ساخت یک ترانسفورماتور یا مبدل برق

در این آزمایش خواهیم دید که:

تغییر جریان در سیم پیچ اولیه باعث القای نیرو محرکه القایی (ولتاژ) در سیم پیچ ثانویه می شود.

وسایل لازم برای هر گروه از دانش آموزان:

• گالوانومتر حساس (مثلا حساس به بازه   3.5– 0– 3.5 mA و مقاومت 10 اهمی)
• دو هسته آهنی C شکل.
• 2 عدد سیم مسی با انتهای لخت و طول 200 cm .
• گیره برای هسته آهنی
• باتری 1.5 ولتی با نگهدارنده
• کلید
• رابط برق 4 mm به تعداد 4 عدد
• منبع تغذیه کم ولتاژ
• لامپ و نگه دارنده لامپ، هم 1.25 v  و هم 2.5 v

نکات مهم:

هسته های آهنی C شکل باید جفت جفت باشند و خوب به هم وصل شوند تا از ساییدن و پودر شدن آن ها جلوگیری شود.

کم ترین فاصله بین این هسته ها به طور چشمگیری کارایی مبدل را کم خواهد کرد.

نمایی از یک ترانسفورماتور ایده آل به طور شماتیکی

ایمنی:

اگر باتری کلرید روی استفاده می کنید، در مدت 60 ثانیه یا کم تر قطبی خواهد شد و باید به مدت یک شب به همان حال بماند تا بازهم کار کند.

اگر باتری قلیایی منگنز مورد استفاده است، گرم کردن زیاد آن خطرناک است و ممکن است منفجر شود، مدار را در مدت 30 ثانیه یا کم تر از آن، کامل کنید.

اگر باتری شارژی (NiCd) مورد استفاده است، سیم ، بسیار داغ خواهد شد و باتری در عرض چند دقیقه خالی خواهد شد؛ پس آزمایش را تا آن جا که ممکن است، سریع انجام دهید.

دستور آزمایش:

a)     دور سیم روکش دار دور یکی از بازوهای هسته آهنی بپیچید. کاری که شما انجام می دهید، یک سیم پیچ اولیه تشکیل می دهد.

b)     دور سیم روکش دار دور یکی از بازوهای هسته آهنی دیگر بپیچید و سیم پیچ ثانویه بسازید.

c)     انتهای سیم پیچ ثانویه را به گالوانومتر وصل کنید.

d)    انتهای سیم پیچ اولیه از طریق کلید به باتری وصل کنید.

e)    کلید را ببندید. سیم پیچ اولیه را تا نزدیکی سیم پیچ ثانویه بیاورید، همان گونه که نشان داده شده است.

f)    دو هسته آهنی را به هم ببندید تا یک ترانسفورماتور تشکیل دهد. کلید را باز و بسته کنید و انحراف عقربه گالوانومتر را ببینید.

g)    گالوانومتر را با یک لامپ جایگزین کنید و کلید را بزنید.

h)    سیم پیچ اولیه را به قطب ac منبع تغذیه 2v وصل کنید. لامپ دوم را به طور موازی با سیم پیچ ببندید؛ مثل شکل. کلید را بزنید، کدام لامپ روشن تر است؟

نکات تدریس:

1)    چون ممکن است سیم پیج اولیه داغ شود، به هیچ وجه نگذارید باتری ها در حالت اتصال طولانی باقی بمانند.

2)   لامپ وصل شده به منبع تغذیه به طور ضعیف روشن خواهد شد؛ در حالی که لامپ وصل شده به سیم پیچ ثانویه تا زمانی که طول سیم در هر سیم پیچ همان است، پر نور خواهد بود. برای تثبیت این که این نتیجه به دلیل تفاوت دو لامپ نیست، لامپ ها را با هم عوض کنید.

3)   دانش آموزان می توانند تعداد دورهای سیم در هر سیم پیچ را تغییر دهند، در این مورد، طول کلی باید ثابت باقی بماند ( تا مقاومت تغییر نکند).

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه و تنظیم: خدیجه آلچالانلو