Jak nawinąć transformator, by nie wywalało korków i się nie palił?

Cześć, na wstępie chcę powiedzieć, że jestem początkujący, a po godzinach spędzonych na poszukiwaniach i testach już nie wiem, co robić, i nie mam kogo się poradzić.

A więc chcę zrobić własny transformator, ale natykam się na problem: jeśli nawinę relatywnie gruby drut z niewielkim oporem około 2 Ω, to wywala korki, a jeśli nawinę cienki drut 3-7 Ω, to momentalnie się pali i również wywala korki. Zwróciłem uwagę, że transformator zasilacza ma około 1600 Ω w pierwotnym uzwojeniu i trochę się pogubiłem. Z tego, co rozumiem, natężenie na tym uzwojeniu powinno wynosić 220 V/1600 Ω = 0,13 A, ale czemu ten drut się nie pali? Tu nie jestem pewien, czy dobrze wykorzystuję wzór na P = I²*R, co dawałoby 27 W. Wydaje mi się, że na drut wielkości włosa to bardzo dużo. A natężenie 0,13 A też nie wydaje się duże, żeby wygenerować pole elektromagnetyczne. Na czym to polega? Czy moje obliczenia są dobre? I czy pomimo małego natężenia duża ilość zwojów sprawia, że transformator i tak działa?

Z góry dziękuję za odpowiedzi i liczę na wyrozumiałość.

Obliczasz dla prądu stałego, a tam takiego nie ma.

Zobacz to: Transformatory sieciowe - podstawy.

Rezystancja w transformatorze nie jest istotna dla zasady działania, nawet transformator wykonany z nadprzewodnika może działać poprawnie i nie robić zwarcia.

Za to, że transformator pobiera niewielki prąd ze źródła napięcia przemiennego, odpowiada reaktancja indukcyjna. Ale transformatorów nie projektuje się, żeby osiągnąć określoną indukcyjność czy reaktancję. Transformatory projektuje się tak, aby indukcja w rdzeniu nie dochodziła do nasycenia (nie mylić indukcji z indukcyjnością).

Z warunku na indukcję wynika ograniczona liczba woltów na zwój, dla danej powierzchni przekroju rdzenia.
Jak z obliczeń wychodzi, że jakiś tam rdzeń wymaga 1000 zwojów, żeby mógł pracować z 230V ~, to nie możesz dać 500 zwojów, bo wtedy na pewno się spali, bo rdzeń się nasyci. Kiedy rdzeń się nasyca, to tak jakby go nie było, wtedy płynie bardzo duży prąd ograniczony tylko rezystancją uzwojenia i transformator się pali. A rezystancja uzwojeń powinna być niska, bo ona nie robi nic dobrego, tylko zwiększa straty i spadek napięcia pod obciążeniem.
Podobnie jakbyś ze sprawnego transformatora sieciowego wyjął rdzeń i załączył, to też się spali. Jakbyś na transformator zaprojektowany na 230 V~ podał 400 V~, też się spali.

rogalskimarcin321 napisał:

Cześć, na wstępie chcę powiedzieć, że jestem początkujący (...) A więc chcę zrobić własny transformator

Transformator zasilający o konkretnych wymaganych (napięcia, prądy) na początek się oblicza, potem dobiera odpowiedni rdzeń, kombinuje(?) przekładki izolujące warstw i sekcji (te grubsze), warto mieć też jakąś choćby prymitywną nawijarkę, nawet taką na korbkę, choć ja jako nastolatek pierwszy raz namotałem transformator zasilający do wzmacniacza lampowego "z ręki" Dla transformatora 27 W naprawdę warto się tak trudzić, nie lepiej dobrać coś gotowego? Powodzenia.

rogalskimarcin321 napisał:

jeśli nawinę relatywnie gruby drut z niewielkim oporem około 2 Ω, to wywala korki, a jeśli nawinę cienki drut 3-7 Ω, to momentalnie się pali i również wywala korki.

Jaki jest rdzeń - materiał i wymiary kolumny na której jest uzwojenie? Zmierz i pokaż zdjęcie. Ile zwojów nawijasz na tym rdzeniu? Omomierzem to co najwyżej możesz sprawdzić ciągłość uzwojeń...
Tak jak koledzy wcześniej napisali - to działa inaczej, niż sobie założyłeś. W dużym skrócie i uproszczeniu - im większe pole przekroju poprzecznego rdzenia (większa indukcja do "przeniesienia" pomiędzy uzwojeniami) tym grubszy drut i mniej zwojów, czyli większe moce można przenieść pomiędzy uzwojeniami.
Uważaj z napięciem 230 V~ "z gniazdka" - jest naprawdę niebezpieczne! Lepiej byłoby przeprowadzać doświadczenia i próby z napięciem bezpiecznym np. 24 V~ - po transformatorze separacyjnym, aby nie operować na napięciu sieciowym.

Nawinięcie tak dużej ilości zwojów, jaka jest potrzebna dla uzwojenia sieciowego, z zachowaniem odstępów izolacyjnych wymaga staranności i cierpliwości. Jeśli masz potrzebę posiadania transformatora, to najlepiej kupić. Jeśli chcesz eksperymentować, to lepiej z niskim napięciem, bo dla niskiego napięcia potrzeba mało zwojów. Można przykładowo wziąć gotowy transformator toroidalny z niezalanym środkiem (bo ma dużo miejsca na dodatkowy drut), nawinąć kilka zwojów i uzyskasz może z 1 V. Z takiego źródła zasilić inny transformator, który będzie miał po kilka-kilkanaście zwojów.

Orientacyjnie liczba zwojów uzwojenia pierwotnego na 230 V~ przy 50 Hz pomnożona przez przekrój rdzenia ma dawać 1 m².

Ale to jeszcze zależy od materiału rdzenia. Rdzeń z blachy krzemowej transformatorowej będzie się trochę grzał - dla małego transformatora to jest dopuszczalne, dla większego trzeba nieco więcej zwojów, niż wychodzi z takiego prostego wzoru. A na rdzeń z permalloyu (stosuje się go raczej w transformatorach głośnikowych, nie sieciowych) trzeba nawijać więcej zwojów, bo permalloy ma znacznie mniejszą indukcję nasycenia niż blacha krzemowa, za to mniej się grzeje i przy bardzo dużej mocy pewnie transformator w rdzeniem z permalloyu byłby mniejszy.

Dziękuję bardzo wszystkim, wygląda na to, że źle zrozumiałem działanie; myślałem, że jest to prostsze i uda mi się uniknąć wykonywania obliczeń bo wydawały się bardzo skomplikowane, ale jednak trzeba. Transformator robię dla siebie dla nauki i do szkoły na projekt, i muszę przyznać, że uparcie się, aby robić na 230 V było głupie. Użyję jakiegoś z moich zasilaczy bez mostka, spróbuję też ogarnąć induktancję i nasycenie rdzenia.
Jeszcze raz bardzo wszystkim dziękuję, napisałem wpis o 1 w nocy, a rano odpowiedziały mi 4 osoby. Miłego dnia życzę!

Pewnie w podręczniku masz wzór: napięcie indukowane w cewce (siła elektromotoryczna) = liczba zwojów × szybkość zmiany strumienia magnetycznego w czasie? To wzór, od którego się zaczyna obliczanie, ile zwojów powinno mieć uzwojenie transformatora. Przez pół okresu znak napięcia jest stały i strumień magnetyczny zmienia się od maksymalnej wartości w jedną stronę do maksymalnej w drugą. Cała zmiana strumienia odpowiada średniemu napięciu równemu 0,9 (dokładniej √8/π) napięcia skutecznego, pomnożonemu przez czas połowy okresu.

W układzie SI masz wygodne jednostki do takich wyliczeń: Wb (weber) = V·s to jednostka strumienia magnetycznego; T (tesla) = Wb/m², to jednostka indukcji. Dla permalloyu maksymalna indukcja to 0,9 T, dla blachy krzemowej około 2 T. Jak weźmiesz rdzeń z blachy krzemowej o przekroju (samej blachy) 1 m² i zmienisz jego namagnesowanie od -2 T do +2 T w ciągu 1 sekundy, to w 1 zwoju wokół tego rdzenia będzie średnie napięcie 4 V.

Jak obliczyć i wykonać transformator sieciowy i głośnikowy, jest ładnie opisane w książce "Z radiem i telewizją za pan brat" niemieckiego autora przetłumaczonej na język polski. Polecam.

rogalskimarcin321 napisał:

Użyję jakiegoś z moich zasilaczy bez mostka, spróbuję też ogarnąć induktancję i nasycenie rdzenia.

Możesz tak zrobić. Żeby nic nie zepsuć, musisz wiedzieć, jaka jest wydajność prądowa transformatora w zasilaczu i trzeba mieć amperomierz w obwodzie, żeby jej nie przekroczyć, jeśli zwojów będzie za mało, to prąd będzie za duży i transformator w zasilaczu będzie przeciążony.

jerzyp2015 napisał:

Nikt Ci nie wciśnie podstaw elektromechaniki do głowy na odległość.

Prezentujesz postawę sfrustrowanych belfrów. Wiedza nie jest po to, by ją komukolwiek wciskać. Jest człowiek, który sam chce coś zrobić, to ma motywację. Ta motywacja może być wykorzystana do nauki, a może być zmarnowana. Stare belfry mają to w d..., dla nich liczą się tylko papierki z ocenami. Nie rozumieją, że można budować działające urządzenia, nie mając podstaw (ucząc się wybiórczo), a nie można się nauczyć, nie mając motywacji.

Autor źle zaczął, dowiedział się, dlaczego było źle, teraz ma okazję zrobić to inaczej.

jerzyp2015 napisał:

Na początek dlaczego drut srebrny, złoty jest lepszy do przewodzenia prądu niż aluminiowy, miedziany czy stalowy.

A co to ma do zrozumienia i wykonania projektu transformatora przez autora?

rogalskimarcin321 napisał:

Transformator robię dla siebie dla nauki i do szkoły na projekt,

O rezystancji uzwojenia było już:

jarek_lnx napisał:

Rezystancja w transformatorze nie jest istotna dla zasady działania, nawet transformator wykonany z nadprzewodnika może działać poprawnie i nie robić zwarcia.
(...)
A rezystancja uzwojeń powinna być niska, bo ona nie robi nic dobrego, tylko zwiększa straty i spadek napięcia pod obciążeniem.

Sposobem na uniknięcie przeciążenia transformatora jest włączanie szeregowo zwykłej żarówki (takiej z włóknem wolframowym). Tylko dobrze jest wiedzieć, jaki prąd jest dopuszczalny dla uzwojeń, a jaki może popłynąć przez żarówkę. No i jakie jest dopuszczalne napięcie żarówki (napięcie z reguły jest napisane, prąd może jest podany, a może podana jest moc i trzeba przeliczyć).

rogalskimarcin321 napisał:

spróbuję też ogarnąć induktancję i nasycenie rdzenia.

Nie musisz !
(Doradcy nigdy nie projektowali transformatorów.)
Są nawet nomogramy do projektowania transformatorów

Pierwsza rzecz to książka.
Piewsze trafo sieciowe zrobiłem majac 17 lat.
Wiele lat temu. korzystałem z książki Witoda Kozaka pt: "Radioamatorstwo w szkole".
Zrobiłem korzystając z rdzenia dławika rozbitej latarni.

Dużym uproszczeniem dla obliczeń dla transformatorów sieciowych, jest prosty wzór; 44/S (lub 45/S, zależnie od trybu pracy; ciągła/dorywcza), S-czyli pole przekroju kolumny głównej (w cm 2). Wynik to ilość zwojów na wolt, reszta to matematyka ze szkoły podstawowej.

A ja się nie chwalę, zrobiłem transformator korzystając z nomogramu i opisu zamieszczonego w gazecie Zrób To Sam. Jeden źle policzony spalił się szybko. Drugi poprawiony działał bez problemu. Wcześniej przezwajałem transformator na niższe napięcie, więc to się nie liczy, bo nic nie liczyłem. Na forum ktoś opisywał jak policzyć transformator. Było też chyba w gazetach typu EdW. Po tych wyczynach nie byłem zmuszony do przezwajania lub nawijania nowego transformatora.

CYRUS2 napisał:

Wiele lat temu. korzystałem z książki Witoda Kozaka pt: "Radioamatorstwo w szkole".

O, moja pierwsza książka elektroniczna wypożyczyłem ja kiedyś w bibliotece SP w 3 klasie. Co prawda już "trąciła myszką" bo to było w erze mikroprocesorów, ale była niezwykle pouczająca.
Nawet kupiłem niedawno egzemplarz na półkę.

A co do trafa - dobrze znać chociaż zasady projektowania transformatorów. Wprawni dawniejsi elektronicy nawijali trafo na podstawie wagi i przekroju rdzenia z użyciem jakichś tabelek.

CYRUS2 napisał:

Wiele lat temu. korzystałem z książki Witoda Kozaka pt: "Radioamatorstwo w szkole".

Też tą książkę posiadam i była jedną z pierwszych jaką kupiłem.

LEDówki napisał:

A ja się nie chwalę, zrobiłem transformator korzystając z nomogramu

Bo to jest łatwe ipraktyczne.

CYRUS2 napisał:

Nie musisz !
(Doradcy nigdy nie projektowali transformatorów.)
Są nawet nomogramy do projektowania transformatorów

Nawet był taki nomogram w linku w drugim poście.
Ja właśnie przez takie uproszczone metody miałem trudności w pełnym zrozumieniu działania transformatora i jest wielu ludzi na elektrodzie którzy nie rozumieją jak działa transformator, ale umieją dobrać ilość zwojów To są ci którym się wydaje że przekrój rdzenia jednoznacznie określa moc i ci co mówią że transformator z mikrofalówki jest oszukany bo im nie wychodzi żeby mógł mieć 700W.

W ZTS było słówko o tym, że indukcja w rdzeniu może być większa dla pracy dorywczej i mniejsza dla pracy ciągłej. Czy było coś o nasyceniu rdzenia,to nie pamiętam. Artykuł dość dobrze objaśniał amatorom jak zrobić dobrze działający transformator. Czasem autorowi chce się coś objaśnić z korzyścią dla czytelnika.

LEDówki napisał:

Czasem autorowi chce się coś objaśnić z korzyścią dla czytelnika.

Czy z korzyścią, to zależy, jak chciałem zaprojektować pierwszy transformator na kHz, to miałem trudność, bo zdawało mi się że sieciowe projektuje się inaczej i nie mogłem się połapać o co w tym wszystkim chodzi. Przyczyną było to że źle nauczyłem się na początku, zamiast zasady działania, umiałem metodę która nie była uniwersalna.

Metoda która jest uniwersalna zajmuje całą stronę w książce i jeszcze troszkę .
Księga z lat 70 ubiegłego stulecia .
( mam brak dostępu do księgozbioru IGF PAN tam to wyczytałem )

Cześć, jestem w szoku jaka społeczność elektrody jest otwarta i pomocna, myślałem że mnie zwyzywają a wszyscy są super pomocni.

Mam duży problem ze znalezieniem wzorów na obliczenie transformatora ale ktoś na pv napisał że jest na to temat na elektrodzie więc jeszcze się dopytam o link znalazłem też jeden temat na elektrodzie (nie wiem czy to ten sam o którym powiedziano mi na pv) i były tam w miarę proste wzory nawinałem więc nawiązując do wzoru 100zwojów i zasiliłem 10V i działa... Po części rdzeń który mam na pewno nie jest idealny, użyłem dwa statory C zespawane na dole aby zrobić rdzeń EI a na górę daję kawałek blaszki po podłączeniu wydaje charakterystyczny dla transformatora szum. Na obecna chwile jeszcze za dużo nie eksperymentował bo musiałem odpocząć od transformatoeów ale nawinałem kilka zwojów wtórnych i nie odczytałem nic (sądzę że może być za małe napięcie na mój miernik, min 200Vac) jeszcze poeksperymentuje, przy okazji raczej do szkoły wezmę film działającego transformatora nie chcę wywalić korków czy coś odwalić. Podsumowując czy te obliczenia są dobre a jeśli nie zna ktoś jakieś relatywnie proste wzory na przybliżone obliczenie zwojów załączam zdjęcie rdzenia i obliczeń które wykorzystałem mam 3 pytania co do wzorów jeśli są ok
1. W jakiej jednsotce jest wyrażone Q
2. Po co obliczać U2? Czy ilość zwojów na wtórnym uzwojeniu nie powinna działać niezależnie od ilości zwojów (z pewnymi granicami oczywiście)
3.czy jeśli obliczyłem U1 i wyszło mi 100 czy to jest minimalna maksymalna czy idealna ilość zwojów?

Z góry dziękuje i mam nadzieję że nie musimy się tu kłócić ale dziękuje za stanięcie w mojej obronie.

Co innego amator, który w czasach powszechnych niedoborów musiał sobie radzić sam. Co innego inżynier, który być może miał wszystko pod ręką i zawodowo zajmował się tym, czym amator zajmował się od przypadku do przypadku. Owe ZTS były z lat 84-88. Uwaga Jarka jest bardzo ważna - wielu amatorów traktuje problemy pobieżnie, aby tylko je rozwiązać. To się może później mścić, jeśli amator ne rozumie zastosowanego rozwiązania.
Wątków o liczeniu transformatora było sporo: Link.

rogalskimarcin321 napisał:

Mam duży problem ze znalezieniem wzorów na obliczenie transformatora ale ktoś na pv napisał że jest na to temat na elektrodzie więc jeszcze się dopytam o link

Na elektrodzie nie szukałem ale znalazłem w skondensowanej postaci praktycznie od zera wytłumaczone co i jak
https://grylewicz.pl/transformatory-sieciowe-cz-1-podstawy/

rogalskimarcin321 napisał:

To co na zdjęciu nadaje się tylko do utylizacji.
Na tym nie wyjdzie żaden eksperyment.

Musisz zdobyć rdzeń z blach E-I przdałby sie karkas.

Wow ale super strona bardzo fajnie wytłumaczone. Co do rdzenia tak sądziłem że nie jest on zbyt optymalny będę jutro na wiosce gdzie dziadek ma pełno rdzeni i blaszek spróbuję trochę ogarnąć.

Dziękuje bardzo za pomoc jutro pewnie pojawią się nowe pytania albo przy odrobinie szczęście finał wątku.

rogalskimarcin321 napisał:

Co do rdzenia tak sądziłem że nie jest on zbyt optymalny będę jutro na wiosce gdzie dziadek ma pełno rdzeni i blaszek spróbuję trochę ogarnąć.

Poszukaj też źródła drutu miedzianego emaliowanego do nawijania uzwojeń, jak znajdziesz jakieś karkasy to staraj się nie uszkodzić ich mechanicznie.