Как проверить импульсный трансформатор с помощью осциллографа
Если взять импульсный трансформатор питания, например разделительный трансформатор строчной развертки, подключить его согласно рис. 1, подать на I обмотку U = 5 — 10В F = 10 — 100 кГц синусоиду через С = 0.1 — 1.0 мкФ, то на II обмотке с помощью осциллографа наблюдаем форму выходного напряжения.
Рис. 1. Схема подключения для способа 1«Прогнав» на частотах от 10 кГц до 100 кГц генератор ЗЧ, нужно, чтобы на каком-то участке Вы получили чистую синусоиду (рис. 2 слева) без выбросов и «горбов» (рис. 2 в центре). Наличие эпюр во всем диапазоне (рис. 2. справа) говорит о межвитковых замыканиях в обмотках и т.д. и т.п.
Данная методика с определенной степенью вероятности позволяет отбраковывать трансформаторы питания, различные разделительные трансформаторы, частично строчные трансформаторы. Важно лишь подобрать частотный диапазон.
Рис. 2. Формы наблюдаемых сигналовСпособ 2
Необходимое оборудование:
- Генератор НЧ,
- Осциллограф
Принцип работы:
Принцип работы основан на явлении резонанса. Увеличение (от 2-х раз и выше) амплитуды колебаний с генератора НЧ указывает, что частота внешнего генератора соответствует частоте внутренних колебаний LC-контура.
Для проверки закоротите обмотку II трансформатора. Колебания в контуре LC исчезнут. Из этого следует, что короткозамкнутые витки срывают резонансные явления в LC контуре, чего мы и добивались.
Наличие короткозамкнутых витков в катушке также приведет к невозможности наблюдать резонансные явления в LC контуре.
Добавим, что для проверки импульсных трансформаторов блоков питания конденсатор С имел номинал 0,01мкФ-1 мкФ, Частота генерации подбирается опытным путем.
Способ 3
Необходимое оборудование: Генератор НЧ, Осциллограф.
Принцип работы:
Принцип работы тот же, что и во втором случае, только используется вариант последовательного колебательного контура.
Рис. 4. Схема подключения для способа 3Отсутствие (срыв) колебаний (достаточно резкий) при изменении частоты генератора НЧ указывает на резонанс контура LC. Все остальное, как и во втором способе, не приводит к резкому срыву колебаний на контрольном устройстве (осциллограф, милливольтметр переменного тока).
Для проверки на работоспособность импульсного трансформатора можно использовать как аналоговый мультиметр, так и цифровой. Применение второго предпочтительней из-за удобства его использования. Суть подготовки цифрового тестера сводится к проверке элемента питания и измерительных проводов. В то же время прибор стрелочного типа в дополнение к этому ещё дополнительно подстраивается.
Настройка аналогового прибора происходит путём переключения режима работы в область измерения минимально возможного сопротивления. После в гнёзда тестера вставляются два провода и перемыкаются накоротко. Специальной построечной ручкой положение стрелки устанавливается напротив нуля. Если же стрелку выставить в ноль не удаётся, то это свидетельствует о разрядившихся элементах питания, которые необходимо будет заменить
Как проверить импульсный трансформатор мультиметром
Что бы проверить импульсный трансформатор можно использовать как аналоговый прибор, так и цифровой мультиметр. Применение второго предпочтительней из-за удобства его использования. Суть подготовки цифрового тестера сводится к проверке элемента питания и измерительных проводов. В то же время прибор стрелочного типа в дополнение к этому ещё дополнительно подстраивается.
Методика проверки аналоговым (стрелочным) измерительным прибором
- Настройка аналогового прибора происходит путём переключения режима работы в область измерения минимально возможного сопротивления.
- После в гнёзда тестера вставляются два провода и перемыкаются накоротко.
- Специальной построечной ручкой положение стрелки устанавливается напротив нуля. Если же стрелку выставить в ноль не удаётся, то это свидетельствует о разрядившихся элементах питания, которые необходимо будет заменить.
Порядок выявления дефектов
Важным этапом проверки трансформатора мультиметром является определение обмоток. При этом их направление существенной роли не играет. Сделать это можно по маркировке, нанесённой на устройство. Обычно на трансформаторе указывается определённый код.
В отдельных случаях на ИТ может быть нанесена схема расположения обмоток или даже подписаны их выводы. Если же трансформатор установлен в прибор, то в нахождении распиновки поможет принципиальная электрическая схема или спецификация. Также часто обозначения обмоток, а именно напряжения и общий вывод, подписываются на самом текстолите платы возле разъёмов, к которым подключается устройство.
После того как выводы определены, можно приступать непосредственно к проверке трансформатора. Перечень неисправностей, которые могут возникнуть в устройстве, ограничен четырьмя пунктами:
- повреждение сердечника;
- отгоревший контакт;
- пробой изоляции, приводящий к межвитковому или корпусному замыканию;
- разрыв проволоки.
Последовательность проверки сводится к первоначальному внешнему осмотру трансформатора. Он внимательно проверяется на почернения, сколы, а также запах. Если явных повреждений не выявлено, то переходят к измерению мультиметром.
Как проверить импульсный трансформатор на межвитковое замыкание и обрыв
Для проверки целостности обмоток лучше всего использовать цифровой тестер, но можно исследовать их и с помощью стрелочного.
В первом случае используется режим прозвонки диодов, обозначенный на мультиметре символом обозначения диода на схеме.
диод на схеме- Для определения обрыва к цифровому прибору подключаются измерительные провода.
- Один вставляется в разъёмы, обозначенные V/Ω, а второй — в COM.
- Галетный переключатель переводится в область прозвонки.
- Измерительными щупами последовательно дотрагиваются до каждой обмотки, красным — к одному её выводу, а чёрным — к другому. При её целостности мультиметр запищит.
Аналоговым тестером проверка выполняется в режиме замера сопротивлений. Для этого на тестере выбирается наименьший диапазон измерения сопротивлений. Это может быть реализовано через кнопки или переключатель. Щупами прибора, так же как и в случае с цифровым мультиметром, дотрагиваются до начала и конца обмотки. При её повреждении стрелка останется на месте и не отклонится.
Таким же образом происходит проверка на межвитковое и короткое замыкание.
Возникнуть КЗ может из-за пробоя изоляции. В результате сопротивление обмотки уменьшится, что приведёт к перераспределению в устройстве магнитного потока.
Для проведения тестирования мультиметр переключается в режим проверки сопротивления.
Дотрагиваясь щупами до обмоток, смотрят результат на цифровом дисплее или на шкале (отклонение стрелки).
Этот результат не должен быть менее 10 Ом.
Чтобы убедиться в отсутствии КЗ на магнитопровод, одним щупом прикасаются к «железу» трансформатора, а вторым — последовательно к каждой обмотке. Отклонения стрелки или появления звукового сигнала быть не должно. Стоит отметить, что прозвонить тестером межвитковое замыкание можно только в приближённом виде, так как погрешность прибора довольно высока.
Видео: Как проверить импульсный трансформатор?
Конструкция преобразователя
Перед тем как приступить непосредственно к проверке импульсного трансформатора (ИТ), желательно знать, как он устроен, понимать принцип действия и различать существующие виды. Такое импульсное устройство используется не только как часть блока питания, его задействуют при построении защиты от короткого замыкания в режиме холостого хода и в качестве стабилизирующего элемента.
Импульсный трансформатор используется для преобразования величины тока и напряжения без изменения их формы. То есть он может изменить амплитуду и полярность различного рода импульса, согласовать между собой различные электронные каскады, создать надёжную и устойчивую обратную связь. Поэтому главным требованием, предъявляемым к нему, является сохранение формы импульса.
Добиваются этого снижением паразитных величин, таких как межвитковая ёмкость и индуктивность, путём использования небольших сердечников, расположением витков, уменьшением числа обмоток. Основными характеристиками трансформатора являются: мощность и рабочее напряжение.
стержневом — магнитопровод такого трансформатора выполняется из П-образных пластин, обхваченных обмотками;- броневом — используются Ш-образные пластины, а обмотки располагаются в катушках, образуя своеобразную броню;
- тороидальном — его вид напоминает геометрическую фигуру тор, при этом он не имеет катушек, а обмотка наматывается на сердечник;
- смешанном (бронестержневом) — собирается из четырёх катушек и магнитопровода совмещённого типа.
стержневом — магнитопровод такого трансформатора выполняется из П-образных пластин, обхваченных обмотками;Магнитопровод в трансформаторе выполняется из пластин электротехнической стали, кроме тороидальной формы, в которой он сделан из рулонного или ферромагнитного материала. Каркасы катушек размещаются на изоляторах, а провода используются только медные. Толщина пластин подбирается в зависимости от частоты.
Расположение обмоток может быть выполнено спиральным, коническим и цилиндрическим видом. Особенностью первого типа является использование не проволоки, а широкой тонкой фольгированной ленты. Второго — выполняются с различной толщиной изоляции, влияющей на напряжение между первичной и вторичной обмотки. Третьего же типа представляют собой конструкции с намотанной проволокой на стержень по спирали.
Принцип работы устройства
Принцип действия ИТ основан на возникновении электромагнитной индукции. Так, если на первичную обмотку подать напряжение, то по ней начнёт протекать переменный ток. Его появление приведёт к возникновению непостоянного по своей величине магнитного потока. Таким образом, эта катушка является своего рода источником магнитного поля. Этот поток по короткозамкнутому сердечнику передаётся на вторичную обмотку, индуцируя на ней электродвижущую силу (ЭДС).
Величина напряжения на выходе зависит от отношения числа витков между первичной обмоткой и вторичной, а от сечения используемого провода зависит максимальная сила тока. При подключении к выходу мощной нагрузки увеличивается потребление тока, что при малом сечении проволоки приводит трансформатор к перегреву, повреждению изоляции и перегоранию.
Работа ИТ зависит также от частоты сигнала, который подаётся на первичную обмотку. Чем выше будет эта частота, тем меньшие потери будут происходить при трансформации энергии. Поэтому при высокой скорости подаваемых импульсов размеры устройства могут быть меньшими. Достигается это работой магнитопровода в режиме насыщения, а для снижения остаточной индукции используется небольшой воздушный зазор. Этот принцип и используется при построении ИТ, на который подаётся сигнал с длительностью всего в несколько микросекунд.
Подготовка и проверка
Для проверки на работоспособность импульсного трансформатора можно использовать как аналоговый мультиметр, так и цифровой. Применение второго предпочтительней из-за удобства его использования. Суть подготовки цифрового тестера сводится к проверке элемента питания и измерительных проводов. В то же время прибор стрелочного типа в дополнение к этому ещё дополнительно подстраивается.
Настройка аналогового прибора происходит путём переключения режима работы в область измерения минимально возможного сопротивления. После в гнёзда тестера вставляются два провода и перемыкаются накоротко. Специальной построечной ручкой положение стрелки устанавливается напротив нуля. Если же стрелку выставить в ноль не удаётся, то это свидетельствует о разрядившихся элементах питания, которые необходимо будет заменить.
С цифровым мультиметром проще. В его конструкции используется анализатор, который следит за состоянием батареи и при ухудшении её параметров выводит на экран тестера сообщение о необходимой её замене.
При проверке параметров трансформатора используется два принципиально разных подхода. Первый заключается в оценке исправности непосредственно в схеме, а второй — автономно от неё. Но важно понимать, что если ИТ не выпаять из схемы, или хотя бы не отсоединить ряд выводов, то погрешность измерения может быть очень большой. Связано это с другими радиоэлементами, шунтирующими вход и выход устройства.
Порядок выявления дефектов
Важным этапом проверки трансформатора мультиметром является определение обмоток. При этом их направление существенной роли не играет. Сделать это можно по маркировке, нанесённой на устройство. Обычно на трансформаторе указывается определённый код.
В отдельных случаях на ИТ может быть нанесена схема расположения обмоток или даже подписаны их выводы. Если же трансформатор установлен в прибор, то в нахождении распиновки поможет принципиальная электрическая схема или спецификация. Также часто обозначения обмоток, а именно напряжения и общий вывод, подписываются на самом текстолите платы возле разъёмов, к которым подключается устройство.
После того как выводы определены, можно приступать непосредственно к проверке трансформатора. Перечень неисправностей, которые могут возникнуть в устройстве, ограничен четырьмя пунктами:
- повреждение сердечника;
- отгоревший контакт;
- пробой изоляции, приводящий к межвитковому или корпусному замыканию;
- разрыв проволоки.
Последовательность проверки сводится к первоначальному внешнему осмотру трансформатора. Он внимательно проверяется на почернения, сколы, а также запах. Если явных повреждений не выявлено, то переходят к измерению мультиметром.
Исследование на обрыв и КЗ
Для проверки целостности обмоток лучше всего использовать цифровой тестер, но можно исследовать их и с помощью стрелочного. В первом случае используется режим прозвонки диодов, обозначенный на мультиметре символом -|>| —))). Для определения обрыва к цифровому прибору подключаются измерительные провода. Один вставляется в разъёмы, обозначенные V/Ω, а второй — в COM. Галетный переключатель переводится в область прозвонки. Измерительными щупами последовательно дотрагиваются до каждой обмотки, красным — к одному её выводу, а чёрным — к другому. При её целостности мультиметр запищит.
Аналоговым тестером проверка выполняется в режиме замера сопротивлений. Для этого на тестере выбирается наименьший диапазон измерения сопротивлений. Это может быть реализовано через кнопки или переключатель. Щупами прибора, так же как и в случае с цифровым мультиметром, дотрагиваются до начала и конца обмотки. При её повреждении стрелка останется на месте и не отклонится.
Таким же образом происходит проверка на короткое замыкание. Возникнуть КЗ может из-за пробоя изоляции. В результате сопротивление обмотки уменьшится, что приведёт к перераспределению в устройстве магнитного потока. Для проведения тестирования мультиметр переключается в режим проверки сопротивления. Дотрагиваясь щупами до обмоток, смотрят результат на цифровом дисплее или на шкале (отклонение стрелки). Этот результат не должен быть менее 10 Ом.
Чтобы убедиться в отсутствии КЗ на магнитопровод, одним щупом прикасаются к «железу» трансформатора, а вторым — последовательно к каждой обмотке. Отклонения стрелки или появления звукового сигнала быть не должно. Стоит отметить, что прозвонить тестером межвитковое замыкание можно только в приближённом виде, так как погрешность прибора довольно высока.
Измерения напряжения и тока
При подозрении на неисправность трансформатора тестирование можно провести, и не отключая его полностью от схемы. Такой метод проверки называется прямым, но связан с риском получить удар электрическим током. Суть действий в измерении тока заключается в выполнении следующих этапов:
- из схемы выпаивается одна из ножек вторичной обмотки;
- провод чёрного цвета вставляется в гнездо мультиметра COM, а красного — подключается к разъёму, обозначенному буквой А;
- переключатель устройства переводится в положение, соответствующее зоне ACA.
- щупом, подключённым к красному проводу, касаются свободной ножки, а к чёрному — места, к которому она была припаяна.
При подаче напряжения, если трансформатор работоспособный, через него начнёт протекать ток, значение которого и можно будет увидеть на экране тестера. Если ИТ имеет несколько вторичных обмоток, то сила тока проверяется на каждой из них.
Измерение же напряжения заключается в следующем. Схема с установленным трансформатором подключается к источнику питания, а затем тестер переключается на область ACV (переменный сигнал). Штекеры проводов вставляются в гнёзда V/Ω и COM и прикасаются к началу и концу обмотки. Если ИТ исправен, то на экране отобразится результат.
Снятие характеристики
Чтобы иметь возможность проверить трансформатор мультиметром таким методом, необходима его вольт-амперная характеристика. Этот график отображает зависимость между разностью потенциалов на выводах вторичных обмоток и силы тока, приводящей к их намагничиванию.
Суть метода лежит в следующем: трансформатор извлекается из схемы, на его вторичную обмотку с помощью генератора подаются импульсы разной величины. Подводимой на катушку мощности должно быть достаточно для насыщения магнитопровода. Каждый раз при изменении импульса измеряется сила тока в катушке и напряжение на выходе источника, а магнитопровод размагничивается. Для этого после снятия напряжения ток в обмотке увеличивается за несколько подходов, после чего снижается до нуля.
По мере снятия ВАХ её реальная характеристика сравнивается с эталонной. Снижение её крутизны свидетельствует o появление в трансформаторе межвиткового замыкания. Важно отметить, что для построения вольт-амперной характеристики необходимо использовать мультиметр с электродинамической головкой (стрелочный).
Таким образом, используя обычный мультиметр, можно с большой долей вероятности определить работоспособность ИТ, но для этого лучше всего выполнить комплекс измерений. Хотя для правильной интерпретации результата, следует понимать принцип работы устройства и представлять, какие процессы происходят в нём, но в принципе для успешного измерения достаточно лишь уметь переключать прибор в разные режимы.
Чтобы узнать, как проверить состояние трансформатора мультиметром, предлагаем изучить материал от экспертов electroinfo.net. Проверить трансформатор на наличие обрыва или замыкания катушки с помощью обычного тестера довольно просто. Проверить межвитковые замыкания, не имея генератора и осциллографа, трудно или даже вовсе невозможно. Провести подобную проверку можно только осциллографом с выходами калибровки. Для этого подаются сигналы и отслеживаются прибором.
Но существуют также специальные приборы для проведения теста на исправность трансформатора и его отдельных элементов – мультиметры. С их помощью установить, исправен ли прибор, можно даже в домашних условиях. В данной статье будут рассмотрены основные моменты проверки трансформаторов с помощью мультиметра. К статье бонусом добавлен видеоролик с наглядным примером проверки трансформатора и файл с подробной инструкцией о том, как пользоваться мультиметром.
Проверка трансформатора мультиметром.
Поломки трансформаторов
Строчные устройства могут выходить из строя. Работа телевизора, монитора в этом случае будет невозможна. Существует много разновидностей моделей строчных агрегатов. Замена вызывает трудности. Стоимость аналоговых приборов высока. Некоторые телевизоры, мониторы требуют больших затрат при ремонте. Необходимые детали в некоторых случаях тяжело найти.
Чтобы приобрести только ту часть схемы, которая вышла из строя, произвести ее быструю замену, нужно проверить строчный трансформатор. Телевизору проще будет выполнить адекватный ремонт. В первую очередь проверьте, нет ли следующих неисправностей:
- обрыв контура;
- пробой герметичного корпуса;
- замыкание между витков;
- обрыв потенциометра.
Первые две поломки выявить достаточно просто. Это определяется визуально. Для выполнения замены неисправных элементов материал приобретается практически в любом магазине радиотехники. Сложнее определить замыкание в контурах обмоток. Трансформатором в этом случае производится звук, напоминающий писк.
Но не всегда требуется ремонт при появлении такого сигнала. ТДКС иногда пищит из-за высокого напряжения на вторичном контуре. Проверяете, что вызывает звук, при помощи специального прибора. Если оборудования нет, нужно искать другие варианты.
Проверка на межвитковое замыкание
Начать нужно с внешнего осмотра, особое внимание следует обращать на места обугливания изоляции, каркаса, почернение или оплавление заливки. Дело в том, что межвитковое замыкание приводит к сильному нагреву трансформатора. Далее проверяем сопротивление изоляции между обмотками, оно должно составлять не менее 10 Мом. Если есть аналогичный трансформатор, можно сравнить их значение индуктивности. Когда такой возможности нет, можно воспользоваться другим методом, основанном на резонансных свойствах цепи.
От перестраиваемого генератора подаем синусоидальный сигнал поочередно на обмотки через разделительный конденсатор и контролируем форму сигнала во вторичной обмотке.
Если внутри нет межвитковых замыканий, то форма сигнала не должна отличаться от синусоидальной во всем диапазоне частот. Короткозамкнутые витки в катушке приводят к срыву колебаний в LC-контуре на резонансной частоте. У трансформаторов разного назначения рабочий частотный диапазон отличается — это надо учитывать при проверке.
Для импульсного блока питания он составляет — 8-40 кГц, для ТДКС — 13-17 кГц. Импульсные трансформаторы обычно содержат малое число витков. Возможен вариант убедиться в работоспособности трансформатора путем контроля коэффициента трансформации обмоток.
Для этого подключаем обмотку трансформатора с наибольшим числом витков к генератору синусоидального сигнала на частоте 1 кГц. Эта частота не очень высокая и на ней работают все измерительные вольтметры (цифровые и аналоговые), в то же время она позволяет с достаточной точностью определить коэффициент трансформации (такими же они будут и на более высоких рабочих частотах).
Измерив напряжение на входе и выходе всех других обмоток трансформатора, легко посчитать соответствующие коэффициенты трансформации. Этот метод вполне реален для тех кто дружит с математикой. По результатам пробных измерений составлена таблица, в которой сопротивлению, указанному в левой колонке, соответствует определенное показание цифрового индикатора.
Замер тока и напряжения мультиметром.
Интересный материал в тему: Что нужно знать о трансформаторах тока.
Инструкции для тестирования тороидального трансформатора
Тороидальный трансформатор представляет собой высокоэффективный трансформатор, который легче и меньше, чем альтернативные трансформаторы такой же мощности. Тороидальный трансформатор — это плотно обернутые полоски стали в сердцевине, также он состоит из мотка проволоки, который свернут вокруг сердечника. Этот моток называется первичная катушка, а также есть вторая катушка проволоки, которая тоже свернута вокруг сердечника и называется вторичная обмотка.
Проще говоря, электричество проходит через первичную обмотку тороидального трансформатора, тем самым создавая магнитные поля, которые проходят через вторую катушку для получения выходного напряжения.
Трансформаторы используются для повышения или понижения выходного напряжения, тем самым увеличивая или уменьшая напряжение. Для проведения тестирования состояния трансформатора, существует определенный алгоритм действий:
- Первый шаг заключается в том, что трансформатор необходимо визуально осмотреть и проверить, нет ли от него запаха.
- Перегрев может привести к неисправности трансформатора, если есть следы ожогов или внешняя часть обмотки видна снаружи, трансформатор должен быть заменен и нет никакой необходимости для дальнейших испытаний, которые будут проводиться.
- Точно так же, запах гари является свидетельством того, что трансформатор перегревается. Если никаких дополнительных повреждений не видно за исключением запаха, дальнейшие испытания могут быть проведены, чтобы определить, является ли трансформатор в рабочем состоянии или нет.
- Информация о входном и выходном напряжении, как правило, четко обозначена на трансформаторе, но самым безопасным вариантом является получение схемы цепи от производителя продукта.
Напряжение, которое подается на первичную обмотку, должно быть четко указано на схеме цепи и корпуса трансформатора. Аналогичным образом, выходное напряжение, подаваемое на вторичной обмотке должно быть четко указано на схеме цепи и корпуса трансформатора. Вы должны знать входное и выходное напряжения для того, чтобы проверить, правильно ли работает трансформатор.
Трансформатор не способен преобразовывать переменное напряжение, в напряжение постоянного тока. Для преобразования напряжения переменного тока используются диоды и конденсаторы. Схема цепи покажет, как выходное напряжение трансформатора преобразуется из переменного тока, в напряжение постоянного тока.
Вам потребуется эта информация, чтобы определить, следует ли завершить измерения, проводимые с помощью мультиметра тестера в режиме переменного тока или в режиме постоянного тока. Начните проведение теста путем подключения питания и коммутации к изделию.
Как проверить тороидальный трансформатор.
Переключите цифровой мультиметр тестер (с экраном) или аналоговый мультиметр тестер в режиме напряжения переменного тока. Для того, чтобы подтвердить правильность входного напряжения для трансформатора, проверьте напряжение, прикоснувшись красный щуп к положительному полюсу, а черный зонда к отрицательной клемме трансформатора основного входа.
Если значения напряжений слишком низкие, значит это может быть из-за проблем с трансформатором или схемами. Необходимо удалить трансформатор от входной цепи и проверить входную мощность, представленную схемой. Если показания находятся в линии, то трансформатор неисправен и если показания остаются неизменными, то схема неисправна.
Чтобы проверить выходное напряжение сначала нужно определить, является ли выходное напряжение в сети переменного или постоянного тока. Установите цифровой или аналоговый мультиметр тестер в нужный режим для проверки.
Если конденсаторы и диоды используются для преобразования выходного напряжения от сети переменного тока в напряжении постоянного тока, то слишком низкое чтение может быть вызвано неисправным трансформатором или неисправными конденсаторами и диодами. Извлеките тороидальный трансформатор с выходной схемой и проверьте выходное напряжение трансформатора. Не забудьте изменить режим мультиметра тестера к напряжению сети переменного тока.
Если выходное напряжение в линии, трансформатор работает правильно, то проблема будет тогда с конденсаторами и диодами. Тороидальные трансформаторы, которые излучают постоянный жужжащий звук скоро выйдут из строя и должны быть заменены. Всегда помните об осторожности, не касайтесь схемы при выполнении тестов. Случайный контакт со схемой, которая находится под напряжением может привести к травмам.
Проверка с помощью мультиметра дома
В современной технике трансформаторы применяют довольно часто. Эти приборы используются, чтобы увеличивать или уменьшать параметры переменного электрического тока. Трансформатор состоит из входной и нескольких (или хотя бы одной) выходных обмоток на магнитном сердечнике. Это его основные компоненты.
Случается, что прибор выходит из строя и возникает необходимость в его ремонте или замене. Установить, исправен ли трансформатор, можно при помощи домашнего мультиметра собственными силами. Итак, как проверить трансформатор мультиметром в домашних условиях, рассмотрим ниже.
Основы и принцип работы
Сам по себе трансформатор относится к элементарным устройствам, а принцип его действия основан на двустороннем преобразовании возбуждаемого магнитного поля. Что характерно, индуцировать магнитное поле можно исключительно при помощи переменного тока.
Если приходится работать с постоянным, вначале его надо преобразовывать. На сердечник устройства намотана первичная обмотка, на которую и подается внешнее переменное напряжение с определенными характеристиками. Следом идут она или несколько вторичных обмоток, в которых индуцируется переменное напряжение. Коэффициент передачи зависит от разницы в количестве витков и свойств сердечника.
Разновидности
Сегодня на рынке можно найти множество разновидностей трансформатора. В зависимости от выбранной производителем конструкции могут использоваться разнообразные материалы. Что касается формы, она выбирается исключительно из удобства размещения устройства в корпусе электроприбора. На расчетную мощность влияет лишь конфигурация и материал сердечника.
При этом направление витков ни на что не влияет – обмотки наматываются как навстречу, так и друг от друга. Единственным исключением является идентичный выбор направления в случае, если используется несколько вторичных обмоток. Для проверки подобного устройства достаточно обычного мультиметра, который и будет использоваться, как тестер трансформаторов тока. Никаких специальных приборов не потребуется.
Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.
Порядок проверки
Проверка трансформатора начинается с определения обмоток. Сделать это можно при помощи маркировки на устройстве. Должны быть указаны номера выводов, а также обозначения их типа, что позволяет установить больше информации по справочникам. В отдельных случаях имеются даже поясняющие рисунки. Если же трансформатор установлен в какой-то электронный прибор, то прояснить ситуацию сможет принципиальная электронная схема этого прибора, а также подробная спецификация.
Итак, когда все выводы определены, приходит черед тестера. С его помощью можно установить две наиболее частые неисправности – замыкание (на корпус или соседнюю обмотку) и обрыв обмотки. В последнем случае в режиме омметра (измерения сопротивления) перезваниваются все обмотки по очереди. Если какое-то из измерений показывает единицу, то есть бесконечное сопротивление, то налицо обрыв.
Здесь имеется важный нюанс. Проверять лучше на аналоговом приборе, так как цифровой может выдавать искаженные показания из-за высокой индукции, что особенно характерно для обмоток с большим числом витков.
Когда ведется проверка замыкания на корпус, один из щупов подсоединяют к выводу обмотки, в то время как вторым позванивают выводы всех прочих обмоток и самого корпуса. Для проверки последнего потребуется предварительно зачистить место контакта от лака и краски.
Порядок проверки трансформатора мультиметром.
Проверка осциллографом
Если телевизору требуется проверка в системе ТДКС, проверка выполняется при помощи осциллографа. Для ремонта телевизора потребуется отрезать питающий прибор вывод. Далее нужно найти вторичный контур. Его работу исследуют при подключении к отрезанному выводу питания ТДКС через R-10 Ом. Замена или ремонт устройства потребуется, если подключение осциллографа выявит отклонения. Возможны следующие отклонения:
- Межвитковое замыкание демонстрирует на R=10 Ом «прямоугольник» с большими помехами. Здесь остается почти все напряжение. Если неисправности в этой области нет, отклонение будет определяться долями вольта.
- Если нет вторичного напряжения, требуется замена контура. Произошел обрыв.
- Когда убирают R=10 Ом и создают нагрузку 0,2-1 кОм на вторичном контуре, оценивается нагрузка на выходе. Она должна повторять входящие показатели. Если есть отклонение, ТДКС подлежит ремонту или полной замене.
Существуют и другие поломки. Выявить их можно самостоятельно.
Как проверить импульсный трансформатор мультиметром
Что бы проверить импульсный трансформатор можно использовать как аналоговый прибор, так и цифровой мультиметр. Применение второго предпочтительней из-за удобства его использования.
Суть подготовки цифрового тестера сводится к проверке элемента питания и измерительных проводов. В то же время прибор стрелочного типа в дополнение к этому ещё дополнительно подстраивается.
- Методика проверки аналоговым (стрелочным) измерительным прибором:
- Настройка аналогового прибора происходит путём переключения режима работы в область измерения минимально возможного сопротивления.
- После в гнёзда тестера вставляются два провода и перемыкаются накоротко.
Специальной построечной ручкой положение стрелки устанавливается напротив нуля. Если же стрелку выставить в ноль не удаётся, то это свидетельствует о разрядившихся элементах питания, которые необходимо будет заменить.
Порядок выявления дефектов
Важным этапом проверки трансформатора мультиметром является определение обмоток. При этом их направление существенной роли не играет. Сделать это можно по маркировке, нанесённой на устройство. Обычно на трансформаторе указывается определённый код.
В отдельных случаях на ИТ может быть нанесена схема расположения обмоток или даже подписаны их выводы. Если же трансформатор установлен в прибор, то в нахождении распиновки поможет принципиальная электрическая схема или спецификация.
Также часто обозначения обмоток, а именно напряжения и общий вывод, подписываются на самом текстолите платы возле разъёмов, к которым подключается устройство.
После того как выводы определены, можно приступать непосредственно к проверке трансформатора. Перечень неисправностей, которые могут возникнуть в устройстве, ограничен четырьмя пунктами:
- повреждение сердечника;
- отгоревший контакт;
- пробой изоляции, приводящий к межвитковому или корпусному замыканию;
- разрыв проволоки.
Последовательность проверки сводится к первоначальному внешнему осмотру трансформатора. Он внимательно проверяется на почернения, сколы, а также запах. Если явных повреждений не выявлено, то переходят к измерению мультиметром.
Заключение
Более подробно о работе мультиметра и проверке с его помощью трансформаторов можно почитать в файле “Как пользоваться мультиметром”. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов.
Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:
телемастерская.рф
www.texnic.ru
www.norma-stab.ru
www.yato-tools.ru
ПрактикаКатушка тесла (Трансформатор) самостоятельная сборка собственными силами
СледующаяПрактикаКак проверить конденсатор при помощи мультиметра
Стенд для проверки импульсных трансформаторов
При частой сборке импульсных источников питания, приходится мотать для них много трансформаторов, и как следствие, возникает необходимость в их проверке.
Предлагаемый стенд позволяет безопасно проверить работоспособност и определить характеристики практически любых импульсных трансформаторов для мостовых и полумостовых сетевых импульсных источников питания.
Испытательный стенд был изготовлен на скорую руку. Он представляет из себя импульсный блок питания, силовым трансформатором которого является испытуемы трансформатор.
Частоту задающего генератора можно регулировать в диапазоне от 13 до 205кгц, скважности импульсовот 0 до 50%.
Испытательный стенд имеет повышенную безопасность и регулируемую систему защиты от коротких замыканий на выходе испытуемого трансформатора. На входе питания имеется патрон для установки стандартных ламп накаливания с цоколем е27, для ограничения входного тока источника питания, это дополнительная защита на случай апокалипсиса или если вдруг не сработает основная защита.
Для силовых испытаний лампу можно исключить из схемы ввинчивая в патрон короткозамкнутый цоколь от лампы.
Низковольтная схема управления, для гальванической развязки, запитана от отдельного маломощного источник.
Основание стенда выполнено из толстого стеклотекстолита. Оно обеспечивает надежную изоляцию. Все провода имеют высоковольтную термостойкую силиконовую изоляцию.
Стенд состоит из 4-х основных блоков:
- Сетевой фильтр с выпрямителем и емкостями полумоста;
- Силовой части с транзисторами и узлом защиты;
- Схемы управления;
- Отдельный блок питания 12В 2А, для питания управляющей части.
Схема управления состоит из ШИМ контроллер SG3525 и согласующего трансформатора, который управляет силовыми транзисторами и обеспечивает полную гальваническую развязку от высоковольтной части.
Трансформатор гальванической развязки намотан на ферритовом кольце, которое взял с нерабочего компьютерного блока питания.
На таких кольцах намотан дроссель по входу. Желто белые и прочие кольца, которые стоят по выходу в качестве дросселя групповой стабилизации не подойдут, они изготовлены из порошкового железа, а в схеме нужен именно феррит с магнитной проницаемостью от 1500 до 3000.
Трансформатор состоит из трех обмоток, первичная и две вторичные. Все обмотки мотаются разом. Провод для намотки для всех обмоток одинаковый, диаметром от 0,3 до 0,5мм. Первичная обмотка 20 витков, вторичные по 15. Важно при подключении соблюдать начала всех обмоток, они указаны точками как на схеме так и на плате, если перепутать местами начало с коном обмоток, схема работать не будет.
Проверить собранную плату управления можно с помощью осциллографа, либо подключив на выход к управляющим обмотками небольшие 12В лампы накаливания с малой мощностью, лампы должны светиться.
Плата управления и схема в целом снабжена плавным пуком, задержка определяется емкостью конденсатора С8. Резистор К4 задает мертвое время.
Сетевой фильтр, выпрямитель и емкости полумоста расположены на отдельной плате.
На третьей плате расположены силовые транзисторы с системой защиты от коротких замыканий. Силовые транзисторы установлены на общий радиатор через теплопроводящие прокладки.
В качестве силовых транзисторов применены 8-и амперные N-канальные полевые транзисторы с напряжением сток-исток 900 вольт.
Высоковольтные ключи нужны из-за отсутствия в схеме снабберных цепей гасящих напряжение самоиндукции первичной обмотки трансформатора. Снабберные цепи рассчитываются под конкретный трансформатор и на конкретную частоту ШИМ контроллера. В стенде это в принципе невозможно, так как частота ШИМ регулируется в широких пределах, а силовой трансформатор — испытуемый элемент с неизвестными характеристиками.
Защита реализована на базе токового трансформатора и работает следующим образом. Напряжение со вторичной обмотки трансформатора выпрямляется, и поступает на нагрузочный резистор. При замыкании выхода испытуемого трансформатора на первичной обмотке токового трансформатора образуется падение напряжения, повышенное напряжение со вторичной обмотки выпрямляется и поступает на вход ШИМ контроллера. Если это напряжение превышает порог 2,5В, микросхема блокируется, т.к. это напряжение подается непосредственно на вход защиты микросхемы, далее закрываются ключи внутреннего драйвера и как следствие отключаются силовые транзисторы. Регулировать ток срабатывания защиты можно с помощью делителя напряжения в виде подстроечного многооборотного резистора R9.
Трансформатор имеет две обмотки. Первичная имеет один виток толстого провода, который соединяется последовательно с первичной обмоткой испытуемого трансформатора, и вторичная обмотка — 100-120 витков с отводом от середины.
Трансформатор тока намотан на таком же ферритовом колечке, как и согласующий трансформатор. Сначала мотается вторичная обмотка, которая состоит из двух равноценных плеч по 60 витков. Обмотки нужно сфазировать, соединив начало одной, с концом другой. На схеме начало указано точкой. Провод для этой обмотки необходимо взять с диаметром от 0,15 до 0,25 мм, больше — нет смысла. Обе обмотки, мотаются разом для минимизации разброса характеристик. Витки необходимо равномерно распределить по всему кольцу, желательно без перехлестов. После намотки обмотку необходимо хорошо изолировать, можно залить эпоксидной смолой.
Первичная обмотка — это один не полный виток, диаметр провода 1,25мм.
С помощью такого стенда можно найти оптимальную и предельную рабочую частоту сердечника, опытным путем подобрать снабберную цепочку и эффективность его работы.
При необходимости лампу накаливания по входу можно исключить и нагрузить трансформатор по полной, для тепловых замеров и оценки габаритной мощности сердечников. Также можно изучить влияние скин эффекта на разных частотах. Стенд также дает возможность настраивать колебательный контур индукционных нагревательных систем и многое другое.
Печатная плата тут
При ремонте частотных преобразователей и других устройств промышленной электроники, имеющих в своем составе импульсный блок питания, часто появляется необходимость в диагностике состояния трансформаторов.
В практике ремонта разработано много различных методик, которые позволяют с требуемой для ремонта точностью отбраковывать неисправные трансформаторы импульсных источников питания.
Способ №1.
Для проверки трансформаторов этим способом потребуется генератор сигналов синусоидальной формы с частотным диапазоном 10 — 150 кГц и цифровой или аналоговый осциллограф. Для начала проверки на первичную обмотку трансформатора последовательно через неполярный конденсатор с номинальной емкостью 0.3-1.6 мкФ подаем тестовый сигнал с выхода генератора с амплитудой 4 — 11 В. Ко вторичной обмотке подключаем вход осциллографа и наблюдаем форму сигнала. Изменяя значение частоты на выходе генератора сигналов важно на каком-то определенном участке частотного диапазона обнаружить форму сигнала в виде чистой, неискаженной, синусоиды. Если же форма сигнала окажется искаженной, отличной от синусоиды, то с высокой степенью вероятности можно сделать заключение, что проверяемый трансформатор содержит межвитковое замыкание или обрыв.
Способ №2.
Для тестирования трансформатора паралелльно первичной обмотке подключаем неполярный конденсатор с номинальной емкостью 0.05-1.5 мкФ и подаем на нее тестовый сигнал с генератора синусоиды амплитудой 4 — 11 В. Вход осциллографа также подключаем параллельно конденсатору и первичной обмотке. Теперь, регулируя частоту генератора сигналов на собранном параллельном колебательном контуре, производим поиск участка резонанса, ожидая максимальный размах сигнала на дисплее осциллографа. Далее, на время проведения проверки, вторичную обмотку трансформатора необходимо замкнуть накоротко — это приведет к исчезновению колебаний в контуре. Из описанного следует, что наличие короткозамкнутых витков приводит к срыву эффекта резонанса в колебательном контуре. Таким образом, если в одной из обмоток тестируемого трансформатора есть межвитковое замыкание, то мы не обнаружим эффект резонанса, изменяя выходную частоту тестового генератора.
Способ №3.
Принцип тестирования трансформатора тот же, но теперь применяется последовательный контур вместо параллельного и происходит резкий срыв устойчивых колебаний при достижении эффекта резонанса. Последовательная цепь будет состоять из осциллографа, генератора сигналов, конденсатора и первичной обмотки трансформатора. Достигнуть эффекта резонанса будет невозможно, если присутствуют короткозамкнутые витки в одной из обмоток трансформатора.
Перечисленные выше способы можно применять для проверки силовых трансформаторов преобразователей, а также разделительных трансформаторов, используемых для гальванической развязки цепей управления в устройствах силовой электроники.
Время выполнения запроса: 0,00573301315308 секунд.
Трансформаторы получили широкое применение в радиоэлектронике. Они являются преобразователями переменного напряжения и, в отличие от других радиоэлементов, выходят из строя редко. Для определения их исправности нужно знать, как проверить трансформатор мультиметром. Этот способ достаточно простой, и необходимо понять принцип работы трансформатора и его основные характеристики.
Основные сведения о трансформаторах
Для преобразования номиналов переменного напряжения применяются специальные электрические машины — трансформаторы.
Трансформатор — это электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения и тока одной величины в переменный ток и напряжение другой величины.
Устройство и принцип действия
Используется во всех схемах питания потребителей, а также для осуществления передачи электроэнергии на значительные расстояния. Устройство трансформатора достаточно примитивно:
- Ферромагнитный сердечник выполнен из ферромагнетика и называется магнитопроводом. Ферромагнетики — это вещества, обладающие самопроизвольной намагниченностью, параметры (атомы обладают постоянным спиновым или орбитальным магнитными моментами) сильно изменяются благодаря магнитному полю и температуре.
- Обмотки: первичная (подключается сетевое напряжение) и вторичная (питание потребителя или группы потребителей). Вторичных обмоток может быть больше 2-х.
- Дополнительные составляющие применяются для силовых трансформаторов: охладители, газовое реле, индикаторы температуры, поглотители влаги, трансформаторы тока, системы защиты и непрерывной регенерации масла.
Принцип действия основан на нахождении проводника в переменном электрическом поле. При движении проводника, например, соленоида (катушка с сердечником), на его выводах можно снять напряжение, которое зависит прямо пропорционально от количества витков. В трансформаторе реализован этот подход, но осуществляет движение не проводник, а электрическое поле, образованное переменным током. Он движется по магнитопроводу, выполненному из ферромагнетика. Ферромагнетик — это специальный сплав, идеально подходящий для изготовления трансформаторов. Основные материалы для сердечников:
- Электротехническая сталь содержит большую массовую долю кремния (Si) и соединяется под действием высокой температуры с углеродом, массовая доля которого не более 1%. Ферромагнитные свойства нечетко выражаются, и происходят потери на вихревые токи (токи Фуко). Потери прямо пропорционально растут с увеличением частоты. Для решения этой проблемы и происходит добавление Si в углеродистую сталь (Э42, Э43, Э320, Э330, Э340, Э350, Э360). Расшифровывается аббревиатура Э42: Э — электротехническая сталь, содержащая 4% — Si с 2% магнитных потерь.
- Пермаллой — вид сплава, и его составляющими частями являются никель и железо. Этот вид характеризуется высоким значением магнитной проницаемости. Применяется в маломощных трансформаторах.
При протекании тока по первичной обмотке (I) в ее витках образуется магнитный поток Ф, который распространяется по магнитопроводу на II обмотку, вследствие чего в ней образуется ЭДС (электродвижущая сила). Устройство может работать в 2-х режимах: нагрузки и холостого хода.
Коэффициент трансформации и его расчет
Коэффициент трансформации (k) является очень важной характеристикой. Благодаря ему можно выявить неисправности. Коэффициент трансформации — это величина, показывающая отношение количества витков I обмотки к числу витков II обмотке. По k трансформаторы бывают:
- Понижающими (k > 1).
- Повышающими (k < 1).
Найти его просто, и для этого необходимо узнать отношение напряжений каждой из обмоток. При наличии более 2-х обмоток расчет производится для каждой из них. Для точного определения k нужно пользоваться 2-мя вольтметрами, так как напряжение сети может изменяться, и эти изменения нужно отслеживать. Подавать нужно только напряжение, указанное в характеристиках. Определяется k несколькими способами:
По паспорту, в котором указаны все параметры устройства (напряжение питания, коэффициент трансформации, сечение провода на обмотках, количество витков, тип магнитопровода, габариты).
- Расчетный метод.
- При помощи моста Шеринга.
- При помощи специальной аппаратуры (например, УИКТ-3).
Рассчитать k несложно, и существует ряд формул, позволяющих сделать это. Нет необходимости учитывать потери магнитопровода, применяемые при изготовлении на заводе. Исследования показали взаимосвязь магнитопровода (железняк) и k. Для улучшения КПД трансформатора нужно уменьшить магнитные потери:
- Использование специальных сплавов для магнитопровода (уменьшение толщины и спецобработка).
- Уменьшение количества витков при использовании толстого провода, а на высоких частотах большое сечение является пространством для создания вихревых токов.
Для этих целей применяют аморфную сталь. Но и она обладает ограничением, называемым магнитострикцией (изменение геометрических размеров материала под действием электромагнитного поля). При использовании этой технологии удается получать листы для железняка толщиной в сотые доли миллиметров.
Расчетные формулы
При отсутствии соответствующей документации нужно производить расчеты самостоятельно. В каждом конкретном случае способы расчета различны. Основные формулы расчета k:
- Без учета возможных погрешностей: k = U1 / U2 = n1 / n2, где U1 и U2 — U на I и II обмотках, n1 и n2 — количество витков на I и II обмотках.
- При учете погрешностей: k = U1 / U2 = (e *n1 + I1 * R1) / (e * n2 + I2 * R2), где U1 и U2 — напряжения на I и II обмотках; n1 и n2 — кол-во витков на I и II обмотках; е — ЭДС (электродвижущая сила) в каждом из витков обмоток; I1 и I2 — силы токов I и II обмоток; R1 и R2 — сопротивления для I и II.
- По известным мощностям при параллельном подключении обмоток: kz = Z1 / Z2 = ku * ku, где kz — k по мощности, Z1 и Z2 — мощности на первичной и вторичной обмотках, ku — k по напряжению (k = U1 / U2).
- По токам при последовательном подключении обмоток: k = I1 / I2 = n2 / n1. При учете результирующего тока холостого хода (ток потерь Io): I1 * n1 = I2 * n2 + Io.
Проверка исправности
В основном трансформаторы применяются в блоках питания. Намотка и изготовление самого трансформатора с нуля — сложная задача и под силу не каждому. Поэтому за основу берется уже готовый и модернизируется путем изменения количества витков вторичной обмотки. Основные неисправности трансформатора:
- Обрыв выводов.
- Повреждение магнитопровода.
- Нарушение изоляции.
- Сгорание при КЗ.
Диагностика начинается с визуального осмотра. Первоначальная диагностика включает в себя осмотр выводов трансформатора, его катушек на предмет обугливаний, целостность магнитопровода.
При изношенных выводах необходимо зачистить их, а в некоторых случаях при обрыве — разобрать трансформатор, припаять их и прозвонить тестером.
При поврежденном магнитопроводе нужно его заменить или узнать из справочников об аналогичном для конкретной модели, так как он ремонту не подлежит. Можно заменить отдельные пластины.
При КЗ необходимо провести диагностику на работоспособность при помощи измерительных приборов (проверка трансформатора мультиметром).
При пробитой изоляции происходит контакт между витками обмоток или на корпус. Определить эту неисправность достаточно сложно. Для этого необходимо произвести следующие действия:
- Включить прибор в режим измерения сопротивления.
- Один щуп должен быть на корпусе, а другой нужно присоединить к каждому выводу трансформатора поочередно.
- Прибор должен во всех случаях прозвонок показывать бесконечность, что свидетельствует об отсутствии КЗ на корпус.
- При любых показаниях прибора пробой на корпус существует, и нужно полностью разбирать трансформатор и даже разматывать его обмотки для выяснения причины.
Для поиска короткозамкнутых витков нужно определить, где I обмотка (вход), а где II (выход) у неизвестного трансформатора. Для этого стоит воспользоваться следующим алгоритмом:
- Выяснить сопротивление первичной обмотки трансформатора 220 вольт при помощи измерений мультиметра в режиме «сопротивления». Необходимо записать показания прибора. Выбрать обмотку с наибольшим сопротивлением.
- Взять лампочку на 50 Вт и подключить ее последовательно с этой обмоткой.
- Включить в сеть на 5−7 секунд.
После этого отключить и проверить обмотки на нагрев. Если заметного превышения температуры нет, то приступить к поиску короткозамкнутых витков. Как проверить трансформатор на межвитковое замыкание: необходимо воспользоваться мегаомметром при напряжении 1000 В. При измерении пробоя изоляции необходимо прозванивать корпус и выводы обмоток, а также независимые между собой обмотки, например, вывод I и II.
Нужно определить коэффициент трансформации и сравнить его с документом. Если они совпадают — трансформатор исправен.
Существуют еще два метода проверки:
- Прямой — подразумевает проверку под нагрузкой. Для его осуществления необходимо собрать цепь питания I и II обмоток. Путем измерения значений тока в обмотках, а затем по формулам (4) определить k и сравнить его с паспортными данными.
- Косвенные методы. Включают в себя: проверку полярности выводов обмоток, определение характеристик намагничивания (используется редко). Полярность находится при помощи вольтметра или амперметра магнитоэлектрического исполнения с определением полярности на выходе. При отклонении стрелки вправо — полярности совпадают.
Проверка импульсного трансформатора достаточна сложная, и ее может произвести только опытный радиолюбитель. Существует много способов проверки исправности импульсников.
Таким образом, трансформатор можно легко проверить мультиметром, зная основные особенности и алгоритм проверки. Для этого нужно выяснить тип трансформатора, найти документацию по нему и рассчитать коэффициент трансформации. Кроме того, необходимо произвести визуальный осмотр прибора.
Originally posted 2018-04-06 09:10:07.
Начинающим радиолюбителям очень полезно уметь и знать, как проверить трансформатор мультимтером. Такие знания полезны по той причине, что позволяют сэкономить время и деньги. В большинстве линейных блоков питания львиную долю стоимости составляет трансформатор. Поэтому, если в руках оказался трансформатор с неизвестными параметрами не спешите его выбрасывать. Лучше возьмите в руки мультиметр. Также для некоторых опытов нам понадобится лампа накаливания с патроном.
С целью более осознанного выполнения дальнейших опытов и экспериментов следует понимать, как устроен и работает трансформатор трансформатора. Рассмотрим здесь это в упрощенной форме.
Простейший трансформатор представляет собой две обмотки, намотанных на сердечник или магнитопровод. Каждая обмотка представляет собой изолированные друг от друга проводники. А сердечник набирается из тонких изолированных друг от друга листов из специальной электротехнической стали. На одну из обмоток, называемую первичной, подается напряжение, а со второй, называемой вторичной, оно снимается.
При подаче переменного напряжения на первичную обмотку, поскольку электрическая цепь замкнута, то в ней создается пуль для протекания переменного электрического тока. Вокруг проводника с переменным током всегда образуется переменное магнитное поле. Магнитное поле замыкается и усиливается посредством сердечника магнитопровода и наводит во вторичной обмотке переменную электродвижущую силу ЭДС. При подключении нагрузки ко вторично обмотке в ней протекает переменный ток i2.
Этих знаний на еще не достаточно, чтобы полностью понимать, как проверить трансформатор мультиметром. Поэтому рассмотрим еще ряд полезных моментов.
Как проверить трансформатор мультимтером правильно
Не вникая в подробности, которые здесь ни к чему, заметим, что ЭДС, как и напряжение, определяется числом витков обмотки при прочих равных параметрах
E ~ w.
Чем больше витков, тем выше значение ЭДС (или напряжения) обмотки. В большинстве случаев мы имеем дело с понижающими трансформаторами. На их первичную обмотку подают высокое напряжение 220 В (230 В по-новому ГОСТу), а со вторичной обмотки снимается низкое напряжение: 9 В, 12 В, 24 В и т.д. Соответственно и число витков также будет разным. В первом случае оно выше, а во втором ниже.
Так как
E1 > E2,
то
w1 > w2.
Также, не приводя обоснований, заметим, что мощности обоих обмоток всегда равны:
S1 = S2.
А так как мощность – это произведение тока i на напряжение u
S = u∙i,
то
S1 = u1∙i1; S2 = u2∙i2.
Откуда получаем простое уравнение:
u1∙i1 = u2∙i2.
Последнее выражение имеет для нас большой практический интерес, который заключается в следующем. Для сохранения баланса мощностей первичной и вторичной обмоток при увеличении напряжения нужно снижать ток. Поэтому в обмотке с большим напряжением протекает меньший ток и наоборот. Проще говоря, поскольку в первичной обмотке напряжение выше, чем во вторичной, то ток в ней меньше, чем во вторичной. При этом сохраняется пропорция. Например, если напряжение выше в 10 раз, то ток ниже в те же 10 раз.
Отношение числа витков или отношение ЭДС первичной обмотки ко вторичной называют коэффициентом трансформации:
kт = w1 / w2 = E1 / E2.
Из приведенного выше, мы можем сделать важнейший вывод, который поможет нам понять, как проверить трансформатор мультиметром.
Вывод заключается в следующем. Поскольку первичная обмотка трансформатора рассчитана на более высокое напряжение (220 В, 230 В) относительно вторичной (12 В, 24 В и т.д.), то она мотается большим числом витков. Но при этом в ней протекает меньший ток, поэтому применяется более тонкий провод большей длины. Отсюда следует, что первичная обмотка понижающего трансформатора обладает большим сопротивлением, чем вторичная.
Поэтому с помощью мультиметра уже можно определить, какие выводы являются выводами первичной обмотки, а какие вторичной, путем измерения и сравнения их сопротивлений.
Как определить обмотки трансформатора
Измерив сопротивление обмоток, мы узнали, как из них рассчитана на более высокое напряжение. Но мы еще не знаем, можно ли на нее подавать 220 В. Ведь более высокое напряжение еще на означает 220 В. Иногда попадаются трансформаторы, рассчитаны на работу от мети переменного тока 110 В и 127 В или меньшее значение. Поэтому если такой трансформатор включить в сеть 220 В, он попросту сгорит.
В таком случае опытные электрики поступают так. Берут лампу накаливания и последовательно соединяют с предполагаемой первичной обмоткой. Далее один вывод обмотки и вывод лампочки подключают в сеть 220 В. Если трансформатор рассчитан на 220 В, то лампа не засветится, так как приложенное напряжение 220 В полностью уравновешивается ЭДС самоиндукции обмотки. ЭДС и приложенное напряжение направлены встречно. Поэтому через лампу накаливания будет протекать небольшой ток – ток холостого хода трансформатора. Величина этого тока недостаточна для разогрева нити лампы накаливания. По этой причине лампа не светится.
Если лампа засветится даже в полнакала, то на такой трансформатор нельзя подавать 220 В; он не рассчитан на такое напряжение.
Очень часто можно встретить трансформатор, имеющий много выводов. Это значит, что он имеет несколько вторичных обмоток. Узнать напряжение каждой из них можно узнать следующим образом.
Раньше мы рассмотрели, как проверить трансформатор мультиметром и определить по отношению сопротивления первичную обмотку. Также с помощью лампы накаливания можно убедится в том, что она рассчитана на 220 В (230 В).
Теперь дело осталось за малым. Подаем на первичную обмотку 220 В и выполняем измерение переменного напряжения на выводах оставшихся обмоток с помощью мультиметра.
Соединение обмоток трансформатора
Вторичные обмотки трансформатора соединяют последовательно и реже параллельно. При последовательном соединении обмотки могут включаться согласно и встречно.
Согласное соединение обмоток трансформатора применяют с целью получения большей величины напряжения, чем дает одна из обмоток. При согласном соединении начало одной обмотки, обозначаемое на чертежах электрических схем точкой или крестиком, соединяется с концом предыдущей. Здесь следует помнить, что максимальный ток всех соединенных обмоток не должен превышать значения той, которая рассчитана на наименьший ток.
При встречном соединении начала или концы обмоток соединяются вместе. При встречном соединении ЭДС направлены встречно. На выводах получают разницу ЭДС: от большего значения отнимается меньшее значение. Если соединить встречно две обмотки с равными значениями ЭДС, то на выводах будет ноль.
Теперь мы знаем, как, как проверить трансформатор мультиметром, а также можем найти первичную и вторичную обмотки.
