когда обмотки выполняются в виде катушек, размещаемых на сердечнике.

Выполнение работ

Когда все подготовительные мероприятия выполнены, можно приступать к изготовлению и сборке трансформатора, в этом случае работы выполняются следующим образом:

Иллюстрация	Описание действия
	Из электротехнического картона или иного материала изготавливаются каркасы катушек.
	При помощи намоточного станка или вручную на катушки наматывается провод, количество витков на каждой катушке должно соответствовать значениям, определённым расчётным путём для каждой из обмоток.
	Катушки помещаются на подготовленный сердечник, их концы фиксируются и обозначаются соответствующим образом.

Проверка работоспособности

Когда трансформатор собран, а все его узлы надёжно закреплены и заизолированы, необходимо проверить его работоспособность. Для этого на первичную обмотку подаётся напряжение 220 Вольт, а к вторичной подключается нагрузка, рассчитанная на работу на напряжении 12 Вольт.

В случае успешного испытания, собранное изделие помещается в подготовленный корпус или устанавливается в предназначенном для размещения место.

Сколько стоит и где купить понижающий трансформатор 220/12 Вольт – обзор цен

Цена на трансформаторы 220 на 12 Вольт зависит от их технических характеристик, назначения и степени защиты, а также места их реализации. Данные изделия можно купить в магазинах светотехники и электротехнических изделий, торговых сетях различного оборудования и строительных материалов, а также в сети Интернет.

В следующей таблице приведена стоимость различных моделей понижающих трансформаторов при реализации их через интернет-ресурсы, по состоянию на II квартал 2018 года.

Модель	Технические характеристики	Средняя стоимость (по состоянию на май 2018 г.), рублей
TDM SQ0360-0011	Электромагнитный 220/12В 35−105Вт	529
TDM SQ0360-0010	Электромагнитный 220/12В 20−60Вт	389
ЯТП-0,25	Электромагнитный 0,25 кВт, 220/12В, IP30	1500
GALS ET-190K	Электронный 220/12V 105W	550
GALS ET-190T	Электронный 220/12V 250W	1469
СВЕТОЗАР SV-44955	Электронный 220/12В, 1 вход−2 выхода	215
СВЕТОЗАР SV-44965	Электронный 220/12В 2 входа−3 выхода	649
NT-EH-060-EN Navigator	Электронный 220−12V 60W	200
NT-EH-105-EN Navigator	Электронный 220−12V 105W	270

Наличие различных моделей, отличающихся по техническим характеристикам, размерам и условиям эксплуатации, позволяет выбрать понижающий трансформатор в соответствии с предъявляемыми к нему требованиями в разных ценовых диапазонах.

В настоящее время купить преобразователь напряжения не составляет труда, главное − сделать правильный выбор в многообразии предложений на рынке электротехнических изделий

Видео: понижающий трансформатор: как выбрать и подключить

https://www.youtube.com/watch?v=L9W9eaRpb-I&feature=youtu.be

Как вам статья?