Poznámky redaktora
Transformátory pro
hračky jsou výslovně předepsány pro hračky
napájené síťových zdrojů (např.
**vzorec_3**
4
Fe0 10
2
π2
QNfBU
**vzorec_4**
QBQBΦΦ 2121
**vzorec_5**
2
2
1
1
2
2
1
1
N
U
N
U
Nf
U
Nf
U
**vzorec_6**
1
2
2
1
1
2
2
1
221121
N
N
I
I
U
U
I
I
IUIUPP
**vzorec_7**
2
2
2
1
2
1
1
2
2
1
2
1
2
2
2
1
1
1
N
N
Z
Z
I
I
U
U
Z
Z
I
U
Z
I
U
Z
**vzorec_8**
2
1
1
2
2
1
2
1
Z
Z
I
I
N
N
U
U
p
**vzorec_10**
AV15,9
85,0
5,13
85,0
22
1
PP
P
**vzorec_11**
2
1 cm498,39,152,12,1
**vzorec_12**
V/závit0,1332104505,144,410
2
π2 440
QfB
N
U
**vzorec_13**
závitu/V7,5
1332,0
1
0
jm
U
N
N
**vzorec_14**
A0,0691
230
9,15
1
1
1
U
P
I
4
Fe
4
Fe 10π210
QNfBNQ
4
Fe 10
QNf
QB
2
2
1
1
2 N
U
N
U
1
2
2
1
1
2
2
1
22
N
N
I
I
U
U
I
I
IU
2
2
2
1
2
1
1
2
2
1
2
1
2
2
N
N
Z
Z
I
I
U
U
Z
Z
I
U
2
1
1
2
Z
Z
AV15,9
85,0
5,13
2
cm498,39,152
V/závit0,1332104505,144,410 44
Q
závitu/V7,5
32
A0,0691
(12)
Jmenovitý počet závitů V potom je:
(13)
**vzorec_2**
4
Fe
4
Fe0 10π210
QNfBNQBNΦu
**vzorec_3**
4
Fe0 10
2
π2
QNfBU
**vzorec_4**
QBQBΦΦ 2121
**vzorec_5**
2
2
1
1
2
2
1
1
N
U
N
U
Nf
U
Nf
U
**vzorec_6**
1
2
2
1
1
2
2
1
221121
N
N
I
I
U
U
I
I
IUIUPP
**vzorec_7**
2
2
2
1
2
1
1
2
2
1
2
1
2
2
2
1
1
1
N
N
Z
Z
I
I
U
U
Z
Z
I
U
Z
I
U
Z
**vzorec_8**
2
1
1
2
2
1
2
1
Z
Z
I
I
N
N
U
U
p
**vzorec_10**
AV15,9
85,0
5,13
85,0
22
1
PP
P
**vzorec_11**
2
1 cm498,39,152,12,1
**vzorec_12**
V/závit0,1332104505,144,410
2
π2 440
QfB
N
U
**vzorec_13**
závitu/V7,5
1332,0
1
0
jm
U
N
N
**vzorec_14**
A0,0691
230
9,15
1
1
1
U
P
I
kde
Njm jmenovitý počet závitů V.
(14)
**vzorec_1**
tΦNu
**vzorec_2**
4
Fe
4
Fe0 10π210
QNfBNQBNΦu
**vzorec_3**
4
Fe0 10
2
π2
QNfBU
**vzorec_4**
QBQBΦΦ 2121
**vzorec_5**
2
2
1
1
2
2
1
1
N
U
N
U
Nf
U
Nf
U
**vzorec_6**
1
2
2
1
1
2
2
1
221121
N
N
I
I
U
U
I
I
IUIUPP
**vzorec_7**
2
2
2
1
2
1
1
2
2
1
2
1
2
2
2
1
1
1
N
N
Z
Z
I
I
U
U
Z
Z
I
U
Z
I
U
Z
**vzorec_8**
2
1
1
2
2
1
2
1
Z
Z
I
I
N
N
U
U
p
**vzorec_10**
AV15,9
85,0
5,13
85,0
22
1
PP
P
**vzorec_11**
2
1 cm498,39,152,12,1
**vzorec_12**
V/závit0,1332104505,144,410
2
π2 440
QfB
N
U
**vzorec_13**
závitu/V7,5
1332,0
1
0
jm
U
N
N
**vzorec_14**
A0,0691
230
9,15
1
1
1
U
P
I
6.
Úpravou základní transformátorové rovni-
ce získáme napětí při navinutí jednoho závitu
při indukci 1,5 T (při jsou nyní nominálně
určovány ztráty v plechovém jádru). Používají např. Je-li potřebný počet závitů bude
počet vrstev vinutí:
**vzorec_15**
11
1
1
2
1
1 65,0
4
π
Id
Id
S
**vzorec_16**
mm226,0mm2,017,00691,065,065,0 111 dId
**vzorec_17**
mm0,762mm0,7165,0165,065,0 222 dId
**vzorec_18**
a
dN
d
a
N
**vzorec_19**
mm3,12
8,26
226,01641 22
11
1
a
dN
b
**vzorec_20**
mm2,32
8,26
762,0107 22
22
2
a
dN
b
**vzorec_21**
mm7,7425,7)5,032,212,3(25,1)(25,1 izol21 bbbb
(18)
Každá vrstva tloušťku odpovídající
průměru vodiče celková tloušťka jednoho
vinutí tedy je:
**vzorec_15**
11
1
1
2
1
1 65,0
4
π
Id
Id
S
**vzorec_16**
mm226,0mm2,017,00691,065,065,0 111 dId
**vzorec_17**
mm0,762mm0,7165,0165,065,0 222 dId
**vzorec_18**
a
dN
d
a
N
**vzorec_19**
mm3,12
8,26
226,01641 22
11
1
a
dN
b
**vzorec_20**
mm2,32
8,26
762,0107 22
22
2
a
dN
b
**vzorec_21**
(19)
d
**vzorec_19**
mm3,12
8,26
226,01641 22
11
1
a
dN
b
**vzorec_20**
mm2,32
8,26
762,0107 22
22
2
a
dN
b
**vzorec_21**
m7,7425,7)5,032,212,3(25,1)(25,1 izol21 bbbb
(20)
Takto vypočítáme tloušťky jednotlivých
vinutí, sečteme je, přičteme tloušťku izola-
ce, která odděluje jednotlivá vinutí, a k cel-
kovému součtu připočítáme vzhledem
k tomu, vinutí nikdy nenavineme ideálně
těsně a až krajů v každé vrstvě. Zvláště
by mělo být zdůrazněno,
že malé transformátory musí být obzvlášť
dobře zabezpečeny proti úrazu elektrickým
proudem, jestliže s nimi přicházejí styku
osoby neznalé, bez elektrotechnické kvali-
fikace.
Závěr
V článku jsou velmi
zkráceně popsány hlav-
ní principy činnosti a vý-
počtu malých jednofázo-
vých transformátorů.
Z katalogu cívkových těles lze přečíst
tyto rozměry:
šířka jedné vrstvy a = 26,8 mm,
výška prostoru pro vinutí b = 7,7 mm. Jmenovité výstupní napětí smí
být nejvýše výkon nesmí přesáhnout
200 V·A a transformátor musí mít ochran-
nou izolaci (ochranná třída II). Té-
měř zcela vynechána byla
tematika výpočtu ztrát,
grafických značek, popisu
štítků, měření, náhradních
schémat a mezních stavů,
třífázových transformá-
torů autotransformáto-
rů.63ELEKTRO 6/2011
jak dělá. Vypočítáme primární proud I1
K výpočtu průměru vodiče primárního vi-
nutí musíme nejdříve vypočítat velikost pri-
márního proudu I1. Určíme počet závitů V. Vypočítáme průřez jádra Q transformátoru.
2.
4.
S
Obr.
Zvolíme typové jádro transformátoru
EI 60/20 s průřezem středního sloupku 2 ×
× 2 = cm2
.
7.
Závěrem bych chtěl všem zájemcům o vlast
noručně navržené a postavené transformá-
torky popřát hodně úspěchů při jejich výpo-
čtech i realizaci. Je-li tomu tak, to
v pořádku a můžeme bez obav vinout, opač-
ném případě, nutné zvolit vodič o menším
průměru nebo jádro s větším okénkem. Pro
uvažovaný transformátor platí:
11
1
1 65,0
4
IdS
**vzorec_16**
m226,0mm2,017,00691,065,065,0 111 dId
**vzorec_17**
mm0,762mm0,7165,0165,065,0 222 dId
**vzorec_18**
a
dN
d
a
N
**vzorec_19**
mm3,12
8,26
226,01641 22
11
1
a
dN
b
**vzorec_20**
mm2,32
8,26
762,0107 22
22
2
a
dN
b
**vzorec_21**
m7,7425,7)5,032,212,3(25,1)(25,1 izol21 bbbb
**vzorec_15**
11
1
1
2
1
1 65,0
4
π
Id
Id
S
**vzorec_16**
mm226,0mm2,017,00691,065,065,0 111 dId
**vzorec_17**
mm0,762mm0,7165,0165,065,0 222 dId
**vzorec_18**
a
dN
d
a
N
**vzorec_19**
mm3,12
8,26
226,01641 22
11
1
a
dN
b
**vzorec_20**
mm2,32
8,26
762,0107 22
22
2
a
dN
b
**vzorec_21**
mm7,7425,7)5,032,212,3(25,1)(25,1 izol21 bbbb
(21)
Transformátor lze za-
čít navíjet, zkušební výpo-
čet potvrdil, všech-
na vinutí vymezeného
prostoru s rezervou vejdou. Určíme průměry vodičů jednotlivých vi-
nutí..
Průřez z něho stanovený průměr) vo-
diče primárního vinutí potom při hustotě
proudu A/mm2
:
(15)
**vzorec_15**
11
1
1
2
1
1 65,0
4
π
Id
Id
S
**vzorec_16**
mm226,0mm2,017,00691,065,065,0 111 dId
**vzorec_17**
mm0,762mm0,7165,0165,065,0 222 dId
**vzorec_18**
a
dN
d
a
N
**vzorec_19**
mm3,12
8,26
226,01641 22
11
1
a
dN
b
**vzorec_20**
mm2,32
8,26
762,0107 22
22
2
a
dN
b
**vzorec_21**
mm7,7425,7)5,032,212,3(25,1)(25,1 izol21 bbbb
Pro naše zadání platí pro průměr holého
a izolovaného vodiče
**vzorec_15**
11
1
1
2
1
1 65,0
4
π
Id
Id
S
**vzorec_16**
mm226,0mm2,017,00691,065,065,0 111 dId
**vzorec_17**
mm0,762mm0,7165,0165,065,0 222 dId
**vzorec_18**
a
dN
d
a
N
**vzorec_19**
mm3,12
8,26
226,01641 22
11
1
a
dN
b
**vzorec_20**
mm2,32
8,26
762,0107 22
22
2
a
dN
b
**vzorec_21**
mm7,7425,7)5,032,212,3(25,1)(25,1 izol21 bbbb
**vzorec_15**
11
1
1
2
1
1 65,0
4
π
Id
Id
S
**vzorec_16**
mm226,0mm2,017,00691,065,065,0 111 dId
**vzorec_17**
mm0,762mm0,7165,0165,065,0 222 dId
**vzorec_18**
a
dN
d
a
N
**vzorec_19**
mm3,12
8,26
226,01641 22
11
1
a
dN
b
**vzorec_20**
mm2,32
8,26
762,0107 22
22
2
a
dN
b
**vzorec_21**
mm7,7425,7)5,032,212,3(25,1)(25,1 izol21 bbbb
(16)
**vzorec_15**
11
1
1
2
1
1 65,0
4
π
Id
Id
S
**vzorec_16**
mm226,0mm2,017,00691,065,065,0 111 dId
**vzorec_17**
mm0,762mm0,7165,0165,065,0 222 dId
**vzorec_18**
a
dN
d
a
N
**vzorec_19**
mm3,12
8,26
226,01641 22
11
1
a
dN
b
**vzorec_20**
mm2,32
8,26
762,0107 22
22
2
a
dN
b
**vzorec_21**
mm7,7425,7)5,032,212,3(25,1)(25,1 izol21 bbbb
**vzorec_15**
11
1
1
2
1
1 65,0
4
π
Id
Id
S
**vzorec_16**
mm226,0mm2,017,00691,065,065,0 111 dId
**vzorec_17**
mm0,762mm0,7165,0165,065,0 222 dId
**vzorec_18**
a
dN
d
a
N
**vzorec_19**
mm3,12
8,26
226,01641 22
11
1
a
dN
b
**vzorec_20**
mm2,32
8,26
762,0107 22
22
2
a
dN
b
**vzorec_21**
mm7,7425,7)5,032,212,3(25,1)(25,1 izol21 bbbb
(17)
kde
d1, je průměr holého vodiče primárního
(sekundárního) vinutí,
ď1, ď2 průměr izolovaného vodiče primár-
ního (sekundárního) vinutí.
Průřez jádra Q je určen příkonem transfor-
mátoru. Závěrečné ověření parametrů transformátoru
. jako zdroje napětí
pro elektrického vrátného, domovní zvonky
nebo jako bezpečnostní transformátory pro
ruční svítilny a hračky. Vypočítáme počet závitů jednotlivých
vinutí.
Abychom respektovali alespoň přibližně
ztráty vznikající v transformátoru, počtu
primárních závitů asi odečteme a naopak
k počtu sekundárních závitů asi přičteme.
kde
P1 příkon,
P2 výkon,
η účinnost.. těm snad vrátí-
me někdy příště.
Pro jednotlivá vinutí tedy dostaneme:
N1 (U1 Njm) 230 7,51 0,95 =
= 1 641 závitů
N2 (U2 Njm) 13,5 7,51 1,05 =
= 107 závitů
5.
3.
Je-li průměr vodiče ď (pozor! zde to
průměr i s izolací), vejde jedné vrstvy
a/ď závitů. elektric-
ký vláček).
Pro hračky mohou být použity jen bez-
pečnostní transformátory s osvědčením EZÚ
nebo jiné akreditované zkušebny. Výsledek
musí být menší, než povolená maximální
výška prostoru pro vinutí. Teoretické zdůvodnění tohoto faktu
není sice příliš složité, není však záměrem
tohoto článku, proto spokojíme s koneč-
ným vzorcem:
Průřez jádra Q:
**vzorec_6**
1
2
2
1
1
2
2
1
221121
N
N
I
I
U
U
I
I
IUIUPP
**vzorec_7**
2
2
2
1
2
1
1
2
2
1
2
1
2
2
2
1
1
1
N
N
Z
Z
I
I
U
U
Z
Z
I
U
Z
I
U
Z
**vzorec_8**
2
1
1
2
2
1
2
1
Z
Z
I
I
N
N
U
U
p
**vzorec_10**
AV15,9
85,0
5,13
85,0
22
1
PP
P
**vzorec_11**
2
1 cm498,39,152,12,1
**vzorec_12**
V/závit0,1332104505,144,410
2
π2 440
QfB
N
U
**vzorec_13**
závitu/V7,5
1332,0
1
0
jm
U
N
N
**vzorec_14**
A0,0691
230
9,15
1
1
1
U
P
I
(11)
kde
Q průřez jádra,
P1 příkon. Zkontrolujeme, zda vinutí vejde cív-
ku
